本發明屬于涉水管道防護領域，具體地說，涉及一種非開挖涉水管道內壁修復材料及其制備方法。
背景技術：
：在國內用于涉水管道內壁修復材料的類型中最常見的類型為用水泥內襯和環氧內襯兩種。但是一方面，水泥內襯雖然結實耐用，但水泥中的孔隙會成為微生物生長的溫床，久而久之會在水泥內襯表面結一層厚厚的垢，管道結垢后內徑會減小，增高管道的輸送壓，不僅影響管內液體的流速更容易導致爆管；另一方面水泥內襯中的水泥被流體沖刷后會逐漸溶解于流體中，導致流體污染。而環氧內襯雖然可以防止結垢，但一般環氧內襯較薄，且為脆性材料，僅適用于小口徑的塑料管材，對于大口徑管道則無法承受管道較高的壓力。非開挖管道由于是在地下作業，對施工設備的要求較高，同時要求修復材料形成連續化一體的內襯結構，且需要抗結垢、抗爆管、抗壓等多種要求。因此，有必要研發一種非開挖涉水管道內壁修復材料，能夠兼具水泥和環氧兩種材料的長處，同時彌補兩種材料的不足，解決結垢的問題的同時，一次性噴涂解決管道裂紋及漏點的問題。技術實現要素：本發明的第一個目的在于提供一種非開挖涉水管道內壁修復材料，可持續性噴涂從而在管道內壁形成連續化、一體化的內襯修復材料，能夠滿足非開挖涉水管道抗結垢、抗爆管、抗壓等多種要求，同時一次性噴涂解決管道裂紋及漏點的問題。本發明的第二個目的在于提供上述非開挖涉水管道內壁修復材料的制備方法。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種非開挖涉水管道內壁修復材料，所述非開挖涉水管道內壁修復材料包括第一部分和第二部分，通過將第一部分和第二部分混合形成液體混合物而噴涂于非開挖涉水管道內壁，其中：所述第一部分包括至少一種含有胺基基團的聚合物和顏填料的組分；所述第二部分包括至少一種含有異氰酸酯基團的聚合物和顏填料組分。根據本發明，所述第一部分中的含有胺基基團的聚合物為脂環族二胺及其衍生物或含有苯環基團的脂肪族二胺及其衍生物。根據本發明，所述第一部分中的含有胺基基團的聚合物為以含有胺基基團的聚合物為基礎胺進行改性得到的改性聚合物，所述改性聚合物中不含有可以與胺反應的反應性基團。根據本發明，所述改性的方法為采用含C4～C20長鏈的縮水甘油醚及其衍生物對所述基礎胺進行改性。根據本發明，所述第一部分和第二部分中至少包含一種防沉劑。根據本發明，所述第二部分中的含有異氰酸酯基團的聚合物選自脂肪族異氰酸酯的二聚體、三聚體及脂肪族異氰酸酯的二聚體或三聚體的衍生物中的一種或多種；所述第二部分中所含的異氰酸酯的游離單體小于1(重量)％。根據本發明，所述第二部分還含有至少一種不含羥基基團的環氧樹脂或其改性物。根據本發明，所述第二部分所含的顏填料的含水量小于1(重量)％。根據本發明，所述第二部分至少包含一種可吸附微量水分的吸附劑。所述的非開挖涉水管道內壁修復材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：1)將第一部分、第二部分分別投入干凈的密閉釜內，在氮氣保護下進行高速攪拌混合，直至攪拌均勻，得到的第一部分和第二部分分別存儲；2)使用時，先分別將第一部分、第二部分加熱至40～60℃，然后采用雙管無氣噴涂設備將第一部分和第二部分以體積比1:1混合形成液體混合物，并涂覆于直徑300～500mm的非開挖涉水管道內壁，持續噴涂6m以上，固化后形成連續一體化的非開挖涉水管道內壁修復材料。根據本發明，所述液體混合物涂覆于非開挖涉水管道內壁后的凝膠時間為30秒～5分鐘，表干時間為2分鐘～15分鐘，硬化時間為10分鐘～30分鐘。根據本發明，所述液體混合物涂覆于非開挖涉水管道內壁，一次性形成3～5mm厚度的固體涂層。根據本發明，所述非開挖涉水管道內壁修復材料的制備方法的步驟2)中的雙管無氣噴涂設備的噴頭為可伸縮的離心旋轉不銹鋼噴頭。與現有技術相比，本發明的涉水管道內壁修復材料具有以下優點：1)、本發明的涉水管道內壁修復材料適用于地下管道不開挖即可滿足噴涂的施工條件，兼具了水泥和環氧樹脂兩種材料的長處，同時也彌補了兩種材料的不足，可持續性噴涂，從而在管道內壁形成連續化、一體化的內襯修復材料，能夠滿足非開挖涉水管道抗結垢、抗爆管、抗壓和抗微生物生長等多種要求，同時一次性噴涂解決管道裂紋及漏點的問題。2)、本發明的涉水管道內壁修復材料中的第一部分和第二部分中均不含溶劑，為低VOC的產品，具有重要的環保意義。具體實施方式以下結合具體實施例，對本發明做進一步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本發明而非用于限制本發明的范圍。以下實施例中所使用的原料均為市售，其中：下述實施例中，異佛爾酮二胺(IPDA)為脂環族二胺，間苯二甲胺(MXDA)為含有苯環基團的脂肪族二胺。下述實施例中，科思創N100為脂肪族異氰酸酯的二聚體，科思創3300、東曹化工的HK為脂肪族異氰酸酯的三聚體，上述脂肪族異氰酸酯的三聚體的游離異氰酸酯單體小于1(重量)％。下述實施例中，E-51、陶氏DER331及其類似產品均為不含羥基基團的環氧樹脂。含有胺基基團的聚合物的改性方法：通過C4～C20的縮水甘油醚對含有基礎胺(胺基基團)的聚合物進行改性，從而形成含有-NH基團的聚合物，C4～C20長碳鏈的縮水甘油醚例如聚丙二醇二縮水甘油醚、己二醇二縮水甘油醚、十二-十四烷基縮水甘油醚及其衍生物，不同的碳鏈長度所帶來的特性不相同。下述實施例中的MXDA分別經過含C4鏈的聚丙二醇二縮水甘油醚改性、含C6鏈的己二醇二縮水甘油醚改性、含C14鏈的十四烷基縮水甘油醚改性。下述實施例中的顏填料的含水量小于1(重量)％。實施例1-4、涉水管道內壁修復材料的制備(一)、涉水管道內壁修復材料配方，如表1所示。表1實施例1-4的涉水管道內壁修復材料配方1-4(二)、涉水管道內壁修復材料制備方法及其使用方法制備方法：將第一部分、第二部分分別投入干凈的密閉釜內，在氮氣保護下進行高速攪拌混合，直至第一、第二部分攪拌均勻，得到的第一部分和第二部分分別存儲。使用方法：將實施例1-4制備得到的第一部分、第二部分分別熱至40～60℃，然后用雙管無氣噴涂設備對第一部分、第二部分以體積比1:1進行噴涂施工。(三)、性能測試將實施例1-4制備得到的涉水管道內壁修復材料加熱至40～60℃，用雙管無氣噴涂設備進行制板，并進行性能測試，結果如表2所示：表2實施例1-4制備的涉水管道內壁修復材料性能測試結果性能測試指標實施例1實施例2實施例3實施例4凝膠時間，s≤5min60354552表干時間，min≤1511599硬化時間，min≤302081012拉伸強度，MPa≥1018151821伸長率，％≥36567粘附力，MPa≥710121616邵氏硬度≥7078828688吸水率，％≤31.20.811抗爆管壓力，MPa≥244.555表2的結果可以看出，實施例1-4制備的涉水管道內壁修復材料均符合性能指標。采用MXDA作為含有胺基基團的聚合物制備得到的涉水管道內壁修復材料具有更加優異的性能。上述的含有胺基基團的聚合物也可以是其衍生物，含有異氰酸酯基團的聚合物也可以是其衍生物，都能實現相似的修復涉水管道內壁效果。以下分別從三個方面進一步研究不同原料組分對制備得到的涉水管道內壁修復材料性能的影響。實施例5-7、涉水管道內壁修復材料制備(一)、涉水管道內壁修復材料配方，如表3所示。表3實施例5-7的涉水管道內壁修復材料配方5-7(二)、性能測試第一部分和第二部分的制備方法同實施例1-4。將實施例5-7制備得到的涉水管道內壁修復材料加熱至40～60℃，用雙管式無氣噴涂設備進行噴涂制板，并進行性能測試，結果如表4所示：表4實施例5-7制備的涉水管道內壁修復材料性能測試結果性能測試指標實施例5實施例6實施例7凝膠時間，s≤5min354052表干時間，min≤155510硬化時間，min≤3081012拉伸強度，MPa≥10121521伸長率，％≥3457粘附力，MPa≥7121210邵氏硬度≥70808074吸水率，％≤30.80.81抗爆管壓力，MPa≥254.53.5表4的結果可以看出，實施例5-7制備的涉水管道內壁修復材料均符合性能指標。其中實施例6采用含C6鏈改性的MXDA作為第一部分的含胺基基團的聚合物，制備的涉水管道內壁修復材料具有更加優異的性能。實施例8-10、涉水管道內壁修復材料制備(一)、涉水管道內壁修復材料配方，如表5所示。表5實施例8-10的涉水管道內壁修復材料配方8-10(二)、性能測試第一部分和第二部分的制備方法同實施例1-4。將實施例8-10制備得到的涉水管道內壁修復材料加熱至40～60℃，用雙管式無氣噴涂設備進行制板，并進行性能測試，結果如表6所示：表6實施例8-10制備的涉水管道內壁修復材料性能測試結果表6的結果可以看出，實施例5-7制備的涉水管道內壁修復材料均符合性能指標。其中，采用科思創3300作為含有異氰酸酯基團的聚合物制備的第二部分，制備的涉水管道內壁修復材料具有更加優異的性能。實施例11-15、涉水管道內壁修復材料制備(一)、涉水管道內壁修復材料配方，如表7所示。表7實施例11-15的涉水管道內壁修復材料配方11-15(二)、性能測試第一部分和第二部分的制備方法同實施例1-4。將實施例11-15制備得到的涉水管道內壁修復材料加熱至40～60℃，用雙管式無氣噴涂設備進行制板，并進行性能測試，結果如表8所示：表8實施例11-15制備的涉水管道內壁修復材料性能測試結果表8的結果可以看出，實施例11-15制備的涉水管道內壁修復材料均符合性能指標，與未添加環氧樹脂的實施例5-10相比，實施例11-15制備的涉水管道內壁修復材料具有更加優異的性能。上述實施例中的不含羥基基團的環氧樹脂也可以是其衍生物，都能實現相似的修復涉水管道內壁效果。由上述實施例1-15可見，本發明的非開挖涉水管道內壁修復材料，具有良好的抗結垢、抗爆管、抗壓等性能，具有水泥和環氧材料二者的長處又克服了二者的缺點。實施例16、涉水管道內壁修復材料的使用實例對地下管道修復前，管道先進行預處理以使管道符合GB/T8923標準中涂裝前鋼材表面除銹等級St2.5級的要求。地下管道內的流通介質為含水的流通物。將本發明的涉水管道內壁修復材料的第一部分、第二部分加熱至40～60℃，采用雙管無氣噴涂設備對第一部分和第二部分以體積比1:1進行噴涂，將兩部分混合涂覆于直徑300mm的管道，并且持續噴涂6m以上，固化后形成連續一體化的內襯材料，一次性形成3～5mm厚度的固體涂層。雙管無氣噴涂設備的噴頭為可伸縮的離心旋轉不銹鋼噴頭。通過一次性噴涂解決了管道裂紋及漏點的問題。實施例17、涉水管道內壁修復材料的使用實例對地下管道修復前，管道先進行預處理以使管道符合GB/T8923標準中涂裝前鋼材表面除銹等級St2.5級的要求。地下管道內的流通介質為含水的流通物。將本發明的涉水管道內壁修復材料的第一部分、第二部分加熱至40～60℃，采用雙管無氣噴涂設備對第一部分和第二部分以體積比1:1進行噴涂，將兩部分混合涂覆于直徑500mm的管道，并且持續噴涂6m以上，固化后形成連續一體化的內襯材料，一次性形成3～5mm厚度的固體涂層。雙管無氣噴涂設備的噴頭為可伸縮的離心旋轉不銹鋼噴頭。通過一次性噴涂解決了管道裂紋及漏點的問題。以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只作為范例，本發明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對該發明進行的等同修改和替代也都在本發明的范疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的范圍內。當前第1頁1 2 3