[发明专利]一种非开挖管道修复用纱线增强复合材料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种新型复合材料，特别是指一种非开挖管道修复用纱线增强复合材料及其制备方法。

背景技术：

城市的生存与发展需要供应水、气、油、电以及排泄污水、洪涝等功能都需要管道来完成，为了不干扰人们的生活，这些管道常铺设于地下，称为地下管道，这些管道按照其功能可分为：燃气管道、供水管道、排水管道、电力管道、热力管道、及电视、电话、网络电缆或者光缆等。城市埋地管道投入使用15～20年后，就进入了事故高发期，有计划地开展对旧管道的修复已刻不容缓。采取非开挖手段解决现代管网改造中的开挖问题，减少管网改造带来的负面影响是城市建设以及现代社会生活的强烈要求。

目前，采用软管内衬法修复技术适应性强、质量可靠，可以做到在不开挖地表的条件下，采用纤维材料制作非织造布，将其进行防渗附膜处理并缝合成管状，然后浸渍树脂，采用翻转法利用气压或水压使之衬于旧管道内壁上，一定压力下常温或加热固化后形成内壁光滑的复合材料内衬管，从而完成对旧管道的保护与修复。非开挖修复技术是一种施工快、成本低、局部开挖的环保型修复技术，采用非开挖修复技术对受损的管道进行修复施工引起国内外学者的关注，然而内衬材料在翻转过程中需要承受复杂的应变与腐蚀，开发一种防渗透且力学性能良好的新型非开挖管道修复用复合材料具有一定的意义。

发明内容：

本发明的第一方面目的是提供一种防渗透、且力学性能良好的非开挖管道修复用纱线增强复合材料。

本发明为实现上述目的采取的技术方案如下：

一种非开挖管道修复用纱线增强复合材料，其特征在于：包括依次设置的基体、增强体、防渗膜，其中：基体为涤纶针刺非织造布，增强体为纱线，防渗膜为热塑性氨纶弹性体。

进一步的设置在于：

所述涤纶针刺非织造布：断裂应力7.3MPa，断裂伸长率60.7％，厚度3.9mm，重量448g/m²。

所述纱线规格为：纱线的皮层为PVC和碳酸钙，芯层为涤纶长丝，线密度3820dtex，断裂强度2.0cN/dtex。

所述热塑性氨纶弹性体：厚度0.06mm，重量83.8g/m²。

本发明的第二方面目的是提供一种非开挖管道修复用纱线增强复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以涤纶针刺非织造布作为复合材料的基体，纱线作为复合材料的增强体，采用热塑性氨纶弹性体作为防渗膜，复合时，将涤纶针刺非织造布、纱线和热塑性氨纶弹性体依次平铺放入，经过热压复合后即得到纱线增强复合材料。

所述纱线在基体上的设置为5cm内平均13-21根。

所述热压成型工艺，热压时间为60-300S，热压温度为100-140℃，热压压强0.5-5MPa。

热压成型工艺为热压压强5MPa，热压温度140℃，热压时间为300s。

所述的热塑性氨纶弹性体共设置有7-11层。

进一步地，选择一层涤纶针刺非织造布作为基体，一层纱线作为增强体，纱线的设置密度为5cm内平均13根，热塑性氨纶弹性体共设置有7层，经过热压复合，制备的纱线增强复合材料，断裂应力达到了31.4MPa，断裂伸长率在20.5％。

本发明的原理和有益效果如下：

1、本发明主要通过以下两个方面创新来解决技术问题：一是优化热压成型工艺，通过工艺的改进，开发防渗性能良好的复合材料；二是通过改进增强体的配比与含量，提高城镇排水管道修复用复合材料的机械性能。

2、本发明以涤纶非织造布作为复合材料的基体，新型纱线(皮层为PVC和碳酸钙，芯层为涤纶长丝)作为复合材料的增强体，采用热塑性氨纶弹性体(TPU)作为防渗膜，制备非开挖管道修复用复合材料，工艺流程短、成本低，制备的复合材料防渗效果和机械性能优良，力学性能超过同类复合材料，可应用于不同直径的燃气管道、供水管道、排水管道、电力管道、热力管道的修复翻新改造等领域。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明：

图1为热压复合工艺示意图；

图2为热压复合工艺处理后的树脂分布图；

图中标号：1为基体；2为增强体；3为防渗膜。

具体实施方式：

如图1所示，本发明的一种非开挖管道修复用纱线增强复合材料的制备方法，包括以下步骤：