阅读说明：本技术 一种耐高压防渗透的保温复合管道及其制备方法 (High-pressure-resistant anti-seepage heat-insulation composite pipeline and preparation method thereof ) 是由 侯连龙 澹台建礼 姚天姿 于 2019-03-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于管道技术领域,提出了一种耐高压防渗透的保温复合管道及其制备方法,其中,保温复合管道包括由内到外依次设置的内层工作层、中层保温层、外层防护层,所述内层工作层包括由内到外依次设置的防渗透阻隔层、聚乙烯材料层、改性增强层、热敏微发泡黏胶层、预浸带缠绕层,聚乙烯材料层为PERT-Ⅱ型高密度聚乙烯材料层,防渗透阻隔层采用尼龙MXD6或乙烯/乙烯醇共聚物制成,改性增强层为玻璃纤维增强尼龙MXD6层,预浸带缠绕层为玻璃纤维增强聚乙烯预浸带层,改性增强层由以下重量份的组分组成：尼龙MXD6 35～50份,玻璃纤维15～50份,硅烷偶联剂0.2～1份,抗氧剂1～2份,润滑剂0.5～1份,增韧剂5～15份。本发明解决了高密度聚乙烯复合保温管道耐压程度低的问题。(The invention belongs to the technical field of pipelines and provides a high-pressure-resistant anti-seepage heat-insulation composite pipeline and a preparation method thereof, wherein the heat-insulation composite pipeline comprises an inner working layer, a middle heat-insulation layer and an outer protective layer which are sequentially arranged from inside to outside, the inner working layer comprises an anti-seepage barrier layer, a polyethylene material layer, a modified reinforcing layer, a heat-sensitive micro-foaming viscose layer and a prepreg tape winding layer which are sequentially arranged from inside to outside, the polyethylene material layer is a PERT-II type high-density polyethylene material layer, the anti-seepage barrier layer is made of nylon MXD6 or ethylene/vinyl alcohol copolymer, the modified reinforcing layer is a glass fiber reinforced nylon MXD6 layer, the prepreg tape winding layer is a glass fiber reinforced polyethylene prepreg tape layer, and the modified reinforcing layer is composed of the following components in parts by weight: 635-50 parts of nylon MXD, 15-50 parts of glass fiber, 0.2-1 part of silane coupling agent, 1-2 parts of antioxidant, 0.5-1 part of lubricant and 5-15 parts of toughening agent. The invention solves the problem of low pressure resistance of the high-density polyethylene composite heat-insulating pipeline.)

一种耐高压防渗透的保温复合管道及其制备方法

技术领域

本发明属于管道技术领域，涉及一种耐高压防渗透的保温复合管道及其制备方法。

背景技术

随着城市的不断扩大建设、以及石油和天然气的不断开采，对运输管道的需求也越来越大。传统管道主要是钢制管道和玻璃钢管道。对于钢制管道，由于矿石开采环境条件极其恶劣，空气潮湿，井下存在大量易燃易爆粉尘及气体、各种腐蚀性气体、液体物质等，使得钢制管道容易被腐蚀，据研究报道，每年的腐蚀率为0.2-1.2mm，这直接导致钢管的使用寿命缩短、维护费用增高。另外，钢制管道作为煤矿用管材时，由于其本身比重比较大，是PE管材的7倍，这就增大了井下作业的难度；而且钢制管道在撞击过程中容易产生火花，在矿井中使用存在一定安全隐患。同时，钢制管道的成本比较高，在安装和维护过程中的成本也相应增高。与钢制管道相比，玻璃钢管道的质量相对较轻，其耐腐蚀性也好于钢制管道，但是在安装使用中其接口要求更高，易渗透，而且玻璃钢属于脆性材料，很难承受较大的冲击力，存在受到矿石冲击而被破坏的风险。

为克服这些缺陷，行业内的技术人员不断研究塑料材质的管道，用以替代钢制管道和玻璃钢管道，达到耐腐蚀、加工简单、成本低的目的。PERT-Ⅱ型聚乙烯复合保温管道目前可以替代小口径的传统钢制保温管，但是由于耐压程度相对传统钢管还比较低，尤其大口径管道，若使用高密度聚乙烯复合保温管工作管需要非常大的壁厚，材料的使用上会造成严重浪费，所以暂时只能替代部分二级供热管道。因此，急需研究开发一种耐高压防渗透的大口径复合材料管道。

发明内容

本发明提出一种耐高压防渗透的保温复合管道及其制备方法，解决了现有技术中高密度聚乙烯复合保温管道耐压程度低的问题，并拥有防渗透的工业管道属性。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种耐高压防渗透的保温复合管道，其特征在于，包括由内到外依次设置的内层工作层、中层保温层、外层防护层，所述内层工作层包括由内到外依次设置的防渗透阻隔层、聚乙烯材料层、改性增强层、热敏微发泡黏胶层、预浸带缠绕层，所述聚乙烯材料层为PERT-Ⅱ型高密度聚乙烯材料层，所述防渗透阻隔层采用尼龙MXD6或乙烯/乙烯醇共聚物制成，所述改性增强层为玻璃纤维增强尼龙MXD6层，所述预浸带缠绕层为玻璃纤维增强聚乙烯预浸带层，

所述改性增强层由以下重量份的组分组成：

尼龙MXD6 35～50份，玻璃纤维15～50份，硅烷偶联剂0.2～1份，抗氧剂1～2份，润滑剂0.5～1份，增韧剂5～15份。

作为进一步的技术方案，所述改性增强层由以下重量份的组分组成：

尼龙MXD6 43份，玻璃纤维33份，硅烷偶联剂0.6份，抗氧剂1.5份，润滑剂0.7份，增韧剂10份。

作为进一步的技术方案，所述玻璃纤维的长度为0.4～1mm，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH550，所述抗氧剂为抗氧剂1010，所述润滑剂为脂肪酸酰胺，所述增韧剂为聚烯烃弹性体或聚氨酯弹性体。

作为进一步的技术方案，所述热敏微发泡黏胶层由以下重量份的组分组成：

环氧树脂30～50份，聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物10～15份，聚乙二醇5～15份，聚乙烯醇3～8份，乙酸乙酯1～5份，钛白粉1～3份，硅烷偶联剂KH550 0.1～1份，

所述聚多面体低聚倍半硅氧烷-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物的分子量在15000～17000。

作为进一步的技术方案，所述热敏微发泡黏胶层由以下重量份的组分组成：

环氧树脂40份，聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物13份，聚乙烯醇5份，乙酸乙酯3份，钛白粉2份，硅烷偶联剂KH550 0.5份，

所述聚多面体低聚倍半硅氧烷-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物的分子量在15000～17000。

所述聚多面体低聚倍半硅氧烷-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物包括结构单元多面体低聚倍半硅氧烷和重复结构单元甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，其中多面体低聚倍半硅氧烷和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的个数比为1：90～100，并具有如下通式：

其中，n为90～100。

所述聚多面体低聚倍半硅氧烷-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物的制备方法具体为：首先，称取87.45g氨丙基异丁基倍半硅氧烷用1L四氢呋喃溶解，加入1L三乙胺，冷却至0℃，缓慢加入27.59g 2-溴异丁酰溴，0℃下搅拌1小时后移至室温下搅拌10小时至反应完全，过滤，旋转蒸发得白色固体，用甲醇清洗，过滤得白色固体，真空干燥，得到产物溴化的氨丙基异丁基倍半硅氧烷，将得到的溴化的氨丙基异丁基倍半硅氧烷用0.5L四氢呋喃溶解后加入1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺9.77g、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯500g，重复三次液氮冷冻-抽真空-融化-通氮气操作，加入溴化亚铜0.508g，然后重复三次液氮冷冻-抽真空-融化-通氮气操作，在60℃下反应12小时，反应完成后用少量四氢呋喃溶解然后过中性氧化铝柱，用10L四氢呋喃冲洗，旋蒸除去多余的溶剂，在正己烷中沉淀，得到白色的粘稠聚合物，真空干燥，得到产物聚多面体低聚倍半硅氧烷-聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物。

作为进一步的技术方案，所述环氧树脂为环氧树脂E51和环氧树脂901质量比为8:1的混合物。

作为进一步的技术方案，所述中层保温层为聚氨酯发泡保温层。

作为进一步的技术方案，所述外层防护层采用高密度聚乙烯制成。

一种耐高压防渗透的保温复合管道的制备方法，包括以下步骤：

S1、按以下重量份比的组分称取原料：尼龙MXD6 35～50份，玻璃纤维15～50份，硅烷偶联剂0.2～1份，抗氧剂1～2份，润滑剂0.5～1份，增韧剂5～15份，备用；

S2、将玻璃纤维浸入在质量比浓度为1～2％的硅烷偶联剂的水溶液中，浸泡8～12min，将浸泡后的玻璃纤维在温度为75～90℃下烘干30min，再升温至120～140℃下反应30min，得表面处理过的玻璃纤维；

S3、将尼龙MXD6与抗氧剂、润滑剂、增韧剂在高混机200r/min的转速下混合10min后通过双螺杆挤出机外加步骤S2得到的表面处理过的玻璃纤维，熔融混炼挤出造粒，得到玻璃纤维增强MXD6，110℃烘干2h备用；

S4、防渗透阻隔层、聚乙烯材料层、改性增强层采用多层共挤工艺挤出成型；

S5、按以下重量份比的组分称取原料：环氧树脂30～50份，聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物10～15份，聚乙烯醇3～8份，乙酸乙酯1～5份，钛白粉1～3份，硅烷偶联剂0.1～1份，备用；

S6、将环氧树脂、聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物、聚乙烯醇、乙酸乙酯、钛白粉、硅烷偶联剂在高混机1500r/min的转速下混料10min，得到热敏微发泡黏胶剂，备用；

S7、将步骤S6得到的热敏微发泡黏胶剂采用挤出机环状挤出涂覆的方法涂覆到改性增强层外表面，得到热敏微发泡黏胶层；

S8、将玻璃纤维增强聚乙烯预浸带缠绕到热敏微发泡黏胶层外热塑成型，得到含预浸带缠绕层的内层工作层；

S9、用高密度聚乙烯材料挤出预制成外层防护层，备用；

S10、在内层工作层与预制的外层防护层之间形成的空腔中用高压发泡机均匀一次性注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液，原液发泡得到聚氨酯发泡保温层，从而得到一种耐高压防渗透的保温复合管道。

作为进一步的技术方案，步骤S8中预浸带缠绕层的厚度为0.28mm，缠绕角度为60°，所述预浸带缠绕层中玻璃纤维含量为70％。

本发明使用原理及有益效果为：

1、与现有技术中相同管道口径的PERT-Ⅱ型聚乙烯复合保温管道相比，本发明制备的复合管道的短时失效压力更高，在110℃、环应力2.4MPa下破坏8760h，本发明的复合管道仍然不破裂、无渗漏，有效解决了现有技术中复合保温管道耐压程度低的技术问题，同时，本发明的复合管道的强度、耐冲击性、韧性等综合性能更好，具有广阔的应用前景。

2、本发明中，在聚乙烯材料层与预浸带缠绕层之间设置改性增强层，与预浸带缠绕层复配，起到双重增效作用，显著提高了复合管道的耐冲击性，改性增强层中采用尼龙MDX6为基体，具有高强度，加入偶联的玻璃纤维和增韧剂、抗氧剂、润滑剂等，相互配合，提高了复合管道的强度、耐冲击性、韧性等综合性能。

3、本发明中，在改性增强层与预浸带缠绕层之间设置热敏微发泡黏胶层，一方面，能够将不同材料的改性增强层和预浸带缠绕层粘合，有效增强了改性增强层和预浸带缠绕层的界面结合性，另一方面，与改性增强层配合，能够部分抵消内部管道的内应力，起到压力缓冲作用，使得复合管道耐高压，从而实用性更强。

4、本发明中，在聚乙烯材料层内设置防渗透阻隔层，防渗透阻隔层采用尼龙MXD6或乙烯/乙烯醇共聚物制成，能够有效防止管道内流体向管道内部渗透，提高了复合管道的防渗透能力。外层防护层的设置，不仅使复合管道防腐防水，还可以保护中层保温层免遭机械硬物破坏，起到防护作用。内层工作层与外层防护层之间填充设置中层保温层，有效提高了复合管道的保温能力。

5、本发明中，改性增强层用玻璃纤维增强尼龙MXD6制成，先用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行偶联后，再与尼龙MXD6熔融挤出，玻璃纤维的加入，与尼龙MXD6基体通过分子间作用力形成网状连接结构，提高了复合管道的冲击强度和拉伸强度，采用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行预处理，有效改善了玻璃纤维在尼龙MXD6熔体中的分散性，改善了玻璃纤维与尼龙MXD6基体的界面相容性，从而提高了复合管道的耐冲击性。

6、本发明中，黏胶层中聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物的加入，显著提高了复合管道的冲击强度、拉伸强度、刚性，降低了复合管道的纵向回缩率。一方面，聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物为两亲性聚合物，在黏胶层中起到了发泡剂的作用，使得黏胶层在预浸带热塑成型时形成致密的微发泡层，包覆玻纤预浸带后能够抵消管道的一些内应力，从而提高复合管道的冲击强度和环刚度；另一方面，聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物为有机-无机杂化的聚合物材料，材料中含有硅氧硅的无机结构骨架使得复合管道的拉伸强度、弯曲强度等力学性能显著提高，而温敏性的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物在热塑时粘度增加，使得预浸带缠绕层紧密缠绕在改性增强层外表面，从而使得复合管道的强度增加。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种耐高压防渗透的保温复合管道，包括由内到外依次设置的内层工作层、中层保温层、外层防护层，内层工作层包括由内到外依次设置的防渗透阻隔层、聚乙烯材料层、改性增强层、热敏微发泡黏胶层、预浸带缠绕层，聚乙烯材料层为PERT-Ⅱ型高密度聚乙烯材料层，防渗透阻隔层采用尼龙MXD6或乙烯/乙烯醇共聚物制成，改性增强层为玻璃纤维增强尼龙MXD6层，预浸带缠绕层为玻璃纤维增强聚乙烯预浸带层，中层保温层为聚氨酯发泡保温层，外层防护层采用高密度聚乙烯制成，

一种耐高压防渗透的保温复合管道的制备方法，包括以下步骤：

S1、按以下重量份比的组分称取原料：尼龙MXD6 35份，玻璃纤维15份，硅烷偶联剂KH550 0.2份，抗氧剂1010 1份，脂肪酸酰胺0.5份，聚烯烃弹性体5份；

S2、将玻璃纤维浸入在质量比浓度为1％的硅烷偶联剂KH550的水溶液中，浸泡8min，将浸泡后的玻璃纤维在温度为75℃下烘干30min，再升温至120℃下反应30min，得表面处理过的玻璃纤维；

S3、将尼龙MXD6与抗氧剂1010、脂肪酸酰胺、聚烯烃弹性体在高混机200r/min的转速下混合10min后通过双螺杆挤出机外加步骤S2得到的表面处理过的玻璃纤维，熔融混炼挤出造粒，得到玻璃纤维增强MXD6，110℃烘干2h备用；

S4、防渗透阻隔层、聚乙烯材料层、改性增强层采用多层共挤工艺挤出成型；

S5、按以下重量份比的组分称取原料：环氧树脂30～50份，聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物10～15份，聚乙烯醇3～8份，乙酸乙酯1～5份，钛白粉1～3份，硅烷偶联剂KH550 0.1～1份，其中环氧树脂为环氧树脂E51和环氧树脂901质量比为8:1的混合物，备用；

S6、将环氧树脂、聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物、聚乙烯醇、乙酸乙酯、钛白粉、硅烷偶联剂KH550在高混机1500r/min的转速下混料10min，得到热敏微发泡黏胶剂，备用；

S7、将步骤S6得到的热敏微发泡黏胶剂采用挤出机环状挤出涂覆的方法涂覆到改性增强层外表面，得到热敏微发泡黏胶层；

S8、将玻璃纤维增强聚乙烯预浸带缠绕到热敏微发泡黏胶层外热塑成型，得到含预浸带缠绕层的内层工作层，预浸带缠绕层的厚度为0.28mm，缠绕角度为60°，预浸带缠绕层中玻璃纤维含量为70％；

S9、用高密度聚乙烯材料挤出预制成外层防护层，备用；

S10、在内层工作层与预制的外层防护层之间形成的空腔中用高压发泡机均匀一次性注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液，原液发泡得到聚氨酯发泡保温层，从而得到一种耐高压防渗透的保温复合管道。

实施例2

一种耐高压防渗透的保温复合管道，其结构同实施例1，其制备方法，包括以下步骤：

S1、按以下重量份比的组分称取原料：尼龙MXD6 40份，玻璃纤维20份，硅烷偶联剂KH550 0.3份，抗氧剂1010 1.2份，脂肪酸酰胺0.6份，聚烯烃弹性体7份；

S2、将玻璃纤维浸入在质量比浓度为1％的硅烷偶联剂KH550的水溶液中，浸泡9min，将浸泡后的玻璃纤维在温度为80℃下烘干30min，再升温至125℃下反应30min，得表面处理过的玻璃纤维；

S3、将尼龙MXD6与抗氧剂1010、脂肪酸酰胺、聚烯烃弹性体在高混机200r/min的转速下混合10min后通过双螺杆挤出机外加步骤S2得到的表面处理过的玻璃纤维，熔融混炼挤出造粒，得到玻璃纤维增强MXD6，110℃烘干2h备用；

S4、防渗透阻隔层、聚乙烯材料层、改性增强层采用多层共挤工艺挤出成型；

S5、按以下重量份比的组分称取原料：环氧树脂35份，聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物11份，聚乙烯醇4份，乙酸乙酯2份，钛白粉1.5份，硅烷偶联剂KH550 0.2份，其中环氧树脂为环氧树脂E51和环氧树脂901质量比为8:1的混合物，备用；

S6、将环氧树脂、聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物、聚乙烯醇、乙酸乙酯、钛白粉、硅烷偶联剂KH550在高混机1500r/min的转速下混料10min，得到热敏微发泡黏胶剂，备用；

S7、将步骤S6得到的热敏微发泡黏胶剂采用挤出机环状挤出涂覆的方法涂覆到改性增强层外表面，得到热敏微发泡黏胶层；

S8、将玻璃纤维增强聚乙烯预浸带缠绕到热敏微发泡黏胶层外热塑成型，得到含预浸带缠绕层的内层工作层，预浸带缠绕层的厚度为0.28mm，缠绕角度为60°，预浸带缠绕层中玻璃纤维含量为70％；

S9、用高密度聚乙烯材料挤出预制成外层防护层，备用；

S10、在内层工作层与预制的外层防护层之间形成的空腔中用高压发泡机均匀一次性注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液，原液发泡得到聚氨酯发泡保温层，从而得到一种耐高压防渗透的保温复合管道。

实施例3

一种耐高压防渗透的保温复合管道，其结构同实施例1，其制备方法，包括以下步骤：

S1、按以下重量份比的组分称取原料：尼龙MXD6 43份，玻璃纤维33份，硅烷偶联剂KH550 0.6份，抗氧剂1010 1.5份，脂肪酸酰胺0.7份，聚烯烃弹性体10份；

S2、将玻璃纤维浸入在质量比浓度为1.5％的硅烷偶联剂KH550的水溶液中，浸泡10min，将浸泡后的玻璃纤维在温度为85℃下烘干30min，再升温至130℃下反应30min，得表面处理过的玻璃纤维；

S3、将尼龙MXD6与抗氧剂1010、脂肪酸酰胺、聚烯烃弹性体在高混机200r/min的转速下混合10min后通过双螺杆挤出机外加步骤S2得到的表面处理过的玻璃纤维，熔融混炼挤出造粒，得到玻璃纤维增强MXD6，110℃烘干2h备用；

S4、防渗透阻隔层、聚乙烯材料层、改性增强层采用多层共挤工艺挤出成型；

S5、按以下重量份比的组分称取原料：环氧树脂40份，聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物13份，聚乙烯醇5份，乙酸乙酯3份，钛白粉2份，硅烷偶联剂KH550 0.5份，其中环氧树脂为环氧树脂E51和环氧树脂901质量比为8:1的混合物，备用；

S6、将环氧树脂、聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物、聚乙烯醇、乙酸乙酯、钛白粉、硅烷偶联剂KH550在高混机1500r/min的转速下混料10min，得到热敏微发泡黏胶剂，备用；

S7、将步骤S6得到的热敏微发泡黏胶剂采用挤出机环状挤出涂覆的方法涂覆到改性增强层外表面，得到热敏微发泡黏胶层；

S8、将玻璃纤维增强聚乙烯预浸带缠绕到热敏微发泡黏胶层外热塑成型，得到含预浸带缠绕层的内层工作层，预浸带缠绕层的厚度为0.28mm，缠绕角度为60°，预浸带缠绕层中玻璃纤维含量为70％；

S9、用高密度聚乙烯材料挤出预制成外层防护层，备用；

S10、在内层工作层与预制的外层防护层之间形成的空腔中用高压发泡机均匀一次性注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液，原液发泡得到聚氨酯发泡保温层，从而得到一种耐高压防渗透的保温复合管道。

实施例4

一种耐高压防渗透的保温复合管道，其结构同实施例1，其制备方法，包括以下步骤：

S1、按以下重量份比的组分称取原料：尼龙MXD6 46份，玻璃纤维40份，硅烷偶联剂KH550 0.7份，抗氧剂1010 1.6份，脂肪酸酰胺0.8份，聚烯烃弹性体12份；

S2、将玻璃纤维浸入在质量比浓度为2％的硅烷偶联剂KH550的水溶液中，浸泡12min，将浸泡后的玻璃纤维在温度为90℃下烘干30min，再升温至140℃下反应30min，得表面处理过的玻璃纤维；

S3、将尼龙MXD6与抗氧剂1010、脂肪酸酰胺、聚烯烃弹性体在高混机200r/min的转速下混合10min后通过双螺杆挤出机外加步骤S2得到的表面处理过的玻璃纤维，熔融混炼挤出造粒，得到玻璃纤维增强MXD6，110℃烘干2h备用；

S4、防渗透阻隔层、聚乙烯材料层、改性增强层采用多层共挤工艺挤出成型；

S5、按以下重量份比的组分称取原料：环氧树脂45份，聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物13份，聚乙烯醇6份，乙酸乙酯4份，钛白粉2.5份，硅烷偶联剂KH550 0.6份，其中环氧树脂为环氧树脂E51和环氧树脂901质量比为8:1的混合物，备用；

S6、将环氧树脂、聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物、聚乙烯醇、乙酸乙酯、钛白粉、硅烷偶联剂KH550在高混机1500r/min的转速下混料10min，得到热敏微发泡黏胶剂，备用；

S7、将步骤S6得到的热敏微发泡黏胶剂采用挤出机环状挤出涂覆的方法涂覆到改性增强层外表面，得到热敏微发泡黏胶层；

S8、将玻璃纤维增强聚乙烯预浸带缠绕到热敏微发泡黏胶层外热塑成型，得到含预浸带缠绕层的内层工作层，预浸带缠绕层的厚度为0.28mm，缠绕角度为60°，预浸带缠绕层中玻璃纤维含量为70％；

S9、用高密度聚乙烯材料挤出预制成外层防护层，备用；

S10、在内层工作层与预制的外层防护层之间形成的空腔中用高压发泡机均匀一次性注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液，原液发泡得到聚氨酯发泡保温层，从而得到一种耐高压防渗透的保温复合管道。

实施例5

一种耐高压防渗透的保温复合管道，其结构同实施例1，其制备方法，包括以下步骤：

S1、按以下重量份比的组分称取原料：尼龙MXD6 50份，玻璃纤维50份，硅烷偶联剂KH550 1份，抗氧剂1010 2份，脂肪酸酰胺1份，聚烯烃弹性体15份；

S2、将玻璃纤维浸入在质量比浓度为2％的硅烷偶联剂KH550的水溶液中，浸泡12min，将浸泡后的玻璃纤维在温度为90℃下烘干30min，再升温至140℃下反应30min，得表面处理过的玻璃纤维；

S3、将尼龙MXD6与抗氧剂1010、脂肪酸酰胺、聚烯烃弹性体在高混机200r/min的转速下混合10min后通过双螺杆挤出机外加步骤S2得到的表面处理过的玻璃纤维，熔融混炼挤出造粒，得到玻璃纤维增强MXD6，110℃烘干2h备用；

S4、防渗透阻隔层、聚乙烯材料层、改性增强层采用多层共挤工艺挤出成型；

S5、按以下重量份比的组分称取原料：环氧树脂50份，聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物15份，聚乙烯醇8份，乙酸乙酯5份，钛白粉3份，硅烷偶联剂KH550 1份，其中环氧树脂为环氧树脂E51和环氧树脂901质量比为8:1的混合物，备用；

S6、将环氧树脂、聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物、聚乙烯醇、乙酸乙酯、钛白粉、硅烷偶联剂KH550在高混机1500r/min的转速下混料10min，得到热敏微发泡黏胶剂，备用；

S7、将步骤S6得到的热敏微发泡黏胶剂采用挤出机环状挤出涂覆的方法涂覆到改性增强层外表面，得到热敏微发泡黏胶层；

S8、将玻璃纤维增强聚乙烯预浸带缠绕到热敏微发泡黏胶层外热塑成型，得到含预浸带缠绕层的内层工作层，预浸带缠绕层的厚度为0.28mm，缠绕角度为60°，预浸带缠绕层中玻璃纤维含量为70％；

S9、用高密度聚乙烯材料挤出预制成外层防护层，备用；

S10、在内层工作层与预制的外层防护层之间形成的空腔中用高压发泡机均匀一次性注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液，原液发泡得到聚氨酯发泡保温层，从而得到一种耐高压防渗透的保温复合管道。

对比例1

一种复合管道，其结构同实施例1，其制备方法，包括以下步骤：

S1、按以下重量份比的组分称取原料：尼龙MXD6 43份，抗氧剂1010 1.5份，脂肪酸酰胺0.7份，聚烯烃弹性体10份；

S2、将尼龙MXD6与抗氧剂1010、脂肪酸酰胺、聚烯烃弹性体在高混机200r/min的转速下混合10min后熔融挤出，得到改性MXD6，备用；

S3、防渗透阻隔层、聚乙烯材料层、改性增强层采用多层共挤工艺挤出成型；

S4、按以下重量份比的组分称取原料：环氧树脂40份，聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物13份，聚乙烯醇5份，乙酸乙酯3份，钛白粉2份，硅烷偶联剂KH550 0.5份，其中环氧树脂为环氧树脂E51和环氧树脂901质量比为8:1的混合物，备用；

S5、将环氧树脂、聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物、聚乙烯醇、乙酸乙酯、钛白粉、硅烷偶联剂KH550在高混机1500r/min的转速下混料10min，得到热敏微发泡黏胶剂，备用；

S6、将步骤S5得到的热敏微发泡黏胶剂采用挤出机环状挤出涂覆的方法涂覆到改性增强层外表面，得到热敏微发泡黏胶层；

S7、将玻璃纤维增强聚乙烯预浸带缠绕到热敏微发泡黏胶层外热塑成型，得到含预浸带缠绕层的内层工作层，预浸带缠绕层的厚度为0.28mm，缠绕角度为60°，预浸带缠绕层中玻璃纤维含量为70％；

S8、用高密度聚乙烯材料挤出预制成外层防护层，备用；

S9、在内层工作层与预制的外层防护层之间形成的空腔中用高压发泡机均匀一次性注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液，原液发泡得到聚氨酯发泡保温层，从而得到一种耐高压防渗透的保温复合管道。

对比例2

一种复合管道，其结构同实施例1，其制备方法，包括以下步骤：

S1、按以下重量份比的组分称取原料：尼龙MXD6 43份，玻璃纤维33份，硅烷偶联剂KH550 0.6份，抗氧剂1010 1.5份，脂肪酸酰胺0.7份，聚烯烃弹性体10份；

S2、将玻璃纤维浸入在质量比浓度为1.5％的硅烷偶联剂KH550的水溶液中，浸泡10min，将浸泡后的玻璃纤维在温度为85℃下烘干30min，再升温至130℃下反应30min，得表面处理过的玻璃纤维；

S3、将尼龙MXD6与抗氧剂1010、脂肪酸酰胺、聚烯烃弹性体在高混机200r/min的转速下混合10min后加入步骤S2得到的表面处理过的玻璃纤维，熔融挤出，得到玻璃纤维增强MXD6，备用；

S4、防渗透阻隔层、聚乙烯材料层、改性增强层采用多层共挤工艺挤出成型；

S5、按以下重量份比的组分称取原料：环氧树脂40份，聚乙烯醇5份，乙酸乙酯3份，钛白粉2份，硅烷偶联剂KH550 0.5份，其中环氧树脂为环氧树脂E51和环氧树脂901质量比为8:1的混合物，备用；

S6、将环氧树脂、聚乙烯醇、乙酸乙酯、钛白粉、硅烷偶联剂KH550在高混机1500r/min的转速下混料10min，得到黏胶剂，备用；

S7、将步骤S6得到的热敏微发泡黏胶剂采用挤出机环状挤出涂覆的方法涂覆到改性增强层外表面，得到热敏微发泡黏胶层；

S8、将玻璃纤维增强聚乙烯预浸带缠绕到黏胶层外热塑成型，得到含预浸带缠绕层的内层工作层，预浸带缠绕层的厚度为0.28mm，缠绕角度为60°，预浸带缠绕层中玻璃纤维含量为70％；

S8、用高密度聚乙烯材料挤出预制成外层防护层，备用；

S9、在内层工作层与预制的外层防护层之间形成的空腔中用高压发泡机均匀一次性注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液，原液发泡得到聚氨酯发泡保温层，从而得到一种耐高压防渗透的保温复合管道。

对比例3

一种复合管道，包括由内到外依次设置的内层工作层、中层保温层、外层防护层，内层工作层包括由内到外依次设置的防渗透阻隔层，聚乙烯材料层，热敏微发泡黏胶层，预浸带缠绕层，聚乙烯材料层为PERT-Ⅱ型高密度聚乙烯材料层，防渗透阻隔层采用尼龙MXD6或乙烯/乙烯醇共聚物制成，预浸带缠绕层为玻璃纤维增强聚乙烯预浸带层，中层保温层为聚氨酯发泡保温层，外层防护层采用高密度聚乙烯制成，

其制备方法，包括以下步骤：

S1、防渗透阻隔层、聚乙烯材料层采用多层共挤工艺挤出成型；

S2、按以下重量份比的组分称取原料：环氧树脂40份，聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物13份，聚乙烯醇5份，乙酸乙酯3份，钛白粉2份，硅烷偶联剂KH550 0.5份，其中环氧树脂为环氧树脂E51和环氧树脂901质量比为8:1的混合物，备用；

S3、将环氧树脂、聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物、聚乙烯醇、乙酸乙酯、钛白粉、硅烷偶联剂在高混机1500r/min的转速下混料10min，得到热敏微发泡黏胶剂，备用；

S4、将步骤S3得到的热敏微发泡黏胶剂采用挤出机环状挤出涂覆的方法涂覆到改性增强层外表面，得到热敏微发泡黏胶层；

S5、将玻璃纤维增强聚乙烯预浸带缠绕到热敏微发泡黏胶层外热塑成型，得到含预浸带缠绕层的内层工作层，预浸带缠绕层的厚度为0.28mm，缠绕角度为60°，预浸带缠绕层中玻璃纤维含量为70％；

S6、用高密度聚乙烯材料挤出预制成外层防护层，备用；

S7、在内层工作层与预制的外层防护层之间形成的空腔中用高压发泡机均匀一次性注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液，原液发泡得到聚氨酯发泡保温层，从而得到一种耐高压防渗透的保温复合管道。

对比例4

一种耐高压防渗透的保温复合管道，包括由内到外依次设置的内层工作层、中层保温层、外层防护层，内层工作层包括由内到外依次设置的防渗透阻隔层，聚乙烯材料层，改性增强层，预浸带缠绕层，聚乙烯材料层为PERT-Ⅱ型高密度聚乙烯材料层，防渗透阻隔层采用尼龙MXD6或乙烯/乙烯醇共聚物制成，改性增强层为玻璃纤维增强尼龙MXD6层，预浸带缠绕层为玻璃纤维增强聚乙烯预浸带层，中层保温层为聚氨酯发泡保温层，外层防护层采用高密度聚乙烯制成，

其制备方法，包括以下步骤：

S1、按以下重量份比的组分称取原料：尼龙MXD6 43份，玻璃纤维33份，硅烷偶联剂KH550 0.6份，抗氧剂1010 1.5份，脂肪酸酰胺0.7份，聚烯烃弹性体10份；

S2、将玻璃纤维浸入在质量比浓度为1.5％的硅烷偶联剂的水溶液中，浸泡10min，将浸泡后的玻璃纤维在温度为85℃下烘干30min，再升温至130℃下反应30min，得表面处理过的玻璃纤维；

S3、将尼龙MXD6与抗氧剂1010、脂肪酸酰胺、聚烯烃弹性体在高混机200r/min的转速下混合10min后加入步骤S2得到的表面处理过的玻璃纤维，熔融挤出，得到玻璃纤维增强MXD6，备用；

S4、防渗透阻隔层、聚乙烯材料层、改性增强层采用多层共挤工艺挤出成型；

S5、将玻璃纤维增强聚乙烯预浸带缠绕到改性增强层外热塑成型，得到含预浸带缠绕层的内层工作层，预浸带缠绕层的厚度为0.28mm，缠绕角度为60°，预浸带缠绕层中玻璃纤维含量为70％；

S6、用高密度聚乙烯材料挤出预制成外层防护层，备用；

S7、在内层工作层与预制的外层防护层之间形成的空腔中用高压发泡机均匀一次性注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液，原液发泡得到聚氨酯发泡保温层，从而得到一种耐高压防渗透的保温复合管道。

对实施例1～5及对比例1～4制备的复合管道进行如下性能测试：

1、环刚度：按GB/T 9647-2015《热塑性塑料管材环刚度的测定》中的规定，对样品进行环刚度测试；

2、纵向回缩率：按GB/T 6671-2001《热塑性塑料管材纵向回缩率的测定》中的规定，对样品进行纵向回缩率测试；

3、拉伸强度测定：按GB/T 1447-2005《纤维增强塑料拉伸性能试验方法》中的规定，对样品进行拉伸强度测试，拉伸速率为50mm/min；

4、冲击强度测定：按GB/T 1843-2008《塑料悬臂梁冲击强度的测定》中的规定，对样品进行冲击性测试，测试时，摆锤规格为2.75J，试样V形缺口；

5、弯曲强度测定：按GB/T 9341-2008《塑料弯曲的测定试验方法》中的规定，对样品进行弯曲性测试，测试时，实验室温度控制在23±2℃，样品尺寸为长80mm，宽10mm，厚度为4mm，试验速度为5mm/min；

测试结果如下表所示：

表1实施例1～5及对比例1～4制备的复合管道性能测试结果

通过表中数据可以看出，与对比例1～4相比，本发明实施例1～5制备的复合管道在环刚度、拉伸强度、冲击强度等方面有了显著提高，说明本发明制备的复合管道的强度、耐冲击性、韧性等综合性能更好，具有广阔的应用前景。

与对比例1相比，本发明实施例1～5制备的复合管道在环刚度、拉伸强度、冲击强度等方面有了显著提高，对比例1管道的改性增强层缺少了硅烷偶联剂、玻璃纤维，说明硅烷偶联剂、玻璃纤维的加入，有效增强了复合管道的冲击强度、拉伸强度、刚性，降低了复合管道的纵向回缩率。改性增强层用玻璃纤维增强尼龙MXD6制成，先用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行偶联后，再与尼龙MXD6熔融挤出，玻璃纤维的加入，与尼龙MXD6基体通过分子间作用力形成网状连接结构，提高了复合管道的冲击强度和拉伸强度，采用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行预处理，有效改善了玻璃纤维在尼龙MXD6熔体中的分散性，改善了玻璃纤维与尼龙MXD6基体的界面相容性，从而提高了复合管道的耐冲击性。

与对比例2相比，本发明实施例1～5制备的复合管道在环刚度、拉伸强度、冲击强度等方面有了显著提高，对比例2管道的黏胶层缺少了聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物，说明黏胶层中聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物的加入，显著提高了复合管道的冲击强度、拉伸强度、刚性，降低了复合管道的纵向回缩率。一方面，聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物为两亲性聚合物，在黏胶层中起到了发泡剂的作用，使得黏胶层在预浸带热塑成型时形成致密的微发泡层，包覆玻纤预浸带后能够抵消管道的一些内应力，从而提高复合管道的冲击强度和环刚度；另一方面，聚多面体低聚倍半硅氧烷-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物为有机-无机杂化的聚合物材料，材料中含有硅氧硅的无机结构骨架使得复合管道的拉伸强度、弯曲强度等力学性能显著提高，而温敏性的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯接枝共聚物在热塑时粘度增加，使得预浸带缠绕层紧密缠绕在改性增强层外表面，从而使得复合管道的强度增加。

与对比例3相比，本发明实施例1～5制备的复合管道在环刚度、拉伸强度、冲击强度等方面有了显著提高，对比例2管道缺少了改性增强层，说明在聚乙烯材料层与预浸带缠绕层之间设置改性增强层，与预浸带缠绕层复配，起到双重增效作用，显著提高了复合管道的耐冲击性，改性增强层中采用尼龙MDX6为基体，具有高强度，加入偶联的玻璃纤维和增韧剂、抗氧剂、润滑剂等，相互配合，提高了复合管道的强度、耐冲击性、韧性等综合性能。

与对比例4相比，本发明实施例1～5制备的复合管道在环刚度、拉伸强度、冲击强度等方面有了显著提高，对比例2管道缺少了热敏微发泡黏胶层，说明热敏微发泡黏胶层的加入，一方面，能够将不同材料的改性增强层和预浸带缠绕层粘合，有效增强了改性增强层和预浸带缠绕层的界面结合性，另一方面，与改性增强层配合，能够部分抵消内部管道的内应力，起到压力缓冲作用，使得复合管道耐高压，从而实用性更强。

采用现有技术中的PERT-Ⅱ型聚乙烯复合保温管道作为对照组，按照《GB/T6111-2003流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法》中规定的试验方法对本发明实施例1～5制备的复合管道与对照组的管道进行耐压测试，测试结果见下表：

表2本发明实施例1～5制备的复合管道与对比例5～6的管道的耐压测试

通过表2中数据可以看出，在相同的管道口径下，本发明实施例1～5制备的复合管道的短时失效压力高于现有技术中的PERT-Ⅱ型聚乙烯复合保温管道，在110℃、环应力2.4MPa下破坏8760h，本发明的复合管道仍然无破裂、无渗漏，有效解决了现有技术中复合保温管道耐压程度低的技术问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。