Облицовочный материал для восстановления существующей трубы и использующий его способ восстановления существующей трубы
Изобретение относится к облицовочному материалу для восстановления внутренней стенки трубы и к использующему его способу восстановления трубы. Облицовочный материал представляет собой пропитанный отверждаемой фурановой полимерной композицией, содержащей полимер на основе фурана и отверждающее вещество, абсорбирующий полимер основной материал, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой. В другом варианте облицовочный материал представляет собой пропитанный отверждаемой фурановой полимерной композицией, содержащей полимер на основе фурана и отверждающее вещество, абсорбирующий полимер основной материал, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, другой абсорбирующий полимер основной материал и армирующий волоконный основной материал, расположенный между ними. Облицовочный материал имеет низкую вязкость и хорошую пропитывающую способность несмотря на низкое влагосодержание. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл., 7 пр.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к облицовочному материалу для восстановления существующей трубы и к использующему его способу восстановления существующей трубы, и, более конкретно, настоящее изобретение относится к облицовочному материалу для восстановления существующей трубы, имеющему низкую вязкость и очень хорошую пропитывающую способность, несмотря на низкое влагосодержание, и к использующему его способу восстановления существующей трубы для ремонта трубопровода, путем нанесения облицовки на внутреннюю поверхность поврежденной существующей трубы (в частности, подземной трубы).
Уровень техники
В случае повреждения существующей трубы, например подземной трубы и т.д., такой как канализационная, водопроводная, сельскохозяйственная водопроводная труба, заглубленной в землю, предложены и практически применяются разнообразные способы восстановления существующей трубы для ремонта трубопровода путем нанесения облицовки на внутреннюю поверхность трубопровода.
В качестве одного из таких способов восстановления существует способ восстановления путем фиксирования, сначала путем заблаговременного изготовления трубчатого облицовочного материала, где неотвержденный отверждаемый полимер пропитывает трубчатый абсорбирующий полимер основной материал, у которого внешняя поверхность покрыта полимерной пленкой, после чего следует выворачивание и вставка трубчатого облицовочного материала внутрь трубопровода под давлением текучей среды с использованием данного трубчатого облицовочного материала и затем прижатие данного трубчатого облицовочного материала к внутренней стенке трубопровода для отверждения пропитывающего отверждаемого полимера в таком состоянии (см., например, патентную литературу 1).
В способе такого типа трубчатый облицовочный материал изготавливают уплощенным, выпускают в сложенном и ламинированном состоянии внутри закрытого контейнера и один его конец отгибают на внешнюю сторону, чтобы прикреплять к внешней периферии открытого конца насадки для выворачивания, соединенной с закрытым контейнером, и облицовочный материал выворачивают и вставляют внутрь трубопровода, прилагая давление текучей среды (давление воды или давление воздуха) внутри закрытого контейнера. После этого облицовочный материал нагревают и отверждают паром или теплой водой, одновременно прижимая облицовочный материал к внутренней стенке трубопровода, чтобы обеспечить облицовку внутренней поверхности трубопровода отвержденным облицовочным материалом.
В качестве отверждаемого полимера, используемого в вышеописанном традиционном способе восстановления, обычно выбирают ненасыщенный сложнополиэфирный полимер или эпоксидный полимер. Однако поскольку ненасыщенный сложнополиэфирный полимер или эпоксидный полимер представляет собой синтетический полимер, для получения которого основным исходным материалом является нефть, его нельзя считать подходящим в качестве материала для ремонта или восстановления поврежденной существующей трубы, учитывая существующую в последнее время проблему истощения нефтяных ресурсов.
С другой стороны, в качестве не получаемого на основе нефти отверждаемого полимера, хорошо известен полимер, так называемый полимер на основе фурана, который получают из фурфурилового спирта в чистом виде или в виде продукта совместной конденсации.
Полимер на основе фурана используют в различных отраслях промышленности в качестве матричного полимера многослойного изделия и композитного материала, такого как строительный цемент и FRP, поскольку соответствующий отвержденный материал, как правило, обладает превосходной термостойкостью, устойчивостью к растворителям и химической стойкостью.
Однако традиционный полимер на основе фурана содержит влагу, которая образуется в реакции конденсации при синтезе полимера, и, таким образом, при использовании в качестве матричного полимера многослойного изделия существовала большая проблема усадки размеров многослойного изделия при испарении воды.
Чтобы решить эту проблему, предложен способ уменьшения влагосодержания путем удаления конденсационной воды из полимера на основе фурана после завершения его синтеза (см. патентную литературу 2). Однако данный способ экспоненциально увеличивает вязкость полимера на основе фурана в связи с уменьшением влагосодержания и затрудняет обеспечение достаточной пропитывающей способности, которая является необходимой для матричного полимера многослойного изделия.
Кроме того, для данного способа восстановления требуются прочностные характеристики, позволяющие выдерживать давление почвы, давление подземных вод, динамическую нагрузку, однако в случае полимера на основе фурана существует проблема того, что пропитывание основного материала становится затруднительным при попытке улучшения прочностных характеристик путем добавления наполнителя, вследствие чрезмерного увеличения вязкости фурановой полимерной композиции.
В таких обстоятельствах желательна разработка облицовочного материала для восстановления существующей трубы, имеющего низкую вязкость и очень хорошую пропитывающую способность, несмотря на низкое влагосодержание, что решает проблемы, которые связаны со способом восстановления, использующим традиционный полимер на основе фурана.
Список цитированной патентной литературы
Патентная литература 1: японская патентная заявка №2003-165158
Патентная литература 2: японский патент №3219769
Сущность изобретения
Техническая проблема
С учетом описанных выше проблем традиционной технологии, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить облицовочный материал для восстановления существующей трубы, состоящий из отверждаемого полимера, чтобы заменить синтетический полимер на основе нефти, а также предложить облицовочный материал для восстановления существующей трубы, имеющий низкую вязкость и очень хорошую пропитывающую способность, несмотря на низкое влагосодержание, и также предложить облицовочный материал для восстановления существующей трубы, имеющий высокие прочностные характеристики, обладая в то же время хорошей пропитывающей способностью, и далее предложить облицовочный материал для восстановления существующей трубы, где основной материал также представляет собой не имеющий нефтяной основы материал, или предложить способ восстановления существующей трубы, имеющий высокое качество и низкую стоимость, которым можно производить работу эффективно и удобно, используя облицовочный материал.
Решение проблемы
Автор настоящего изобретения интенсивно исследовал способ решения описанных выше проблем и обнаружил материал, получаемый путем пропитки отверждаемой фурановой полимерной композицией, содержащей полимер на основе фурана и отверждающее вещество, абсорбирующего полимер основного материала, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, и использовал его в качестве облицовочного материала для восстановления существующей трубы, и в результате это способствовало решению описанных выше проблем и завершению настоящего изобретения на основании этих сведений.
Таким образом, согласно первому аспекту настоящего изобретения, предложен облицовочный материал для восстановления существующей трубы, отличающийся пропиткой отверждаемой фурановой полимерной композицией, содержащей полимер на основе фурана и отверждающее вещество, абсорбирующего полимер основного материала, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой.
Кроме того, согласно второму аспекту настоящего изобретения, предложен облицовочный материал для восстановления существующей трубы, отличающийся пропиткой отверждаемой фурановой полимерной композицией, содержащей полимер на основе фурана и отверждающее вещество, абсорбирующего полимер основного материала, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, другого абсорбирующего полимер основного материала и армирующего волоконного основного материала, расположенного между ними.
Кроме того, согласно третьему аспекту настоящего изобретения, в первом или втором аспекте предложен облицовочный материал для восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что полимер на основе фурана представляет собой, по меньшей мере, один вид, выбранный из группы полимеров с фурановым компонентом, которую составляют фурановый полимер, модифицированный эпоксидом фурановый полимер, модифицированный фенолом фурановый полимер, модифицированный альдегидом фурановый полимер, модифицированный мочевиной фурановый полимер и модифицированный меламином фурановый полимер.
Кроме того, согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, в любом из аспектов с первого по третий предложен облицовочный материал для восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что влагосодержание полимера на основе фурана составляет 10 мас.% или ниже.
Кроме того, согласно пятому аспекту настоящего изобретения, в третьем или четвертом аспекте предложен облицовочный материал для восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что полимер на основе фурана содержит реакционно-способный разбавитель в дополнение к фурановому полимерному компоненту.
Кроме того, согласно шестому аспекту настоящего изобретения, в пятом аспекте предложен облицовочный материал для восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что реакционно-способный разбавитель представляет собой фурфуриловый спирт и/или фурфураль.
Кроме того, согласно седьмому аспекту настоящего изобретения, в пятом или шестом аспекте предложен облицовочный материал для восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что реакционно-способные разбавители содержатся в количестве от 10 до 100 мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. фуранового полимерного компонента.
Кроме того, согласно восьмому аспекту настоящего изобретения, в любом из аспектов с первого по седьмой предложен облицовочный материал для восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что отверждаемая фурановая полимерная композиция содержит неорганический наполнитель.
Кроме того, согласно девятому аспекту настоящего изобретения, в восьмом аспекте предложен облицовочный материал для восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что рН неорганического наполнителя составляет 10 или ниже.
Кроме того, согласно десятому аспекту настоящего изобретения, в восьмом или девятом аспекте предложен облицовочный материал для восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что неорганический наполнитель подвергают поверхностной обработке с использованием органосилана.
Кроме того, согласно одиннадцатому аспекту настоящего изобретения, в любом из аспектов с первого по десятый предложен облицовочный материал для восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что отверждаемая фурановая полимерная композиция имеет вязкость от 50 до 3000 мПа·с.
Кроме того, согласно двенадцатому аспекту настоящего изобретения, в любом из аспектов с первого по одиннадцатый предложен облицовочный материал для восстановления существующей трубы 1, отличающийся тем, что абсорбирующий полимер основной материал и/или армирующий волоконный основной материал изготовлен из натурального волокна.
Кроме того, согласно тринадцатому аспекту настоящего изобретения, предложен способ восстановления существующей трубы вставкой трубчатого облицовочного материала в существующую трубу и восстановлением внутренней стенки существующей трубы, отличающийся тем, что его составляют:
стадия полива и пропитки отверждаемой фурановой полимерной композицией, содержащей полимер на основе фурана и отверждающее вещество, абсорбирующего полимер основного материала, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, или абсорбирующего полимер основного материала, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, другого абсорбирующего полимер основного материала и армирующего волоконного основного материала, расположенного между ними, в непропитанном трубчатом облицовочном материале;
стадия вставки с одновременным выворачиванием трубчатого облицовочного материала, пропитанного отверждаемой фурановой полимерной композицией, в существующую трубу под давлением текучей среды; и
стадия покрытия внутренней стенки существующей трубы путем отверждения пропитывающей отверждаемой фурановой полимерной композиции в состоянии прижатия вставленного трубчатого облицовочного материала к внутренней стенке существующей трубы.
Кроме того, согласно четырнадцатому аспекту настоящего изобретения, предложен способ восстановления существующей трубы вставкой трубчатого облицовочного материала в существующую трубу и восстановлением внутренней стенки существующей трубы, отличающийся тем, что его составляют:
стадия полива и пропитки отверждаемой фурановой полимерной композицией, содержащей полимер на основе фурана и отверждающее вещество, абсорбирующего полимер основного материала, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, или абсорбирующего полимер основного материала, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, другого абсорбирующего полимер основного материала и армирующего волоконного основного материала, расположенного между ними, в непропитанном трубчатом облицовочном материале;
стадия втягивания и вставки трубчатого облицовочного материала, пропитанного отверждаемой фурановой полимерной композицией, внутри существующей трубы, и
стадия покрытия внутренней стенки существующей трубы путем отверждения пропитывающей отверждаемой фурановой полимерной композиции в состоянии прижатия вставленного трубчатого облицовочного материала к внутренней стенке существующей трубы.
Кроме того, согласно пятнадцатому аспекту настоящего изобретения, в тринадцатом или четырнадцатом аспекте предложен способ восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что полимер на основе фурана представляет собой, по меньшей мере, один вид, выбранный из группы полимеров с фурановым компонентом, которую составляют фурановый полимер, модифицированный эпоксидом фурановый полимер, модифицированный фенолом фурановый полимер, модифицированный альдегидом фурановый полимер, модифицированный мочевиной фурановый полимер и модифицированный меламином фурановый полимер.
Кроме того, согласно шестнадцатому аспекту настоящего изобретения, в любом из аспектов с тринадцатого по пятнадцатый предложен способ восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что влагосодержание полимера на основе фурана составляет 10 мас.% или ниже.
Кроме того, согласно семнадцатому аспекту настоящего изобретения, в пятнадцатом или шестнадцатом аспекте предложен способ восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что полимер на основе фурана содержит реакционно-способный разбавитель в дополнение к фурановому полимерному компоненту.
Кроме того, согласно восемнадцатому аспекту настоящего изобретения, в семнадцатом аспекте предложен способ восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что реакционно-способный разбавитель представляет собой фурфуриловый спирт и/или фурфураль.
Кроме того, согласно девятнадцатому аспекту настоящего изобретения, в семнадцатом или восемнадцатом аспекте предложен способ восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что реакционно-способные разбавители содержатся в количестве от 10 до 100 мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. фуранового полимерного компонента.
Кроме того, согласно двадцатому аспекту настоящего изобретения, в любом из аспектов с тринадцатого по девятнадцатый предложен способ восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что отверждаемая фурановая полимерная композиция содержит неорганический наполнитель.
Кроме того, согласно двадцать первому аспекту настоящего изобретения, в двадцатом аспекте предложен способ восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что рН неорганического наполнителя составляет 10 или ниже.
Кроме того, согласно двадцать второму аспекту настоящего изобретения, в двадцатом или двадцать первом аспекте предложен способ восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что неорганический наполнитель подвергают поверхностной обработке с использованием органосилана.
Кроме того, согласно двадцать третьему аспекту настоящего изобретения, в любом из аспектов с тринадцатого по двадцать второй предложен способ восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что отверждаемая фурановая полимерная композиция имеет вязкость от 50 до 2000 мПа·с.
Кроме того, согласно двадцать четвертому аспекту настоящего изобретения, в любом из аспектов с тринадцатого по двадцать третий предложен способ восстановления существующей трубы, отличающийся тем, что абсорбирующий полимер основной материал и/или армирующий волоконный основной материал изготовлен из натурального волокна.
Полезные эффекты изобретения
Согласно настоящему изобретению, облицовочный материал для восстановления существующей трубы или использующий его способ восстановления существующей трубы, поскольку отверждаемый полимер представляет собой полимер на основе фурана, полученный из источника биомассы, такого как сердцевина кукурузного початка, сухие измельченные волокна сахарного тростника, пшеничная солома, в качестве основного исходного материала, позволяет решить проблему истощения нефтяных ресурсов, а также иммобилизовать диоксид углерода, поглощенный растениями, в качестве средства спасения для использования в течение относительно продолжительного периода времени или достичь так называемого нейтрального по углероду состояния, в котором растения поглощают весь выделяемый в атмосферу диоксид углерода, в том числе также от утилизации и горения.
Кроме того, поскольку облицовочный материал согласно настоящему изобретению одновременно обладает низкой вязкостью и низким влагосодержанием, а также обеспечивает высокие прочностные характеристики в отверждаемой фурановой полимерной композиции, можно предложить для эффективной и удобной работы имеющий малую толщину облицовочный материал, обладающий малой усадкой при отверждении и сохраняющий при этом высокую прочность, а также способ восстановления существующей трубы, обеспечивающий хорошее качество и низкую стоимость.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет частичный вид поперечного сечения одного примерного облицовочного материала согласно настоящему изобретению (второй аспект).
Фиг. 2 представляет вид поперечного сечения одного примерного трубчатого облицовочного материала в непропитанном состоянии.
Фиг. 3 представляет вид поперечного сечения одного примерного варианта осуществления, где облицовочный материал согласно настоящему изобретению, пропитанный облицовочным материалом согласно фиг. 2, вывернут для размещения внутри существующей трубы.
Фиг. 4 представляет вид поперечного сечения одного примерного облицовочного материала согласно настоящему изобретению в состоянии прикрепления к внутренней стенке существующей трубы с расширенным диаметром внутри существующей трубы.
Фиг. 5 представляет пояснительный чертеж, показывающий одну стадию способа восстановления существующей трубы.
Фиг. 6 представляет пояснительный чертеж, показывающий одну стадию способа восстановления существующей трубы.
Описание вариантов осуществления
Облицовочный материал для восстановления существующей трубы согласно настоящему изобретению (далее может также называться термином «настоящий облицовочный материал») представляет собой материал, полученный пропиткой отверждаемой фурановой полимерной композицией, содержащей полимер на основе фурана и отверждающее вещество, абсорбирующего полимер основного материала, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой (далее может также называться термином «первый аспект»), или материал, полученный пропиткой отверждаемой фурановой полимерной композицией, содержащей полимер на основе фурана и отверждающее вещество, абсорбирующего полимер основного материала, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, другого абсорбирующего полимер основного материала и армирующего волоконного основного материала, расположенного между ними (далее может также называться термином «второй аспект»).
В настоящем облицовочном материале предпочтительно, чтобы абсорбирующий полимер основной материал имел пористость, составляющую 90% или менее, предпочтительно от 10 до 90%, потому что становится возможной надежная пропитка отверждаемого полимера, в результате чего подавляется до минимального уровня образование вредных полостей или подобных дефектов в абсорбирующем полимер основном материале после отверждения, и, кроме того, предпочтительно, чтобы толщина стенки составляла 3 мм или более и предпочтительно 4 мм или более, потому что так могут быть обеспечены достаточные защитные характеристики.
Абсорбирующий полимер основной материал может представлять собой любой материал при том условии, что это основной материал, способный пропитываться отверждаемым полимером, однако в качестве абсорбирующего полимер основного материала используют, например, нетканый материал, материал из рубленых комплексных нитей или подобный материал.
Кроме того, в качестве абсорбирующего полимер основного материала можно использовать любую структурную форму из одного слоя или множества слоев, состоящих из различных материалов, и в случае одного слоя предпочтительно изготавливать листовидный основной материал, представляющий собой нетканый материал или материал из рубленых комплексных нитей цилиндрической формы, в то время как в случае множества слоев, как будет показано на фиг. 1, описанной далее, предпочтительно, чтобы слой волоконного армирующего основного материала был получен помещением между неткаными материалами и обертыванием в два слоя.
В качестве нетканого материала предпочтительным является материал, имеющий высокую прочность и высокую эластичность, такой как, например, сложный полиэфир, полиэтилен высокой плотности (HDPE), полипропилен, и среди них является предпочтительным полимер, а также можно использовать войлок, мат, нетканый материал, ткань или подобный материал при том условии, что он содержит непрерывные нити или штапельные волокна, обладающие гибкостью и пористостью.
В качестве материала из рубленых комплексных нитей предпочтительным является такой или подобный ему материал, где нить, например, стекловолокна или подобного материала нарублена до постоянной длины, диспергирована до состояния мата, затем самоклеящийся материал, или связующий термопластический полимер, или подобный материал равномерно нанесен для термического соединения и данные нити скрепляются, образуя мат. Материал из рубленых комплексных нитей способен обеспечивать повышенную прочность слоя абсорбирующего полимер основного материала по сравнению со случаем использования полимерного нетканого материала.
Использование натурального волокна в качестве абсорбирующего полимер основного материала является предпочтительным, потому что облицовочный материал для восстановления существующей трубы в целом оказывается материалом, не имеющим нефтяной основы. В качестве натурального волокна для использования в абсорбирующем полимер основном материале можно привести пример волокна, изготовленного из хлопка рами, льна, джута, кенафа или подобного материала, однако рами и лен являются особенно предпочтительными с учетом пропитывающей способности полимера, технологичности и устойчивости поставок.
В качестве абсорбирующего полимер основного материала предпочтительным является такой материал, у которого в случае одного слоя одна его поверхность и в случае множества слоев одна поверхность каждого слоя покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, и, в частности, такой материал, у которого одна поверхность покрыта водонепроницаемой пленкой, образующей водонепроницаемый слой на одной поверхности. Данный водонепроницаемый слой можно изготавливать, например, покрывая абсорбирующий полимер основной материал имеющим синтетическую полимерную основу материалом, таким как полиэтилен, полипропилен, нейлон, сложный полиэфир, поливинилхлорид, эластомер, синтетический каучук, в состоянии или форме пленочного материала или листового материала, толщина которого составляет приблизительно от 0,2 до 2,0 мм.
В качестве армирующего волоконного основного материала предпочтительными являются стекловолокно, углеродное волокно, арамидное волокно, неорганическое волокно, органическое волокно, нитевидные кристаллы или подобный материал, и среди них предпочтительным является стекловолокно с учетом баланса прочности и стоимости получаемого армированного волоконного полимерного слоя. Кроме того, предпочтительным является такой материал, в котором диаметр армирующего волокна составляет от 3 до 25 мкм, более предпочтительным является такой материал, в котором диаметр волокна составляет от 5 до 20 мкм, с учетом прочности и стоимости.
Использование натурального волокна в качестве армирующего волоконного основного материала является предпочтительным, потому что облицовочный материал для восстановления существующей трубы в целом оказывается не имеющим нефтяной основы материалом. В качестве натурального волокна для использования в абсорбирующем полимер основном материале можно привести пример волокна, изготовленного из хлопка, манильской пеньки, сизальской пеньки, бамбука или подобного материала, однако бамбук является особенно предпочтительным с учетом прочности и устойчивости поставок.
В настоящем облицовочном материале предпочтительно, чтобы отверждаемая фурановая полимерная композиция, пропитывающая абсорбирующий полимер основной материал, состояла из полимера на основе фурана и отверждающего вещества и ее жизнеспособность составляла обычно 2 часа или более, предпочтительно 5 часов или более и предпочтительнее 12 часов или более, чтобы обеспечить рабочее время пропитки упомянутой полимерной композиции, стадии выворачивания или стадии установки настоящего облицовочного материала.
Что касается вязкости отверждаемой фурановой полимерной композиции, вязкость при 25°C составляет обычно от 50 до 3000 мПа·с, предпочтительно от 100 до 2000 мПа·с и предпочтительнее от 100 до 1000 мПа·с, потому что чрезмерно низкая вязкость обычно приводит к недостатку полимера при прижимании к внутренней стенке, в то время как чрезмерно высокая вязкость делает затруднительной пропитку абсорбирующего полимер основного материала.
В качестве полимера на основе фурана предпочтительными являются фурановый полимер и модифицированный фурановый полимер.
Фурановый полимер представляет собой полимер на основе фурфураля или фурфурилового спирта в качестве исходного материала или его предшественника (олигомера) и включает материал на основе фурфурилового спирта, на основе продукта совместной конденсации фурфурилового спирта и фурфураля, на основе продукта совместной конденсации фурфурилового спирта и альдегида, на основе продукта совместной конденсации фурфураля и кетона, на основе продукта совместной конденсации фурфураля и фенола, на основе продукта совместной конденсации фурфурилового спирта и мочевины, на основе продукта совместной конденсации фурфурилового спирта и фенола или подобный материал.
Предшественник фуранового полимера включает материал на основе фурфурилового спирта, на основе продукта совместной конденсации фурфурилового спирта и фурфураля, на основе продукта совместной конденсации фурфурилового спирта и альдегида, на основе продукта совместной конденсации фурфураля и кетона, на основе продукта совместной конденсации фурфураля и фенола, на основе продукта совместной конденсации фурфурилового спирта и мочевины, на основе продукта совместной конденсации фурфурилового спирта и фенола или подобный материал.
В качестве полимера на основе фурана можно использовать любой вид полимера на основе фурана, однако поскольку гибкость, поверхностная твердость или подобная характеристика, а также прочность или влагостойкость включена в число характеристик, которые требуются для облицовочного материала, или материал, который устойчиво поставляется на промышленной основе, предпочтительным является материал на основе фурфурилового спирта или на основе продукта совместной конденсации фурфурилового спирта и формальдегида.
В качестве модифицированного фуранового полимера можно использовать, например, модифицированный эпоксидом, модифицированный фенолом, модифицированный альдегидом, модифицированный мочевиной или модифицированный меламином фурановый полимер.
Влагосодержание полимера на основе фурана составляет предпочтительно 10% или ниже и особенно предпочтительно 9% или ниже, потому что чрезмерно высокое влагосодержание увеличивает усадку размеров в процессе испарения воды при отверждении.
Отверждающее вещество не ограничено определенным образом при том условии, что оно способно к отверждению полимера на основе фурана, и включает, например, органическую кислоту, такую как органическая сульфокислота, органическая карбоновая кислота, и ее водный раствор, неорганическую кислоту, такую как хлористоводородная кислота, серная кислота, и ее водный раствор.
Органическая сульфокислота включает, например, п-толуолсульфокислоту, бензолсульфокислоту, ксилолсульфокислоту, метансульфокислоту или подобную кислоту. Органическая карбоновая кислота включает, например, малоновую кислоту, янтарную кислоту, малеиновую кислоту, щавелевую кислоту, уксусную кислоту, молочную кислоту, яблочную кислоту, винную кислоту, бензойную кислоту, лимонную кислоту или подобную кислоту.
В качестве отверждающего вещества, при одновременном выполнении условий сокращения времени отверждения и жизнеспособности, также предпочтительно использовать содержащее потенциально термореактивную кислоту отверждающее вещество в чистом виде или в сочетании с другим отверждающим веществом. Содержащее потенциально термореактивную кислоту отверждающее вещество не ограничено определенным образом при том условии, что оно с трудом реагирует с компонентом, содержащимся в полимере на основе фурана, при нормальной температуре и быстро реагирует при нагревании в процессе отверждения, образуя кислоту, однако, с учетом устойчивости при нормальной температуре и скорости реакции при нагревании в процессе отверждения, предпочтительно содержание, по меньшей мере, одной из неорганической соли аммония, соли первичного амина, соли вторичного амина и соли третичного амина, и особенно предпочтительным является содержание, по меньшей мере, какой-либо из следующих солей: хлорид аммония, сульфат аммония, нитрат аммония, гидрохлорид метиламина, гидрохлорид диметиламина, гидрохлорид этиламина и гидрохлорид диэтиламина.
Кроме того, предпочтительно добавлять реакционно-способный разбавитель к полимеру на основе фурана настоящего изобретения с целью регулирования вязкости или регулирования реакционной способности. В этом случае реакционно-способный разбавитель не ограничен определенным образом при том условии, что он имеет низкую вязкость, является совместимым с фурановым полимерным компонентом, а также реагирует и затвердевает при отверждении фуранового полимерного компонента, однако особенно предпочтительными являются чистый фурфуриловый спирт, чистый фурфураль или смесь фурфурилового спирта и фурфураля, принимая во внимание совместимость с фурановым полимерным компонентом или получение из натурального материала.
Добавляемое количество реакционно-способных разбавителей составляет предпочтительно от 10 до 100 мас.ч., предпочтительнее от 10 до 90 мас.ч. и наиболее предпочтительно от 20 до 80 мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. фуранового полимерного компонента, потому что чрезмерно низкое количество может уменьшать способность пропитки основного материала, в то время как чрезмерно высокое количество может вызывать протекание при изготовления многослойного изделия, хотя данное количество различается в зависимости от вида реакционно-способных разбавителей и вязкости фуранового полимерного компонента.
Кроме того, предпочтительно добавлять неорганический наполнитель в отверждаемую фурановую полимерную композицию согласно настоящему изобретению с целью улучшения прочностных характеристик. В таком случае неорганический наполнитель не ограничен определенным образом при том условии, что он обладает высоким модулем упругости и возможностью высокой степени наполнения, однако чтобы предотвратить ингибирование отверждения, предпочтительным является неорганический наполнитель, имеющий рН 10 или ниже, и, в частности, стеклянный порошок, диоксид кремния, тальк, каолин, слюда или подобный материал, причем каолин и тальк являются наиболее предпочтительными с точки зрения стоимости.
Кроме того, что касается неорганического наполнителя, его предпочтительно подвергать поверхностной обработке с целью повышения межфазного поверхностного натяжения с полимером на основе фурана. В таком случае материал для поверхностной обработки не ограничен определенным образом при том условии, что он способен реагировать или образовывать связь с неорганическим наполнителем или полимером на основе фурана, однако имеющий органосилановую основу материал для обработки поверхности является предпочтительным вследствие легкости образования связи; в частности, наиболее предпочтительными являются материал на основе аминосилана для обработки поверхности, материал на основе эпоксисилана для обработки поверхности и материал на основе акрилсилана для обработки поверхности.
Добавляемое количество неорганического наполнителя составляет предпочтительно от 10 до 200 мас.ч., предпочтительнее от 20 до 150 мас.ч. и наиболее предпочтительно от 30 до 100 мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. полимера на основе фурана, потому что чрезмерно низкое количество не способно обеспечить усиление влияния на прочностные характеристики, в то время как чрезмерно высокое количество может приводить к уменьшению способности пропитки основного материала вследствие увеличения вязкости, хотя данное количество различается в зависимости от вязкости полимера на основе фурана.
Далее приведены разъяснения вариантов осуществления настоящего облицовочного материала со ссылками на чертежи.
Фиг. 1 представляет частичный вид поперечного сечения облицовочного материала, соответствующего одному варианту осуществления настоящего изобретения (второй аспект), и фиг. 2 представляет вид поперечного сечения, показывающий один пример непропитанного облицовочного материала, заблаговременно изготовленного в трубчатой форме. Кроме того, фиг. 3 представляет вид поперечного сечения, показывающий один пример настоящего облицовочного материала, помещенного внутрь существующей трубы, и фиг. 4 представляет вид поперечного сечения, показывающий один пример настоящего облицовочного материала в состоянии прикрепления к внутренней стенке существующей трубы с расширенным диаметром в существующей трубе.
Как показано на фиг. 1, облицовочный материал 1 содержит покровный слой 11, изготовленный из непроницаемого материала, и слой абсорбирующего полимер основного материала 12, причем слой 12 расположен под покровным слоем 11 и пропитан отверждаемым полимером, и слой армирующего волоконного основного материала 13, пропитанный отверждаемым полимером, расположен между ними.
Предпочтительно, чтобы данный покровный слой 11 был расположен в качестве водонепроницаемого слоя, покрытого полимерным пленочным материалом, обладающим высокой непроницаемостью для жидкостей и свойством водонепроницаемости, в качестве наиболее внешнего слоя, и был изготовлен таким образом, чтобы обладать эластичностью, гибкостью или мягкостью, позволяющей соответствовать форме трубы в согнутой части или подобной части существующей трубы.
Со ссылкой на фиг. 2 далее приведено разъяснение случая облицовочного материала 1, где рассмотрены в непропитанном состоянии облицовочный материал 1, заблаговременно изготовленный в трубчатой форме, такой как цилиндрическая форма, чтобы соответствовать круглому поперечному сечению существующей трубы 9, и его пропитка отверждаемой фурановой полимерной композицией следующим образом.
Как показано на фиг. 2, в состоянии, где покровный слой 11 расположен на внешней поверхности, отверждаемый полимер вливается внутрь него. После этого внутри трубчатого облицовочного материала 1 понижают давление, чтобы эффективно откачивать воздух из слоя абсорбирующего полимер основного материала 12 и слоя армирующего волоконного основного материала 13 и пропитывать отверждаемым полимером слой абсорбирующего полимер основного материала 12 и слой армирующего волоконного основного материала 13. Пространство между волокнами слоя абсорбирующего полимер основного материала 12 и слоя армирующего волоконного основного материала 13 выступает в качестве пути удаления воздуха, и, соответственно, отверждаемый полимер втекает под действием вакуумного всасывания и равномерно пропитывает слой абсорбирующего полимер основного материала 12 и слой армирующего волоконного основного материала 13.
Таким образом, как показано на фиг. 3, облицовочный материал 1, пропитанный отверждаемой фурановой полимерной композицией, втягивают или вставляют в существующую трубу 9 и, прилагая давление изнутри, диаметр увеличивают для плотного прикрепления к внутренней стенке. И, как показано на фиг. 4, материал плотно прикрепляют к внутренней стенке существующей трубы 9 для ее облицовки.
Как показано на фиг. 4, данный облицовочный материал 1 изготавливают в виде цилиндрической четырехслойной структуры, расположенной в последовательности: покровный слой 11, слой поглощающего полимер основного материала 12, пропитанный отверждаемым полимером, слой армирующего волоконного основного материала 13, пропитанный отверждаемым полимером, и слой абсорбирующего полимер основного материала 12, пропитанный отверждаемым полимером, со стороны, образующей внутреннюю периферическую поверхность, когда осуществляют облицовку внутренней поверхности существующей трубы 9, подвергаемой ремонту. Кроме того, облицовочный материал 1 содержит покровный слой 11 в качестве наиболее внешнего слоя на стадии, предшествующей облицовке внутренней стенки существующей трубы 9, и имеет форму, в которой последовательно с внутренней стороны расположены слой абсорбирующего полимер основного материала 12, пропитанный отверждаемым полимером, слой армирующего волоконного основного материала 13, пропитанный отверждаемым полимером, и слой абсорбирующего полимер основного материала 12, пропитанный отверждаемым полимером.
Как показано на фиг. 2, описанный выше слой армирующего волоконного основного материала 13 расположен и изготовлен таким образом, что множество частей листовидных основных материалов 2, 2 перекрывают друг друга. Кроме того, перекрывающиеся части 20 слоя армирующего волоконного основного материала 13 расположены напротив друг друга, образуя двойные слои армирующего волоконного основного материала вдоль направления оси трубы. При раздельном образовании слоев армирующего волоконного основного материала 13 таким способом, чтобы перекрывать друг друга, становится возможным, как показано на фиг. 3, изготавливать внешний диаметр трубчатого облицовочного материала 1 меньше диаметра существующей трубы 9, увеличивать диаметр внутри существующей трубы 9 и соответствовать неровностям, ступенчатым неоднородностям, промежуткам или подобным особенностям материала внутренней стенки существующей трубы 9, а также создавать равномерное расположение армирующего волокна после увеличения диаметра, что позволяет обеспечивать высокое сопротивление давлению и подходящую прочность. Следует отметить, что на фиг. 3 и фиг. 4 место, обозначенное двойной штриховкой, показывает перекрывающуюся часть 20 самих листовидных основных материалов 2.
Трубчатый облицовочный материал 1, изготавливаемый таким путем, можно переносить для ремонта поврежденного участка в последовательно уложенном состоянии путем поочередного складывания в плоскую форму при восстановлении существующей трубы 9.
Ниже представлено разъяснение способа восстановления существующей трубы согласно настоящему изобретению (далее может также называться термином «настоящий способ восстановления»).
Один аспект настоящего способа восстановления представляет собой способ восстановления существующей трубы вставкой трубчатого облицовочного материала в существующую трубу и восстановлением внутренней стенки существующей трубы, отличающийся тем, что его составляют стадия полива и пропитки отверждаемой фурановой полимерной композицией, содержащей полимер на основе фурана и отверждающее вещество, абсорбирующего полимер основного материала, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, или абсорбирующего полимер основного материала, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, другого абсорбирующего полимер основного материала и армирующего волоконного основного материала, расположенного между ними, в непропитанном трубчатом облицовочном материале, стадия вставки с одновременным выворачиванием трубчатого облицовочного материала, пропитанного отверждаемой фурановой полимерной композицией, в существующую трубу под давлением текучей среды и стадия покрытия внутренней стенки существующей трубы отверждением пропитывающей отверждаемой фурановой полимерной композиции в состоянии прижатия вставленного трубчатого облицовочного материала к внутренней стенке существующей трубы.
Кроме того, другой аспект настоящего способа восстановления представляет собой способ восстановления существующей трубы путем вставки трубчатого облицовочного материала в существующую трубу и восстановления внутренней стенки существующей трубы, отличающийся тем, что его составляют стадия полива и пропитки отверждаемой фурановой полимерной композицией, содержащей полимер на основе фурана и отверждающее вещество, абсорбирующего полимер основного материала, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, или абсорбирующего полимер основного материала, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, другого абсорбирующего полимер основного материала и армирующего волоконного основного материала, расположенного между ними, в непропитанном трубчатом облицовочном материале, стадия втягивания и вставки трубчатого облицовочного материала, пропитанного отверждаемой фурановой полимерной композицией, в существующую трубу и стадия покрытия внутренней стенки существующей трубы отверждением пропитывающей отверждаемой фурановой полимерной композиции в состоянии прижатия вставленного трубчатого облицовочного материала к внутренней стенке существующей трубы.
Ниже представлено разъяснение вариантов осуществления способа восстановления существующей трубы согласно настоящему изобретению (далее может также называться термином «настоящий способ восстановления») со ссылкой на фиг. 5 и 6. В настоящем способе восстановления, следующий способ является предпочтительным с точки зрения сокращения рабочего времени, сохранения рабочей среды и эффективности отверждаемого материала.
Перед работой по восстановлению существующей трубы в том случае, где текучая среда, такая как сточная вода, присутствует в существующей трубе 9, предпочтительно удалять ее единовременно из прохода трубы. Как показано на фиг. 5, в трубопроводе, где находится существующая труба 9, люки M1, М2 установлены с подходящим интервалом, и перемычка 3 установлена на стороне выше по потоку рядом с люком. Запруженная текучая среда обходит землю через люки M1, М2, чтобы выйти в существующую трубу 9 на стороне, расположенной ниже по потоку. Кроме того, работа по восстановлению внутри трубы начинается после удаления постороннего материала, такого как осажденное вещество или куски древесины, присутствующие в существующей трубе 9, и осуществления промывки водой при высоком давлении.
Как показано на фиг. 5, трубчатый облицовочный материал 1 вставляют в существующую трубу путем установки трубчатого облицовочного материала 1 в устройство для выворачивания 4 на земле, при этом осуществляется выворачивание трубчатого облицовочного материала 1 (стадия выворачивания). В качестве устройства для выворачивания можно использовать известное устройство, и трубчатый облицовочный материал 1 выворачивается со стороны головки путем подачи сжатой текучей среды устройством для выворачивания, и это осуществляется во время плотного прижатия к внутренней стенке существующей трубы с достаточно расширенным диаметром посредством внутреннего давления. Таким образом, как показано на фиг. 3, за счет давления устройства для выворачивания в существующей трубе 9 создается равномерное усилие в широком интервале, и, соответственно, слой абсорбирующего полимер основного материала 12, пропитанный отверждаемым полимером, прикрепляется к внутренней стенке в трубчатом облицовочном материале 1. Кроме того, трубчатый облицовочный материал 1 расположен таким образом, что покровный слой 11 образует внутреннюю поверхность существующей трубы 9.
Следует отметить, что стадия вставки трубчатого облицовочного материала 1 в существующую трубу 9 не ограничена вставкой при одновременном выворачивании под давлением текучей среды таким способом, но вставку можно осуществлять втягиванием внутрь существующей трубы 9, используя трубчатый облицовочный материал с нанесенным покровным слоем 11 в качестве наиболее внутреннего слоя без выворачивания. Таким образом, в этом случае трубчатый облицовочный материал 1 устанавливают со слоем абсорбирующего полимер основного материала 12 в качестве наиболее внешнего слоя.
После этого, как показано на фиг. 6, текучая среда нагревается в таком состоянии, что трубчатый облицовочный материал 1, вывернутый и вставленный в существующую трубу 9, прижимается к внутренней стенке существующей трубы 9 для отверждения отверждаемого полимера, пропитывающего слой абсорбирующего полимер основного материала 12 и слой армирующего волоконного основного материала 13, и осуществляется облицовка внутренней стенки существующей трубы 9 (стадия отверждения). Трубчатый облицовочный материал 1, отвержденный таким путем, развертывается в соответствии с восстанавливаемой секцией существующей трубы 9, и существующая труба 9 восстанавливается трубчатым облицовочным материалом 1. Используя описанный выше отверждаемый полимер, можно легко выполнить работу по выворачиванию, и эффективность работы может быть повышена при одновременном сохранении подходящей гибкости трубчатого облицовочного материала 1, содержащего слой абсорбирующего полимер основного материала 12 и слой армирующего волоконного основного материала 13, пропитанные в достаточной степени данным полимером.
Примеры
Далее представлено более подробное разъяснение настоящего изобретения со ссылками на примеры и сравнительные примеры, чтобы подтвердить превосходство настоящего изобретения и преимущество состава настоящего изобретения, однако настоящее изобретение не должно быть ограничено данными примерами.
Следует отметить, что в данных примерах и сравнительных примерах использованы следующие способы оценки и измерения.
Способы оценки трубчатого облицовочного материала и ремонта восстановленной подземной трубы
(1) Влагосодержание
Влагосодержание полимера на основе фурана измеряли способом количественного титрования в соответствии со стандартом JIS К0113-8 «Способ титрования по Карлу Фишеру» (Carl Fisher).
(2) Вязкость
Вязкость отверждаемой фурановой полимерной композиции измеряли, используя ротационный вискозиметр типа Брукфильда (Brookfield) в соответствии со стандартом JIS К7117-1 «Способ измерения эффективной вязкости вискозиметром типа Брукфильда».
(3) Пропитывающая способность
Степень пропитывания при пропитке отверждаемой фурановой полимерной композицией основного материала определяли путем визуального наблюдения.
(4) Модуль изгиба
Модуль изгиба образца, вырезанного из отремонтированной восстановленной подземной трубы, измеряли в соответствии со стандартом JIS К7171 «Способ определения характеристик изгиба».
В качестве полимера на основе фурана использовали только фурановый полимерный компонент (продукт совместной конденсации фурфурилового спирта и формальдегида, имеющий вязкость 2700 мПа·с и влагосодержание 7,4 мас.%).
Затем добавляли 3 мас.ч. отверждающего вещества (65% водный раствор п-толуолсульфокислоты) в расчете на 100 мас.ч. полимера на основе фурана и перемешивали в течение 10 минут при 1000 об/мин, используя прибор Homodisper, чтобы приготовить отверждаемую фурановую полимерную композицию.
Выливали 7500 г/м2 данной отверждаемой фурановой полимерной композиции в основной материал для трубчатой облицовки, который составляло трубчатое многослойное изделие, изготовленное из полимерного нетканого материала (сложнополиэфирный нетканый материал с пористостью 85% и плотностью 460 г/м2) и полимерного нетканого материала (сложнополиэфирный нетканый материал с пористостью 85% и плотностью 600 г/м2), покрытое водонепроницаемым слоем на внешней поверхности, затем удаляли воздух изнутри основного материала путем снижения давления внутри упомянутого основного материала и пропитывали основной материал отверждаемой фурановой полимерной композицией, чтобы получить трубчатый облицовочный материал толщиной 6 мм.
Полученный трубчатый облицовочный материал устанавливали на устройство для выворачивания на земле для вставки в подземную трубу с внутренним диаметром 200 мм, выворачивая при этом трубчатый облицовочный материал 1 с помощью сжатого воздуха. После этого вывернутый трубчатый облицовочный материал, вставленный внутрь подземной трубы, нагревали в течение 4 часов, используя горячую воду при 90°C, изнутри в состоянии прижатия к внутренней стенке подземной трубы для отверждения отверждаемой фурановой полимерной композиции, чтобы получить восстановленную подземную трубу. Оценка результатов этой работы представлена в таблице 1.
Пример 2
После добавления 40 мас.ч. фурфураля к 100 мас.ч. фуранового полимерного компонента (продукт совместной конденсации фурфурилового спирта и формальдегида, имеющий вязкость 2700 мПа·с и влагосодержание 7,4 мас. %) состав перемешивали в течение 5 минут при 1000 об/мин, используя прибор Homodisper, чтобы получить полимер на основе фурана. После этого, используя данный полимер на основе фурана, получали восстановленную подземную трубу способом, аналогичным способу в примере 1. Оценка результатов этой работы представлена в таблице 1.
Пример 3
После добавления 50 мас.ч. фурфурилового спирта к 100 мас.ч. фуранового полимерного компонента (продукт совместной конденсации фурфурилового спирта и формальдегида, имеющий вязкость 2700 мПа·с и влагосодержание 7,4 мас.%) состав перемешивали в течение 5 минут при 1000 об/мин, используя прибор Homodisper, чтобы получить полимер на основе фурана. После этого, используя данный полимер на основе фурана, получали восстановленную подземную трубу способом, аналогичным способу в примере 1. Оценка результатов этой работы представлена в таблице.
Пример 4
После добавления 50 мас.ч. фурфурилового спирта к 100 мас.ч. фуранового полимерного компонента (продукт совместной конденсации фурфурилового спирта и формальдегида, имеющий вязкость 14000 мПа·с и влагосодержание 1,3 мас.%) состав перемешивали в течение 5 минут при 1000 об/мин, используя прибор Homodisper, чтобы получить полимер на основе фурана. После этого, используя данный полимер на основе фурана, получали восстановленную подземную трубу способом, аналогичным способу в примере 1. Оценка результатов этой работы представлена в таблице 1.
Пример 5
После добавления 50 мас.ч. фурфурилового спирта к 100 мас.ч. фуранового полимерного компонента (продукт совместной конденсации фурфурилового спирта и формальдегид, имеющий вязкость 2700 мПа·с и влагосодержание 7,4 мас.%) состав перемешивали в течение 5 минут при 1000 об/мин, используя прибор Homodisper, чтобы получить полимер на основе фурана.
Кроме того, после добавления 40 мас.ч. каолина в качестве неорганического наполнителя (прокаленный каолин, имеющий средний размер частиц 1,4 мкм и рН 5,5) и 3 мас.ч. отверждающего вещества (65% водный раствор п-толуолсульфокислоты) к 100 мас.ч. полимера на основе фурана состав перемешивали в течение 10 минут при 1000 об/мин, используя прибор Homodisper, чтобы получить отверждаемую фурановую полимерную композицию. После этого, используя данный полимер на основе фурана, получали восстановленную подземную трубу способом, аналогичным способу в примере 1. Оценка результатов этой работы представлена в таблице 1.
Пример 6
Восстановленную подземную трубу получали способом, аналогичным способу в примере 5, за исключением того, что заменяли каолин в качестве неорганического наполнителя на прокаленный каолин, имеющий средний диаметр частиц 1,4 мкм и рН 9,0, поверхность которого была обработана материалом на основе аминосилана. Оценка результатов этой работы представлена в таблице 1.
Пример 7
Восстановленную подземную трубу получали способом, аналогичным способу в примере 3, за исключением того, что для замены использовали нетканый материал из натурального волокна, покрытый водонепроницаемым слоем на внешней поверхности (льняной нетканый материал, имеющий пористость 85% и плотность 460 г/м2), и нетканый материал из натурального волокна, покрытый водонепроницаемым слоем на внешней поверхности (льняной нетканый материал, имеющий пористость 85% и плотность 600 г/м2). Оценка результатов этой работы представлена в таблице 1.
Сравнительный пример 1
Для приготовления отверждаемой ненасыщенной сложнополиэфирной полимерной композиции после добавления 1 мас.ч. отверждающего вещества (пероксид) к 100 мас.ч. ненасыщенного сложнополиэфирного полимера (полимер на основе изофталевой кислоты, имеющий вязкость 1900 мПа·с) состав перемешивали в течение 10 минут при 1000 об/мин, используя прибор Homodisper, чтобы получить отверждаемую ненасыщенную сложнополиэфирную полимерную композицию. После этого, используя данный отверждаемый ненасыщенный сложнополиэфирный полимер композиции, получали восстановленную подземную трубу способом, аналогичным способу в примере 1. Оценка результатов этой работы представлена в таблице 1.
Как видно из таблицы 1, образцы в примерах (примеры 1-7) настоящего изобретения, где полимер на основе фурана, полученный из натурального вещества, использовали в качестве отверждаемого полимера, имеют характеристики в качестве облицовочного материала для восстановления существующей трубы, по меньшей мере, эквивалентные или лучшие в сопоставлении со сравнительным примером, где использовали отверждаемый полимер, полученный из нефти.
В частности, понятно, что в примерах 2-4 одновременно достигнуты низкая вязкость и высокая пропитывающая способность при сохранении прочностных характеристик даже в случае полимера на основе фурана, имеющего низкое влагосодержание; кроме того, в примерах 5 и 6 обеспечено достижение пропитывающей способности при сохранении низкой вязкости даже при улучшении прочностных характеристик посредством добавления большого количества неорганического наполнителя.
С другой стороны, понятно, что в примере 7 облицовочный материал для восстановления существующей трубы, не полученный из вещества на основе нефти, использован также в качестве основного материала.
Промышленная применимость
Как ясно из изложенного выше, облицовочный материал для восстановления существующей трубы согласно настоящему изобретению является подходящим в качестве облицовочного материала для восстановления существующей трубы, чтобы восстанавливать внутреннюю периферическую поверхность разнообразных существующих труб, например подземных труб, такие как канализационная, водопроводная, сельскохозяйственная водопроводная труба, газовая труба, заглубленных в землю, вследствие наличия низкой вязкости и очень хорошей пропитывающей способности, несмотря на низкое влагосодержание.
Соответственно, промышленная применимость способа восстановления существующей трубы согласно настоящему изобретению с использованием облицовочного материала, имеющего такие желательные характеристики, является чрезвычайно высокой.
Список условных обозначений
1 - Облицовочный материал
11 - Покровный слой
12 - Слой абсорбирующего полимер основного материала
13 - Слой армирующего волоконного основного материала
4 - Устройство для выворачивания
9 - Существующая труба
1. Облицовочный материал для восстановления внутренней стенки трубы, отличающийся пропиткой отверждаемой фурановой полимерной композицией, содержащей полимер на основе фурана и отверждающее вещество, абсорбирующего полимер основного материала, обладающего гибкостью и пористостью, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой.
2. Облицовочный материал для восстановления внутренней стенки трубы, отличающийся пропиткой отверждаемой фурановой полимерной композицией, содержащей полимер на основе фурана и отверждающее вещество, абсорбирующего полимер основного материала, обладающего гибкостью и пористостью, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, и другого абсорбирующего полимер основного материала, обладающего гибкостью и пористостью, и армирующего волоконного основного материала, расположенного между ними.
3. Облицовочный материал для восстановления внутренней стенки трубы по п.1 или 2, отличающийся тем, что полимер на основе фурана представляет собой, по меньшей мере, один вид, выбранный из группы полимеров с фурановым компонентом, которую составляют фурановый полимер, модифицированный эпоксидом фурановый полимер, модифицированный фенолом фурановый полимер, модифицированный альдегидом фурановый полимер, модифицированный мочевиной фурановый полимер и модифицированный меламином фурановый полимер.
4. Облицовочный материал для восстановления внутренней стенки трубы по п.1 или 2, отличающийся тем, что влагосодержание полимера на основе фурана составляет 10 мас.% или ниже.
5. Облицовочный материал для восстановления внутренней стенки трубы по п.3, отличающийся тем, что полимер на основе фурана содержит реакционноспособный разбавитель в дополнение к фурановому полимерному компоненту.
6. Облицовочный материал для восстановления внутренней стенки трубы по п.5, отличающийся тем, что реакционноспособный разбавитель представляет собой фурфуриловый спирт и/или фурфураль.
7. Облицовочный материал для восстановления внутренней стенки трубы по п.5, отличающийся тем, что реакционноспособные разбавители содержатся в количестве от 10 до 100 мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. фуранового полимерного компонента.
8. Облицовочный материал для восстановления внутренней стенки трубы по п.1 или 2, отличающийся тем, что отверждаемая фурановая полимерная композиция содержит неорганический наполнитель.
9. Облицовочный материал для восстановления внутренней стенки трубы по п.8, отличающийся тем, что рН неорганического наполнителя составляет 10 или ниже.
10. Облицовочный материал для восстановления внутренней стенки трубы по п.8, отличающийся тем, что неорганический наполнитель подвергают поверхностной обработке с использованием органосилана.
11. Облицовочный материал для восстановления внутренней стенки трубы по п.1 или 2, отличающийся тем, что отверждаемая фурановая полимерная композиция имеет вязкость от 50 до 3000 мПа·с.
12. Облицовочный материал для восстановления внутренней стенки трубы по п.1 или 2, отличающийся тем, что абсорбирующий полимер основной материал и/или армирующий волоконный основной материал изготовлен из натурального волокна.
13. Способ восстановления трубы вставкой трубчатого облицовочного материала в трубу и восстановлением внутренней стенки трубы, отличающийся тем, что его составляют:
1) стадия полива и пропитки отверждаемой фурановой полимерной композицией, содержащей полимер на основе фурана и отверждающее вещество,
i) абсорбирующего полимер основного материала, обладающего гибкостью и пористостью, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, или
ii) абсорбирующего полимер основного материала, обладающего гибкостью и пористостью, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, и другого абсорбирующего полимер основного материала, обладающего гибкостью и пористостью, и армирующего волоконного основного материала, расположенного между ними, при этом абсорбирующий полимер основной материал (i) или (ii) сформирован в непропитанном трубчатом облицовочном материале,
2) стадия вставки с одновременным выворачиванием трубчатого облицовочного материала, пропитанного отверждаемой фурановой полимерной композицией, в трубу под давлением текучей среды; и
3) стадия покрытия внутренней стенки трубы отверждением пропитывающей отверждаемой фурановой полимерной композиции в состоянии прижатия вставленного трубчатого облицовочного материала к внутренней стенке трубы.
14. Способ восстановления трубы вставкой трубчатого облицовочного материала в трубу и восстановлением внутренней стенки трубы, отличающийся тем, что его составляют:
1) стадия полива и пропитки отверждаемой фурановой полимерной композицией, содержащей полимер на основе фурана и отверждающее вещество,
i) абсорбирующего полимер основного материала, обладающего гибкостью и пористостью, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, или
ii) абсорбирующего полимер основного материала, обладающего гибкостью и пористостью, у которого одна поверхность покрыта непроницаемой для жидкостей пленкой, и другого абсорбирующего полимер основного материала, обладающего гибкостью и пористостью, и армирующего волоконного основного материала, расположенного между ними, при этом абсорбирующий полимер основной материал (i) или (ii) сформирован в непропитанном трубчатом облицовочном материале;
2) стадия втягивания и вставки трубчатого облицовочного материала, пропитанного отверждаемой фурановой полимерной композицией, в трубу; и
3) стадия покрытия внутренней стенки трубы отверждением пропитывающей отверждаемой фурановой полимерной композиции в состоянии прижатия вставленного трубчатого облицовочного материала к внутренней стенке трубы.
15. Способ восстановления трубы по п.13 или 14, отличающийся тем, что полимер на основе фурана представляет собой, по меньшей мере, один вид, выбранный из группы полимеров с фурановым компонентом, которую составляют фурановый полимер, модифицированный эпоксидом фурановый полимер, модифицированный фенолом фурановый полимер, модифицированный альдегидом фурановый полимер, модифицированный мочевиной фурановый полимер и модифицированный меламином фурановый полимер.
16. Способ восстановления трубы по п.13 или 14, отличающийся тем, что влагосодержание полимера на основе фурана составляет 10 мас.% или ниже.
17. Способ восстановления трубы по п.15, отличающийся тем, что полимер на основе фурана содержит реакционноспособный разбавитель в дополнение к фурановому полимерному компоненту.
18. Способ восстановления трубы по п.17, отличающийся тем, что реакционноспособный разбавитель представляет собой фурфуриловый спирт и/или фурфураль.
19. Способ восстановления трубы по п.17, отличающийся тем, что реакционноспособные разбавители содержатся в количестве от 10 до 100 мас.ч. в расчете на 100 мас.ч. фуранового полимерного компонента.
20. Способ восстановления трубы по п.13 или 14, отличающийся тем, что отверждаемая фурановая полимерная композиция содержит неорганический наполнитель.
21. Способ восстановления трубы по п.20, отличающийся тем, что рН неорганического наполнителя составляет 10 или ниже.
22. Способ восстановления трубы по п.20, отличающийся тем, что неорганический наполнитель подвергают поверхностной обработке с использованием органосилана.
23. Способ восстановления трубы по п.13 или 14, отличающийся тем, что отверждаемая фурановая полимерная композиция имеет вязкость от 50 до 2000 мПа·с.
24. Способ восстановления трубы по п.13 или 14, отличающийся тем, что абсорбирующий полимер основной материал и/или армирующий волоконный основной материал изготовлен из натурального волокна.
