一種防輻射夾層管道及其製備方法與流程
2023-09-21 05:46:50
本發明屬於輻射防護和管道輸送技術領域，具體涉及一種防輻射夾層管道及其製備方法。
背景技術：
核工業涉及到多种放射性水平和/或腐蝕性液體、尾氣和粉塵，在分離、焚燒、固化、防塵等環節之間的工藝輸送問題。例如核廢液不僅放射性具有相當強的能量和穿透能力，而且有腐蝕性，對輸送管道提出了耐腐蝕、防輻射、抗衝擊和長壽命等要求，尤其是輻射防護要求高。除了鈦鋼，大多數金屬管道不耐腐蝕，不鏽鋼管的使用壽命一般僅有5年，碳鋼的2年，甚至更短；塑料管道、玻璃鋼管道的耐腐蝕能力比不鏽鋼管和碳鋼的好，但是由於耐老化性能差，使用壽命也不長，產生的後果是這些在役金屬管道、塑料管道、玻璃鋼管道由於受到核汙染，一旦去役都被規類為核廢物；同時，無論是金屬管道(除了鉛管道)還是塑料管道、玻璃鋼管道對放射性的屏蔽能力都不強，必須在它們的外側加做防輻射隔離工程，例如包裹一層金屬鉛板。管道在地上和地下都有鋪設，而且距離長，為此防輻射隔離工程量巨大，另一方面，這些屏蔽材料一旦去役也都被規類為核廢物；然而至今核廢物的安全處置仍然是世界性技術難題，目前最基本、最重要的管理原則是核廢料(放射性廢物)最少化。
無機材料管道的耐腐蝕好、耐候性好，而且，製備管道的過程中添加鉛、鋇等元素，能使材料具有一定的防輻射能力，但是，無機材料是脆性材料，添加鉛、鋇的玻璃更是典型的脆性材料，抗衝擊性差，安全性差，限制了無機材料管道應用於核電廠等涉及放射性和/或腐蝕性液體、氣體和粉塵的輸送；理論上製備塑料管道、玻璃鋼管道的過程中也可以添加對放射性有屏蔽能力的鉛、鋇成分，但是大量的試驗表明，材料的屏蔽性能與其耐介質壓力、力學強度、加工性能等之間往往存在矛盾，限制了其應用開發，而且其耐腐蝕性能與無機材料的相去甚遠。
為減少連接工程管線的結頭，輸送管道有達到一定長度的規格要求，而現有製備夾膠平板玻璃的工藝和設備對所製備製品的長度有嚴格的限制，不適合生產夾層輸送管道。
此外，因為對夾膠平板玻璃透明性的要求，改性材料類型的選擇受到限制，其中間層是純有機物，缺少能量耗散機制,材料複合的優勢沒有得到充分發揮,限制了夾膠材料的功能開發。現有灌漿法製備夾膠平板玻璃的固化工藝和設備不能及時排除固化放熱或對固化加熱，而預聚體固化需要有嚴格的「溫度-時間」制度，以提高中間層的固化質量。
現有技術採用擺動法或真空釜法去除中間層氣泡，存在操作繁瑣、效率低、質量不穩定的缺點。擺動法利用氣泡在預聚體中所受的浮力，擺動促使氣泡上升而排泡；真空釜法不僅是對中間層抽真空，而且要求真空釜內空間也達到一定的真空度，因而需要較長的抽真空時間，耗能高。
當在預聚體中加入了屏蔽放射性的功能粉末(硫酸鋇、碳酸鋇、鉛粉、氧化鉛、硼酸、硼砂、碳化硼、碳酸鍶、鐵粉、硼鋼粉)和無機改性粉末，形成了高粘度漿體，氣泡在高粘度漿體中更不容易排除。
技術實現要素：
發明目的：本發明的目的在於提供一種具有輻射防護功能和輸送功能的夾層管道，用於輸送有放射性和/或腐蝕性液體、氣體和粉體；本發明的另一目的在於提供一種防輻射夾層管道的製備方法，在製備漿體的過程中加入屏蔽放射性功能粉末和無機改性粉末，將這種漿體注入不同直徑管道的夾層中，並使漿體原位固化形成聚合物中間層，從而將兩個或者兩個以上不同直徑的管道粘結在一起。
技術方案：為實現上述發明目的，本發明採用如下技術方案：
一種防輻射夾層管道，包括兩個直徑不同的第一直徑管道和第二直徑管道，第二直徑管道套裝在第一直徑管道外周形成夾層管道，在所述的第一直徑管道內形成中心孔，在第一直徑管道和第二直徑管道之間形成夾層，在夾層中填充漿體固化形成聚合物中間層；其中，漿體包括預聚體、屏蔽放射性功能粉末和無機改性粉末，屏蔽放射性功能粉末和無機改性粉末的質量之和與預聚體質量比為0.5～4.0：1.0；其中，屏蔽放射性功能粉末與無機改性粉末質量之比為5.0：0～4.0。
所述的屏蔽放射性功能粉末選自硫酸鋇、碳酸鋇、碳酸鍶、氧化鉛、鉛粉、矽酸鉛、硼酸、硼砂、碳化硼、硼鋼粉、鐵粉中一種或多種的組合/複合物。這些屏蔽放射性功能粉末可以是化學合成的也可以是礦物粉磨加工得到的。
所述的預聚體由有機單體或高分子樹脂均聚、共聚或混合而成，所述的有機單體或高分子樹脂選自合成pva、pvb、pmma、pa、abs、ea、聚酯、不飽和樹脂、聚醯胺、聚氨酯、環氧樹脂、二甲氧基改性矽烷聚醚改性樹脂中的任一一種或幾種的組合。
通過選擇屏蔽放射性功能粉末、無機改性粉末、預聚體的類型、組合和比例，實現管道屏蔽能力和力學性能的可控調節。
所述的無機改性粉末是粒度小於100目的粉末狀無機物，粉末狀無機物是化學合成的或礦物粉磨加工得到的，無機改性粉末選自氧化鈣、碳酸鈣、氧化矽、氧化鈦、炭黑和矽酸鹽粉末中的任意一種或者幾種的組合。
所述的第一直徑管道和第二直徑管道是直徑相差大於1.0mm的無機管道、工程塑料管道和金屬管道中的任一一種或者幾種的組合。
所述的無機管道，選自石英玻璃管道、硼矽酸鹽玻璃管道、矽酸鹽玻璃管道微晶玻璃管道、物理鋼化或化學鋼化處理過的矽酸鹽玻璃管道和鑄石管道中的任一一種或者幾種的組合。
所述的工程塑料管道材質選自ppr(聚丙烯)、pvc(聚氯乙烯)、pb(聚丁烯)、pe-rt(耐熱聚乙烯)和pe(聚乙烯)/hdpe(增強高密度聚乙烯)。
一種防輻射夾層管道的製備方法，包括如下步驟：
1)在反應釜中加入有機單體或高分子樹脂和助劑，引發聚合併控制單體轉化率，得到預聚體，高速攪拌下再加入屏蔽放射性功能粉末和無機改性粉末，其中，屏蔽放射性功能粉末和無機改性粉末的質量之和與預聚體質量比為0.5～4.0：1.0，其中，屏蔽放射性功能粉末與無機改性粉末質量之比為5.0：0～4.0。然後進行或不進行真空脫氣得到漿體；其中，助劑為稀釋劑、引發劑、偶聯劑和固化劑；其中，助劑為稀釋劑、引發劑、偶聯劑和固化劑；根據有機單體或高分子樹脂的類型，參考現有技術，選擇稀釋劑、引發劑、偶聯劑和熱敏或光敏固化劑的類型和加入量；
2)清洗第一直徑管道、第二直徑管道並乾燥；
3)將第一直徑管道、第二直徑管道疊套在一起組成一組疊套管道；
4)將一個或多個20-40mm高的上彈性橡膠密封圈的u形環槽分別罩在每組疊套的管道的上端並壓入，將上彈性橡膠密封圈的第一軟管、第二軟管分別與輸送預聚體的膠管和抽真空的排氣管相連接，成為注漿和抽真空工序的通道；
5)將一個或多個20-40mm高的下彈性橡膠密封圈的u形環槽罩在一組疊套管道的下端並壓入，起到封閉管道下端夾層間隙的封底作用；
6)將漿體通過第一軟管緩慢注入夾層，直至注滿夾層；
7)經第二軟管通過真空泵對注入了漿體的夾層抽真空約1-20分鐘，負壓排除聚合物中間層中預聚體的氣泡，然後緩慢減少負壓直至常壓；第一直徑管道和第二直徑管道之間形成夾層；
8)漿體固化得到聚合物中間層，直至與管道牢固的粘結成整體，拆除步驟4)所罩上的彈性橡膠密封圈和下彈性橡膠密封圈，得到防輻射夾層管道。
在所述的步驟5)之後，將多組封底後的管道整齊排列在柵格託盤上，一起移入一個能容納柵格託盤和整齊直排管道的容器中，然後進行步驟6)-8)。
所述的步驟5)的封底過程替換為在步驟3)中的管道的下端夾層中塞入寬度大於或相等於夾層間距的pvb膠片，並用熱風將pvb膠條烤軟固定在聚合物中間層中，起到封閉管道下端夾層間隙的作用；或者在管道的底端夾層中填充10-20mm高的封底膠；或藉助於火焰、發熱器的加熱以及在焊料輔助下實現封底。
所述的步驟8)中，固化溫度為0～120℃。
發明原理：本發明設計一種無機/有機材料複合的夾層管道,為複合結構增加了一個能量消耗機制。聚合物中間層中加入屏蔽放射性功能粉末和無機改性粉末起到吸收、分散來自外界對管道的衝擊等吸收能量的作用，這些彌散分布的屏蔽放射性功能粉末和無機改性粉末可以通過防止或阻止裂紋在聚合物中間層中傳播，從而提高複合材料的斷裂強度，或者物理地阻擋和阻止裂紋或轉移和分裂它們，從而妨礙其穿過聚合物中間層；它們還可以承載一定比例的載荷來提高複合材料的剛度和強度，尤其是抗衝擊性。
聚合物中間層中加入屏蔽放射性功能粉末對管道中輸送物質的放射性，如x射線、γ射線、中子等高能粒子/射線能有強烈吸收能力，阻止高能粒子穿透外層管道，為管道提供放射性屏蔽性能；由於射線的能量等於或略大於某一吸收物質的k層吸收邊，則這一吸收物質對該種能量的射線光子的吸收能力最強，隨著射線能量增加，其吸收能力迅速下降。這意味著對某一核外電子或一種元素，有效吸收射線的能量範圍十分狹窄的，而由幾種不同物質組成的屏蔽放射性功能粉末，各自的l層、k層對射線光子的吸收衰減係數不同，通過恰當組合/複合它們，可使吸收衰減係數疊加，一定程度上彌補單一元素「弱吸收區」的缺陷。進一步，當屏蔽放射性功能粉末的粒度小於100目，細顆粒對「康普頓散射」和「光電效應」有增強效應。從硫酸鋇、碳酸鋇、鉛粉、氧化鉛、硼酸、硼砂、碳化硼、碳酸鍶、鐵粉、硼鋼粉等中選擇一種或多種進行組合/複合，它們的比例可根據對聚合物中間層的屏蔽性能(如鉛當量)的要求或輸送物質中的放射性物質和放射性水平、通過x-com程序初步估算。
本發明設計一種夾層中帶有氣體分配管路和多排出/入氣孔的柵格託盤，作為熱交換介質的熱/冷氣體進入柵格託盤的夾層，流經其多排的出/入氣孔，再穿過無機材料管道的中心孔和多組無機材料管道的間隙，及時地移除漿體聚合反應的放熱或對聚合反應加熱，使聚合反應條件控制在更精確、更穩定的環境下，從而提高聚合物中間層的粘結強度。
本發明設計一種具有u形環槽的上彈性橡膠密封圈，能以較小的負壓排除夾層中漿體的氣泡，甚至高粘度漿體中的氣泡。
有益效果：與現有技術相比，本發明的一種防輻射夾層管道，具備以下優勢：
1)夾層管道具有防輻射功能，代替了傳統管道外側加做防輻射隔離工程；添加的屏蔽放射性功能粉末和無機改性粉末起到吸收射線、吸收、分散、承載來自外界的衝擊載荷等能量的作用；它們可以通過防止或阻止裂紋在聚合物中間層中傳播，從而提高管道的力學強度，尤其是抗衝擊性，即使超過管道的極限強度，其碎片也不脫落，增加了管道安全性；
2)對漿體注入前負壓脫氣首先消除了製備過程中殘留在漿體中的氣體、負壓注漿能防止現有常壓或正壓移料中可能新裹入氣泡，尤其是分批次注漿、多次負壓排泡的方法，解決了高粘度漿體中氣泡難更排除的技術難題，提高了製備質量；使用上彈性橡膠密封圈代替真空釜，操作方便，減少了投資；
3)由於聚合物中間層的組成能在一個較寬的範圍內變化，通過選擇和調整不同屏蔽放射性功能粉末和無機改性粉末的品種和比例，控制防輻射夾層管道的性能，適應不同的應用，添加組合/複合物的屏蔽放射性功能粉末能彌補單一元素「弱吸收區」的缺陷；
4)調節柵格託盤夾層內部作為熱交換介質熱/冷氣體的壓力和流速，測得疊套管道的中心孔和多組疊套的管道間隙中的溫度波動可達到±1.0℃，使漿體能在更精確、更穩定的環境下聚合固化，提高了固化質量；
本發明的一種防輻射夾層管道製備方法，工藝簡單，易於推廣和應用，具備很好的實用性。
附圖說明
圖1是u形環槽上彈性橡膠密封圈連接關係示意圖；
圖2是上彈性橡膠密封圈的u形環槽結構示意圖；
圖3是柵格託盤結構示意圖；
圖4是一組疊套管道結構示意圖；
圖5是二甲氧基改性矽烷聚醚改性樹脂預聚體中添加不同比例的鈦白粉夾層玻璃管道的破壞載荷曲線圖；
圖6是二甲氧基改性矽烷聚醚改性樹脂添加不同比例的鈦白粉夾層玻璃管道的衝擊能量和衝擊強度曲線圖；
圖7是不同預聚體中添加相同比例偶聯劑處理過氧化矽夾層玻璃管的彈性模量曲線圖；
圖8是不同預聚體中添加相同比例偶聯劑處理過的氧化矽夾層玻璃管的衝擊能量和衝擊強度曲線圖。
具體實施方式
以下結合具體實施方式對本發明做進一步的說明。
如圖1-4所示，附圖標記如下：上彈性橡膠密封圈1、第一軟管2、第二軟管3、膠管4、排氣管5、中心孔6、第一直徑管道7、第二直徑管道8、下彈性橡膠密封圈9、聚合物中間層10、u形環槽11、格柵託盤12、氣孔13、夾層14、氣流入口15。上彈性橡膠密封圈1的高度h為20-40mm。第一直徑管道7是小直徑管道，第二直徑管道8是大直徑管道，第一直徑管道7和第二直徑管道8是直徑相差大於1.0mm的管道。
第一直徑管道和第二直徑管道是直徑相差大於1.0mm的無機管道、工程塑料管道和金屬管道中的任一一種或者幾種，根據使用場合或性能的要求，進行組合,並且各管道的壁厚可以是相同的，也可以是不相同的。
無機管道，選自石英玻璃管道、硼矽酸鹽玻璃管道、矽酸鹽玻璃管道微晶玻璃管道、物理鋼化或化學鋼化處理過的矽酸鹽玻璃管道和鑄石管道中的任一一種或者幾種的組合。
工程塑料管道材質有ppr(聚丙烯)、pvc(聚氯乙烯)、pb(聚丁烯)、pe-rt(耐熱聚乙烯)、pe(聚乙烯)\hdpe(增強高密度聚乙烯)等。
在夾層中填充漿體固化形成聚合物中間層10；其中，漿體包括預聚體、屏蔽放射性功能粉末和無機改性粉末，屏蔽放射性功能粉末和無機改性粉末的質量之和與預聚體質量比為0.5～4.0：1.0；採用或不採用常用品種的偶聯劑溶液對無機改性粉末進行或不常用表面處理方法進行表面處理，以改善無機改性粉末表面的化學極性。
根據對聚合物中間層10的屏蔽能力、粘結強度、抗衝擊性能、彈性模量、尺寸穩定性和漿體的表觀粘度和流動性的要求，屏蔽放射性功能粉末與無機改性粉末質量之比為5.0：0～4.0。
預聚體由有機單體或高分子樹脂均聚、共聚或混合而成，有機單體或高分子樹脂選自合成pva、pvb、pmma、pa、abs、ea、聚酯、不飽和樹脂、聚醯胺、聚氨酯、環氧樹脂、二甲氧基改性矽烷聚醚改性樹脂中的任一一種或幾種的組合。
無機改性粉末是能改善以上高分子聚合物材料中間層的粘結強度、抗衝擊性能、彈性模量、尺寸穩定性和改善漿體表觀粘度，提高其流動性的，粒度小於100目的粉末狀無機物，這些無機物粉末可以是化學合成的也可以是礦物粉磨加工得到的，如氧化鈣、碳酸鈣、氧化矽、氧化鈦、炭黑、矽酸鹽粉末(如水泥)等。
一種防輻射夾層管道的製備方法，包括如下步驟：
1)在反應釜中加入聚合物單體、並根據對中間層的粘結強度、屏蔽性能(如鉛當量)、抗衝擊性能、彈性模量、尺寸穩定性和漿體的表觀粘度和流動性等材料性能和工藝性能的要求，選擇稀釋劑、引發劑、偶聯劑等助劑；引發聚合併控制單體轉化率；高速攪拌下加入經過或不經過偶聯劑處理過的屏蔽放射性功能粉末和/或不加入經過或不經過偶聯劑處理過的無機改性粉末，預聚體：(放射性功能粉末+無機改性粉末)之和的質量比為1.0：0.5～4.0，其中，屏蔽放射性功能粉末與無機改性粉末質量之比為5.0：0～4.0。然後進行真空脫氣得到漿體；
2)用常規的清洗劑溶液、水衝洗清洗管道並乾燥；
3)將第一直徑管道7、第二直徑管道8疊套在一起組成一組疊套管道；
4)將一個或多個20-40mm高的上彈性橡膠密封圈11的u形環槽1分別罩在每組疊套的管道的上端並壓入，將上彈性橡膠密封圈11的第一軟管2、第二軟管3分別與輸送漿體的膠管4和抽真空的排氣管5相連接，成為下道工序(注漿和抽真空)的通道；
5)將一個或多個20-40mm高的下彈性橡膠密封圈9的u形環槽1罩在一組疊套管道的下端並壓入，起到封閉管道下端夾層間隙的封底作用；
步驟5)也可以選擇在步驟3)中的管道的下端夾層中塞入寬度略大於或相等於夾層間距的pvb膠片，並用熱風將這些pvb膠條烤軟固定在夾層間，起到封閉管道下端夾層間隙的作用(封底)；或者在以上管道的底端夾層中填充10-20mm高的熱熔丁基膠或聚硫密封膠或聚氨酯密封膠或丙酮型室溫硫化矽橡膠(矽酮膠)等現有的封底膠；或藉助於火焰、發熱器的加熱以及在焊料輔助下實現封底；
步驟6)注漿：將漿體通過第一軟管2緩慢注入以上管道的夾層，直至注滿夾層；
步驟7)排泡：經第二軟管3通過真空泵對以上管道夾層抽真空約1-20分鐘，負壓排除夾層中漿體的氣泡，然後緩慢減少負壓直至常壓；
步驟8)固化：根據漿體的類型選擇熱、uv、射線、電子束輻射等方式固化或常溫常壓等方式固化漿體，直至與無機材料管道牢固的粘結成整體，拆除步驟4)所罩上的彈性橡膠密封圈和下彈性橡膠密封圈，得到夾層管道。
在固化過程中讓熱/冷氣體流經管道的中心孔和多組疊套管道的間隙，作為熱交換介質及時移除固化反應放熱或加熱，使漿體能在更精確、更穩定的「溫度-時間」環境下聚合固化，提高聚合物中間層10的粘結強度。
為了提高製備工效和固化質量，步驟5)之後，可將多組封底後的以上管道整齊排列在柵格託盤上，一起移入一個能容納柵格託盤和整齊直排管道的容器中，然後進行步驟6)-步驟8)。
固化方式中可在以上容器壁上布置換熱器、紫外燈、射線輻射器、電子束輻射器使預聚體固化。由於換熱器、紫外燈、射線輻射器、電子束輻射器布置在以上容器內部，使生產更安全。
工作原理：通過具有u形環槽1和第一軟管2、第二軟管3，配合上彈性橡膠密封圈11向夾層中注入漿體和負壓排除夾層中漿體的氣泡；通過將多組管道排列在帶有夾層14分配氣管路的格柵託盤12上，讓作為熱交換介質通過氣流入口15進入夾層14的熱/冷氣體，經格柵託盤12表面上的多個出/入氣孔13穿過管道的中心孔6和多組疊套管道的間隙，通過調節柵格託盤12的夾層14中熱/冷氣流的流量和流速，及時地移除聚合固化反應的放熱或對聚合固化反應加熱，從而使漿體能在更精確、更穩定的「溫度-時間」環境下聚合固化，提高聚合物中間層10的粘結強度。
實例1
一種防輻射夾層管道的製備方法，包括如下步驟：
步驟1)在反應釜中加入一定量的聚乙烯醇(pva)、正丁醛、稀釋劑、引發劑、偶聯劑、固化劑等助劑，在酸催化作用下縮合併控制單體轉化率；高速攪拌下加入經過或不經過偶聯劑處理過的納米鉛粉、硼酸粉末，預聚體：(納米鉛粉+硼酸)的質量比為1.0：4.0，其中，納米鉛粉與硼酸的質量比為5.0：0.5；然後進行真空脫氣得到漿體；
步驟2)用清洗劑溶液、水衝洗清洗並乾燥不同直徑的硼矽酸鹽玻璃材質的第一直徑管道7、材質的矽酸鹽玻璃第二直徑管道8；
步驟3)將第一直徑管道7、第二直徑管道8疊套在一起組成一組疊套管道；
步驟4)將一個或多個20-40mm高的上彈性橡膠密封圈11的u形環槽1分別罩在每組疊套的以上管道的上端並壓入，將上彈性橡膠密封圈11的第一軟管2、第二軟管3分別與輸送漿體的膠管4和抽真空的排氣管5相連接，成為下道工序(注漿和抽真空)的通道；
步驟5)將一個或多個20-40mm高的下彈性橡膠密封圈9的u形環槽1罩在一組疊套管道的下端並壓入，起到封閉管道下端夾層間隙封底作用；將多組以上管道整齊排列在柵格託盤12上，並一起移入一個能容納柵格託盤12和整齊直排管道的容器中；
步驟6)注漿：將漿體通過第一軟管2緩慢注入以上管道的夾層，分三批次注漿、每一次注漿後負壓排一次泡，直至注滿夾層；
步驟7)排泡：經第二軟管3通過真空泵對以上管道夾層抽真空約1-20分鐘，負壓排除夾層中漿體的氣泡，然後緩慢減少負壓直至常壓；
步驟8)固化：通過多支10-20mm的間距排布在容器壁上的40w紫外燈管照射以上管道40-50分鐘。其間通過調節格柵託盤12的夾層14中熱/冷氣流的流量和流速，使熱/冷氣流從柵格託盤12的出/入氣孔13處穿過以上管道的中心孔6和管道的間隙，作為熱交換介質及時移除固化反應放熱或加熱，使漿體能按設定的「溫度-時間」條件聚合固化，直至與疊套管道牢固地粘結成整體，拆除步驟4)和步驟5)所罩上的彈性橡膠密封圈11和下彈性橡膠密封圈9，得到防輻射夾層硼矽酸鹽玻璃管道或矽酸鹽玻璃管道。這種管道適合中高水平放射性廢物的輸送。
實例2
一種防輻射夾層管道的製備方法，包括如下步驟：
步驟1)在反應釜中先按重量配比加入丙烯酸甲酯，二丁酯，苯甲酸，矽烷，過氧化苯甲醯、偶氮二異丁腈、鄰苯二甲酸二丁酯和甲基丙烯酸等助劑，引發聚合併控制單體轉化率；高速攪拌下加入經過或不經過偶聯劑處理過的硫酸鋇+氧化鈦，選擇預聚體：(硫酸鋇+氧化鈦)的質量比為1.0：0.5，其中，納米鉛粉與硼酸的質量比為5.0：0.5；然後進行真空脫氣得到漿體；
步驟2)用清洗劑溶液、水衝洗清洗並乾燥不同直徑的鋰鋁矽微晶玻璃管道,和/或硼矽酸鹽玻璃或矽酸鹽玻璃管道；
步驟3)將第一直徑管道7、第二直徑管道8疊套在一起組成一組疊套管道；
步驟4)將20-40mm高的上彈性橡膠密封圈的u形環槽1分別罩在以上管道的上端並壓入，將上橡膠密封圈的軟管2和軟管3分別與輸送漿體的膠管4和抽真空的排氣管5相連接，成為下道工序(注漿和抽真空)的通道；
步驟5)在以上管道下端的夾層中塞入寬度略大於或相等於夾層間距的pvb膠片，並用熱風將這些pvb膠條烤軟固定在夾層間，起到封閉管道下端夾層間隙的作用(封底)；或者在以上管道的底端夾層中填充10-20mm高的熱熔丁基膠或聚硫密封膠或聚氨酯密封膠或丙酮型室溫硫化矽橡膠(矽酮膠)的封底；
步驟(5-1)將多組以上管道整齊排列在柵格託盤12上，並一起移入一個能容納柵格託盤12和整齊直排管道的容器中；
步驟6)注漿：將漿體通過第一軟管2緩慢注入以上管道的夾層，直至注滿夾層；
步驟7)排泡：經軟管3通過真空泵對以上管道夾層抽真空約1-20分鐘，負壓排除夾層中漿體的氣泡，然後緩慢減少負壓直至常壓；
步驟8)固化：在固化過程中讓熱/冷氣流進入柵格託盤的夾層中並從出/入氣孔穿過管道的中心孔6和多組疊套的管道的間隙，作為熱交換介質及時移除固化反應放熱或加熱，注意在溫度敏感點60℃、85℃、100℃的保溫時間，使漿體能按設定的「溫度-時間」條件聚合固化，直至與疊套管道牢固的粘結成整體，拆除步驟4)所罩上的彈性橡膠密封圈11，得到鋰鋁矽微晶玻璃夾層管道或鋰鋁矽微晶玻璃和硼矽酸鹽玻璃或矽酸鹽玻璃的複合的夾層管道。
實例3
一種防輻射夾層管道的製備方法，包括如下步驟：
步驟1)在反應釜中加入聚氨酯改性聚酯樹脂、間苯不飽和聚酯樹脂、降粘稀釋劑、消泡劑、固化劑、乙烯基三乙氧基矽烷(a-151)偶聯劑等助劑，引發聚合併控制單體轉化率；高速攪拌下加入經過或不經過偶聯劑處理過的氧化鉛、選擇預聚體：氧化鉛的質量比為1.0：4.0，然後進行真空脫氣得到漿體；
步驟2)用清洗劑溶液、水衝洗清洗並乾燥不同直徑的物理鋼化或化學鋼化處理過的矽酸鹽玻璃管道；
步驟3)將第一直徑管道7、第二直徑管道8疊套在一起組成一組疊套管道；
步驟4)將一個或多個20-40mm高的上彈性橡膠密封圈11的u形環槽1分別罩在每組疊套的管道的上端並壓入，將上彈性橡膠密封圈11的第一軟管2、第二軟管3分別與輸送漿體的膠管4和抽真空的排氣管5相連接，成為下道工序(注漿和抽真空)的通道；
步驟5)將一個或多個20-40mm高的下彈性橡膠密封圈的u形環槽1罩在一組疊套管道的下端並壓入，起到封閉管道下端夾層間隙的封底作用；
步驟6)注漿：將漿體通過第一軟管2緩慢注入以上管道的夾層，直至注滿夾層；
步驟7)排泡：經第二軟管3通過真空泵對以上管道夾層抽真空約1-20分鐘，負壓排除夾層中漿體的氣泡，然後緩慢減少負壓直至常壓；
步驟8)固化：常溫常壓下靜置固化得到聚合物中間層10，然後拆除步驟4)和步驟5)所罩的上彈性橡膠密封圈11和下彈性橡膠密封圈9，得到夾層物理鋼化或化學鋼化的矽酸鹽玻璃管道。
實施例4
改變屏蔽放射性功能粉末、無機改性粉末、預聚體配比，將以上實例中第一直徑管道7和第二直徑管道8都是無機材料管道改變為無機材料管道與塑料管道或玻璃鋼管道，其它操作與實例1、實例2或實例3基本相同。
實施例1-4的測試結果見下表1。
表1配比變化時防輻射夾層管道的比鉛當量和線性衰減係數
從表1的結果可知，屏蔽放射性功能粉末和無機改性粉末的質量比在一個較寬的範圍內的變化，防輻射夾層管道的比鉛當量和對應不同輻射的線性衰減係數也發生變化，一定程度上彌補單一元素「弱吸收區」的缺陷，其中的含硼粉末的加入，有利於對中子的吸收，擴大了輻射防護的範圍。結合測試例二可知，預聚體和無機改性粉末的質量比的變化，使防輻射夾層管道的最高衝擊能量和最高衝擊強度分別為271焦耳和137.5kj/m2，提高了135.5倍和102.5倍。
測試例一
對製備的以上防輻射夾層管道進行性能測試。
用xγ射線空氣比釋動能(防護水平)標準裝置，經100kv準直x射線輻射束檢測，樣品玻璃管規格為外徑32mm、內徑29mm和外徑22mm、內徑19mm，中間層3mm，測得該防輻射夾層管道的最高的比鉛當量為0.87mmpb。
測試例二
用微機萬能材料試驗機(rgtest控制系統)，測量試樣的抗折性能，跨距＝3×壓頭直徑×試樣直徑，加載速度為0.5mm/min；用zbc2000擺錘衝擊試驗機測量試樣的抗衝擊性能，跨距為40mm，衝擊速度為5.2m/s。
數據處理方法
彈性模量按公式e＝σ/ε(mpa)計算，
其中σ為應力/mpa；ε為應變。
應力按公式σ＝f/s(mpa)計算，
其中f為破壞載荷/kn；s為截面積(以外層管道的外直徑計算截面積)/m2。
應變按公式ε＝dl/l，其中dl為位移/m；l為外層管道的外直直徑/m。衝擊強度按公式a＝w/s(kj/m2)，其中w為衝擊能量/j；s為截面積(以外層管道的外直徑計算截面積)/m2。以防輻射夾層玻璃管道為例：
如圖5-6所示，所用玻璃管規格均為外徑10mm、內徑7mm和外徑6mm、內徑4mm，聚合物中間層為二甲氧基改性矽烷聚醚改性樹脂中添加了不同比例的鈦白粉。夾層前，玻璃管的破壞載荷、衝擊能量和衝擊強度分別為0.157kn，0.32焦耳，1.997kj/m2；夾層後，玻璃管的破壞載、衝擊能量和衝擊強度的峰值為分別0.613kn，0.87焦耳和3.9kj/m2。
如圖7所示，所用玻璃管規格均為外徑32mm、內徑29mm和外徑22mm、內徑19mm，中間層為不同聚合物並添加了相同比例經偶聯劑處理過的氧化矽粉末；比較夾層前後，管道的彈性模量提高了25％。
如圖8所示，所用玻璃管的直徑不同，但中間層厚度、材料和玻璃管壁厚均相同；如管徑50mm的單層石英玻璃管，實驗測得，夾層前，衝擊能量為2焦耳，衝擊強度為1.34kj/m2，經過pvb夾層加工操作之後，其最高衝擊能量和最高衝擊強度分別為271焦耳和137.5kj/m2，提高了135.5倍和102.5倍。