CN103486347A - 保温复合玻璃钢管及其成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种保温复合玻璃钢管，是由玻璃钢管构成，玻璃钢管从内至外设有内缠绕层、保温层、外保护层，内缠绕层由环向玻璃纤维纱和纵向玻璃纤维纱交叉铺设而成，保温层为泡沫胶粒涂敷在内缠绕层外壁上固化而成，外保护层为与玻璃钢管的轴线呈一夹角a的金属带缠绕在保温层外壁上形成。本发明同时还提供了该保温复合玻璃钢管的成型工艺，是以树脂为基料，玻璃纤维纱为增强料制得玻璃钢内缠绕层，再分别制得保温层、外保护层，从而制得本发明。本发明在管中采用内缠绕层增强致密，并利用保温层中间隔热，在外表利用金属带均匀缠绕，使得内外结合力大大增强，特别适用于城市建设中深埋地下的液体输送管道。

Description

保温复合玻璃钢管及其成型工艺
技术领域
本发明涉及一种玻璃钢管，尤其涉及一种多层复合的玻璃钢管成型工艺及由该工艺制得的玻璃钢管，属于纤维树脂复合技术领域。
背景技术
玻璃钢管多用于埋地使用，受覆土、地面动载荷以及管内真空负压等影响，容易产生挠曲变形，同时受湿冷环境的影响，其保温效果也差。而纯玻璃钢管道的阻燃、抗静电、刚度均较弱。要提高管道的刚度、抗静电性能，一般采用三种方式：一是单纯提高管道的壁厚，这种方法虽然可以延长使用时间，但是不经济；二是在管体增设加强筋，从而保证管道壁厚满足内压的要求；三是在玻璃钢管内壁增设钢丝网作为内衬层。后两种方式对管道制作工艺要求较高，也起不到较好的保温效果。因此，人们迫切期望一种保温性能好、抗静电、抗压性好的玻璃钢管问世。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明提供一种纤维树脂复合增强型玻璃钢管及其成型工艺，以实现玻璃钢管抗静电、抗压、保温性能好、使用寿命长的目的。
为实现上述目的，本发明提供一种保温复合玻璃钢管，由玻璃钢管构成，玻璃钢管从内至外设有内缠绕层、保温层、外保护层，内缠绕层由环向玻璃纤维纱和纵向玻璃纤维纱交叉铺设而成，保温层为泡沫胶粒涂敷在内缠绕层外壁上固化而成，外保护层为与玻璃钢管的轴线呈一夹角a的金属带缠绕在保温层外壁上形成。
进一步地，内缠绕层中环向玻璃纤维纱按管道的圆周分布，纵向玻璃纤维纱与玻璃钢管的轴线平行。
进一步地，保温层为聚氨酯泡沫胶粒固化而成。
进一步地，外保护层中金属带与玻璃钢管的轴线的夹角a为60°～65°。
根据本发明的另一方面，提供一种保温复合玻璃钢管成型工艺，包括如下步骤：
（1）环向玻璃纤维纱和纵向玻璃纤维纱交叉铺设成玻璃钢内缠绕层的步骤；
（2）在内缠绕层外壁涂敷泡沫胶粒后固化成保温层的步骤；
（3）在保温层外壁上与玻璃钢管的轴线呈一夹角a缠绕金属带形成外保护层的步骤。
所述玻璃钢内缠绕层制作工艺，其中玻璃钢是以树脂为基料，玻璃纤维纱为增强料，包括以下步骤：
（1）模具准备、配胶：先在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物，室温下12～24h后至不粘手，刮去树脂混合物腻子；
（2）手糊织物：在树脂混合物上面铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物，即环向玻璃纤维纱，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸渍并排除气泡后，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，即纵向玻璃纤维纱；
（3）缠绕：反复上述过程直至达到所需厚度为止；
（4）固化、脱模、后处理：在温度为60℃～120℃、压力为0.1MPa条件下加热固化成形后冷却至室温，最后脱模得到玻璃钢内缠绕层。
所述树脂混合物采用聚酰胺为固化剂，由55%～69%（重量百分比）的树脂、31%～45%（重量百分比）的聚酰胺组成。
所述树脂为环氧树脂、酚醛树脂中的一种。
表1示出了玻璃钢内缠绕层的制作工艺。
Figure 289852DEST_PATH_IMAGE002
表1
本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明在管中采用内缠绕层增强致密，并利用保温层中间隔热，在外表利用金属带均匀缠绕，使得内外结合力大大增强，特别适用于城市建设中深埋地下的液体输送管道。
本发明具有抗静电、抗压、保温性能好，使用寿命长的优点。
附图说明
图l是本发明的轴向剖面结构示意图；
图2是图1的左视图；
图3是图1中内缠绕层的玻璃纤维纱结构展开图；
图4是图1中保温层的聚氨酯泡沫结构展开图；
图5是图1中外保护层的金属带分布结构展开图。
在上述附图中，1为内缠绕层，2为保温层，3为外保护层，4为环向玻璃纤维纱，5为纵向玻璃纤维纱，6为金属带，a为夹角。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
实施例1
保温复合玻璃钢管，由玻璃钢管构成，如图1～3所示，玻璃钢管从内至外分别为内缠绕层1、保温层2、外保护层3，首先由环向玻璃纤维纱4和纵向玻璃纤维纱5交叉铺设成玻璃丝网，在玻璃丝网上刷树脂，反复上述步骤直至满足玻璃钢的厚度要求，在此基础上进一步加工即可制得内缠绕层1。如图3所示，内缠绕层1中环向玻璃纤维纱4按管道的圆周分布，纵向玻璃纤维纱5与玻璃钢管的轴线平行。
如图4所示，保温层2采用聚氨酯泡沫胶粒为基料，并辅以少量树脂，经混合后涂敷在内缠绕层1外壁上固化而成。
如图5所示，外保护层3为与玻璃钢管的轴线呈62°夹角a的金属带6缠绕在保温层2外壁上形成。
实施例2
保温复合玻璃钢管成型工艺，如表1所示，具体制作流程如下：
模具准备、配胶：先在模具上涂刷由55%（重量百分比）的环氧树脂、45%（重量百分比）的聚酰胺组成的树脂混合物，室温下12h后至不粘手，刮去树脂混合物腻子。
制作内缠绕层：再在其上铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物，即环向玻璃纤维纱，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸渍并排除气泡后，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，即纵向玻璃纤维纱；反复上述过程直至达到所需厚度为止；然后，在温度为60℃、压力为0.1MPa条件下加热固化成形后冷却至室温，脱模后得到玻璃钢内缠绕层。
制作保温层、外保护层：然后在内缠绕层外壁涂敷泡沫胶粒后固化成保温层，最后在保温层外壁上与玻璃钢管的轴线呈60°夹角缠绕金属带形成外保护层，最终完成保温复合玻璃钢管的制作。
实施例3
保温复合玻璃钢管成型工艺，具体制作流程如下：
模具准备、配胶：先在模具上涂刷由60%（重量百分比）的环氧树脂、40%（重量百分比）的聚酰胺组成的树脂混合物，室温下18h后至不粘手，刮去树脂混合物腻子。
制作内缠绕层：再在其上铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物，即环向玻璃纤维纱，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸渍并排除气泡后，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，即纵向玻璃纤维纱；反复上述过程直至达到所需厚度为止；然后，在温度为100℃、压力为0.1MPa条件下加热固化成形后冷却至室温，脱模后得到玻璃钢内缠绕层。
制作保温层、外保护层：然后在内缠绕层外壁涂敷泡沫胶粒后固化成保温层，最后在保温层外壁上与玻璃钢管的轴线呈62°夹角缠绕金属带形成外保护层，最终完成保温复合玻璃钢管的制作。
实施例4
保温复合玻璃钢管成型工艺，具体制作流程如下：
模具准备、配胶：先在模具上涂刷由69%（重量百分比）的环氧树脂、31%（重量百分比）的聚酰胺组成的树脂混合物，室温下24h后至不粘手，刮去树脂混合物腻子。
制作内缠绕层：再在其上铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物，即环向玻璃纤维纱，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸渍并排除气泡后，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，即纵向玻璃纤维纱；反复上述过程直至达到所需厚度为止；然后，在温度为120℃、压力为0.1MPa条件下加热固化成形后冷却至室温，脱模后得到玻璃钢内缠绕层。
制作保温层、外保护层：然后在内缠绕层外壁涂敷泡沫胶粒后固化成保温层，最后在保温层外壁上与玻璃钢管的轴线呈65°夹角缠绕金属带形成外保护层，最终完成保温复合玻璃钢管的制作。
经试验，实施例3中制作工艺制得的保温复合玻璃钢管性能较好，无论是抗压性能，还是抗牵拉性能，与现有技术中的玻璃钢管相比，由于聚氨酯泡沫可与木材、金属和大部分塑料粘接，附着能力非常强，同时采用内缠绕层1增强致密，在外表利用金属带6均匀缠绕，使得内外结合力大大增强。
本发明由于聚氨酯泡沫的强度比天然木材高，其内部间隙，又使得作为中间层的聚氨酯泡沫起到了保温隔热的作用。本发明外保护层3采用金属带6斜向均匀缠绕的方式，保证了良好的抗静电、抗压及抗牵拉性能。因而本发明特别适用于城市建设中深埋地下的液体输送管道。

Claims (8)

1.一种保温复合玻璃钢管，由玻璃钢管构成，其特征在于所述玻璃钢管从内至外设有内缠绕层、保温层、外保护层，所述内缠绕层由环向玻璃纤维纱和纵向玻璃纤维纱交叉铺设而成，所述保温层为泡沫胶粒涂敷在内缠绕层外壁上固化而成，所述外保护层为与玻璃钢管的轴线呈一夹角a的金属带缠绕在保温层外壁上形成。
2.根据权利要求1所述的一种保温复合玻璃钢管，其特征在于：所述内缠绕层中环向玻璃纤维纱按管道的圆周分布，纵向玻璃纤维纱与玻璃钢管的轴线平行。
3.根据权利要求1所述的一种保温复合玻璃钢管，其特征在于：所述保温层为聚氨酯泡沫胶粒固化而成。
4.根据权利要求1所述的一种保温复合玻璃钢管，其特征在于：所述外保护层中金属带与玻璃钢管的轴线的夹角a为60°～65°。
5.制作如权利要求1所述保温复合玻璃钢管的保温复合玻璃钢管成型工艺，包括如下步骤：
环向玻璃纤维纱和纵向玻璃纤维纱交叉铺设成玻璃钢内缠绕层的步骤；
在内缠绕层外壁涂敷泡沫胶粒后固化成保温层的步骤；
在保温层外壁上与玻璃钢管的轴线呈一夹角a缠绕金属带形成外保护层的步骤。
6.根据权利要求5所述的保温复合玻璃钢管成型工艺，其特征在于：所述玻璃钢内缠绕层是以树脂为基料，玻璃纤维纱为增强料制得的，包括以下步骤，
（1）模具准备、配胶：先在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物，室温下12～24h后至不粘手，刮去树脂混合物腻子；
（2）手糊织物：在树脂混合物上面铺贴一层按要求剪裁好的纤维织物，即环向玻璃纤维纱，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸渍并排除气泡后，再涂刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物，即纵向玻璃纤维纱；
（3）缠绕：反复上述过程直至达到所需厚度为止；
（4）固化、脱模、后处理：在温度为60℃～120℃、压力为0.1MPa条件下加热固化成形后冷却至室温，最后脱模得到玻璃钢内缠绕层。
7.根据权利要求6所述的保温复合玻璃钢管成型工艺，其特征在于：所述树脂混合物采用聚酰胺为固化剂，由55%～69%（重量百分比）的树脂、31%～45%（重量百分比）的聚酰胺组成。
8.根据权利要求6所述的保温复合玻璃钢管成型工艺，其特征在于：所述树脂为环氧树脂、酚醛树脂中的一种。
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