CN103612421A - 玻璃钢/聚烯烃复合内衬管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻璃钢/聚烯烃复合内衬管及其制作方法,包括聚烯烃内层和玻璃钢外层,所述聚烯烃内层和玻璃钢外层之间通过粘结剂复合成整体;其中,所述聚烯烃内层由重量百分比为5%~50%玻璃纤维增强50%~95%聚烯烃树脂并通过注塑成型工艺制得,所述玻璃钢外层由浸渍热固性树脂胶的玻璃纤维纱通过缠绕成型工艺在聚烯烃内层外表面直接制得。本发明提供的玻璃钢/聚烯烃复合内衬的重量为同规格钢制内衬管的25%,使托辊的运输、安装和维护更加便捷,运转更加节能。
Description
技术领域
本发明涉及托辊技术领域,特别是涉及一种玻璃钢/聚烯烃复合内衬管及其制作方法。
背景技术
目前带式输送机使用的带内衬托辊主要有橡胶托辊和弹性体托辊,无论是橡胶托辊还是弹性体托辊所使用的内衬都是以钢制内衬为主,钢制内衬托辊存在的共同问题是托辊笨重,而且加工复杂,需要车止口和焊接轴承座与钢制内衬。塑料内衬托辊虽然解决了钢制内衬托辊笨重和加工复杂这些问题,但是也带来了新问题——抗弯强度不足。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提出一种玻璃钢/聚烯烃复合内衬管,以降低内衬管的重量,提高内衬管的抗弯强度,改善其加工性能。
基于上述目的,本发明提供的玻璃钢/聚烯烃复合内衬管包括聚烯烃内层和玻璃钢外层,所述聚烯烃内层和玻璃钢外层之间通过粘结剂复合成整体;
其中,所述聚烯烃内层由重量百分比为5%~50%玻璃纤维纱增强50%~95%聚烯烃树脂,并通过注塑成型工艺制得,所述玻璃钢外层由浸渍热固性树脂胶的玻璃纤维纱通过缠绕成型工艺在聚烯烃内层外表面直接制得。
较佳地,所述玻璃纤维纱为表面经γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷改性的无碱玻璃纤维纱。
可选地,所述聚烯烃树脂选自聚丙烯、聚乙烯和聚氯乙烯中的至少一种。
较佳地,所述玻璃钢外层由以下原料按照各重量百分比组成:20%~40%环氧树脂、10%~25%酚醛树脂、20%~40%玻璃纤维纱、5%~10%邻苯二甲酸二丁酯、2%~5%乙二胺、5%~15%碳酸钙和2%~5%丙酮。
可选地,所述聚烯烃内层的内表面沿内衬管的轴向设置有加强筋。
可选地,所述聚烯烃内层的端部设置有止口。
本发明还提供了一种制作所述玻璃钢/聚烯烃复合内衬管的方法,包括以下步骤:
按重量配比将玻璃纤维纱和聚烯烃树脂在200~260℃的加工温度下通过双螺杆造粒生产线加工成玻纤增强聚烯烃粒料,然后将所述玻纤增强聚烯烃粒料在50~80℃的烘箱中干燥1~3小时,最后在200~260℃的注塑温度下将烘干的玻纤增强聚烯烃粒料通过注塑机加工成聚烯烃内层;
在所述聚烯烃内层的外表面涂覆粘接剂,然后将其置于玻璃钢缠绕机的模架上;
按重量配比将环氧树脂、酚醛树脂、邻苯二甲酸二丁酯、乙二胺、碳酸钙和丙酮在浆式搅拌机上混合均匀得到热固性树脂胶,再将玻璃纤维纱浸渍热固性树脂胶;接着通过缠绕机将浸渍了热固性树脂胶的玻璃纤维在聚烯烃内层的外表面进行来回交叉缠绕,使聚烯烃内层的外表面形成玻璃钢外层;最后,将整个内衬管从缠绕机的模架上取下,20~30℃固化5~10小时后即得到玻璃钢/聚烯烃复合内衬管。
可选地,将浸渍了热固性树脂胶的玻璃纤维按与转动轴成30~70度的缠绕方向进行来回交叉缠绕,在聚烯烃内层的外表面形成玻璃钢外层,所述聚烯烃内层与玻璃钢外层的厚度之比为1:1~5。
优选地,所述粘接剂为热熔胶。
从上面所述可以看出,本发明提供的玻璃钢/聚烯烃复合内衬的重量为同规格钢制内衬管的25%,使托辊的运输、安装和维护更加便捷,运转更加节能。所述玻璃钢/聚烯烃复合内衬管的内表面设计了加强筋,而且所用聚合物材料都经玻璃纤维增强改性,尤其在玻璃钢外层的作用下,使得本发明提供的内衬管具有良好的抗弯强度,与同规格钢制内衬管的抗弯强度基本一致,为塑料内衬管抗弯强度的4倍,可以明显改善其加工性能。所述玻璃钢/聚烯烃复合内衬管的两端还设计了止口,使得托辊的轴承座和内衬管可以通过镶嵌固定,改善了托辊的加工性能。
附图说明:
图1为本发明实施例玻璃钢/聚烯烃复合内衬管的横向剖面图;
图2为本发明实施例玻璃钢/聚烯烃复合内衬管的纵向剖面图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
本发明提供的玻璃钢/聚烯烃复合内衬管包括聚烯烃内层和玻璃钢外层,所述聚烯烃内层和玻璃钢外层之间通过粘结剂复合成整体;
其中,所述聚烯烃内层由重量百分比为5%~50%玻璃纤维增强50%~95%聚烯烃树脂并通过注塑成型工艺制得,所述玻璃钢外层由浸渍热固性树脂胶的玻璃纤维纱通过缠绕成型工艺在聚烯烃内层外表面直接制得。
可选地,所述玻璃纤维为表面经γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷改性的无碱玻璃纤维纱。
可选地,所述聚烯烃树脂选自聚丙烯、聚乙烯和聚氯乙烯中的至少一种。
较佳地,所述玻璃钢外层由以下原料按照各重量百分比组成:20%~40%环氧树脂、10%~25%酚醛树脂、20%~40%玻璃纤维纱、5%~10%邻苯二甲酸二丁酯、2%~5%乙二胺、5%~15%碳酸钙和2%~5%丙酮。
参见图1和图2,分别为本发明实施例玻璃钢/聚烯烃复合内衬管的横向剖面图和纵向剖面图,所述玻璃钢/聚烯烃复合内衬管包括聚烯烃内层2和玻璃钢外层1,所述聚烯烃内层2和玻璃钢外层1之间通过粘结剂3复合成整体。进一步地,所述聚烯烃内层2的内表面沿内衬管的轴向设置有加强筋4,所述聚烯烃内层2的端部设置有止口5。所述聚烯烃内层2及其内表面的加强筋4均可由重量百分比为5%~50%玻璃纤维增强50%~95%聚烯烃树脂,并通过注塑成型工艺制得。优选地,所述聚烯烃内层2与玻璃钢外层1的厚度之比为1:1~5。需要说明的是,所述聚烯烃内层2的厚度是指除了止口5和加强筋以外的聚烯烃内层2的厚度。
本发明还提供了一种制作所述玻璃钢/聚烯烃复合内衬管的方法,作为本发明的一个实施例,所述玻璃钢/聚烯烃复合内衬管的具体制作方法如下:
1.按重量百分配比将15%玻璃纤维纱和85%聚丙烯树脂在230℃的加工温度下通过双螺杆造粒生产线加工成玻纤增强聚丙烯粒料;然后将所述玻纤增强聚丙烯粒料在60℃的烘箱中干燥2小时;最后在220℃的注塑温度下将烘干的玻纤增强聚丙烯粒料通过注塑机加工成内侧有加强筋和止口的聚烯烃内层。
2.在所述聚烯烃内层的外表面均匀地涂覆一层热熔胶,然后将其置于玻璃钢缠绕机的模架上。
3.按重量配比将35%环氧树脂、12%酚醛树脂、6%邻苯二甲酸二丁酯、3%乙二胺、6%碳酸钙和3%丙酮在浆式搅拌机上混合均匀得到热固性树脂胶,然后将35%玻璃纤维纱浸渍热固性树脂胶;接着通过缠绕机将浸渍了热固性树脂胶的玻璃纤维按与转动轴成45度的缠绕方向来回交叉缠绕,在聚烯烃内层的外表面形成玻璃钢外层,其中聚烯烃内层与玻璃钢外层的厚度之比为1:2;最后,将整个内衬管从缠绕机的模架上取下,常温固化8小时后得到玻璃钢/聚烯烃复合内衬管。优选地,所述玻璃纤维为表面经γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷改性的无碱玻璃纤维纱。
需要说明的是,所述35%环氧树脂是指环氧树脂的质量为最后缠绕形成的玻璃钢外层总质量的35%,35%玻璃纤维纱是指玻璃纤维纱的质量为最后缠绕形成的玻璃钢外层总质量的35%,其他原料以此类推,即玻璃钢外层中热固性树脂胶与玻璃纤维纱的质量之比为65:35。
作为本发明的另一个实施例,所述玻璃钢/聚烯烃复合内衬管的具体制作方法如下:
1.按重量百分配比将35%玻璃纤维纱和65%聚乙烯树脂在240℃的加工温度下通过双螺杆造粒生产线加工成玻纤增强聚乙烯粒料;然后将所述玻纤增强聚乙烯粒料在70℃的烘箱中干燥1.8小时;最后在230℃的注塑温度下将烘干的玻纤增强聚乙烯粒料通过注塑机加工成内侧有加强筋和止口的聚烯烃内层。
2.在所述聚烯烃内层的外表面均匀地涂覆一层粘接剂,然后将其置于玻璃钢缠绕机的模架上。
3.按重量配比将38%环氧树脂、11%酚醛树脂、7%邻苯二甲酸二丁酯、4%乙二胺、6%碳酸钙和3%丙酮在浆式搅拌机上混合均匀得到热固性树脂胶,然后将31%玻璃纤维纱浸渍热固性树脂胶;接着通过缠绕机将浸渍了热固性树脂胶的玻璃纤维按与转动轴成40度的缠绕方向来回交叉缠绕,在聚烯烃内层的外表面形成玻璃钢外层,其中聚烯烃内层与玻璃钢外层的厚度之比为1:3.8;最后,将整个内衬管从缠绕机的模架上取下,28℃固化6小时后得到玻璃钢/聚烯烃复合内衬管。优选地,所述玻璃纤维为表面经γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷改性的无碱玻璃纤维纱。
作为本发明的又一个实施例,所述玻璃钢/聚烯烃复合内衬管的具体制作方法如下:
1.按重量百分配比将40%玻璃纤维纱和60%聚氯乙烯树脂在240℃的加工温度下通过双螺杆造粒生产线加工成玻纤增强聚氯乙烯粒料;然后将所述玻纤增强聚氯乙烯粒料在65℃的烘箱中干燥2.3小时;最后在210℃的注塑温度下将烘干的玻纤增强聚氯乙烯粒料通过注塑机加工成内侧有加强筋和止口的聚烯烃内层。
2.在所述聚烯烃内层的外表面均匀地涂覆一层粘接剂,然后将其置于玻璃钢缠绕机的模架上。
3.按重量配比将26%环氧树脂、13%酚醛树脂、8.5%邻苯二甲酸二丁酯、4.5%乙二胺、8%碳酸钙和2%丙酮在浆式搅拌机上混合均匀得到热固性树脂胶,然后将38%玻璃纤维纱浸渍热固性树脂胶;接着通过缠绕机将浸渍了热固性树脂胶的玻璃纤维按与转动轴成50度的缠绕方向来回交叉缠绕,在聚烯烃内层的外表面形成一定厚度的玻璃钢外层,,其中聚烯烃内层与玻璃钢外层的厚度之比为1:4;最后,将整个内衬管从缠绕机的模架上取下,24℃固化8小时后得到玻璃钢/聚烯烃复合内衬管。优选地,所述玻璃纤维为表面经γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷改性的无碱玻璃纤维纱。
如上所述,本发明提供的玻璃钢/聚烯烃复合内衬的重量为同规格钢制内衬管的25%,使托辊的运输、安装和维护更加便捷,运转更加节能。所述玻璃钢/聚烯烃复合内衬管的内表面设计了加强筋,而且所用聚合物材料都经玻璃纤维增强改性,尤其在玻璃钢外层的作用下,使得本发明提供的内衬管具有良好的抗弯强度,与同规格钢制内衬管的抗弯强度基本一致,为塑料内衬管抗弯强度的4倍,可以明显改善其加工性能。所述玻璃钢/聚烯烃复合内衬管的两端还设计了止口,使得托辊的轴承座和内衬管可以通过镶嵌固定,改善了托辊的加工性能。
所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种玻璃钢/聚烯烃复合内衬管,其特征在于,包括聚烯烃内层和玻璃钢外层,所述聚烯烃内层和玻璃钢外层之间通过粘结剂复合成整体;
其中,所述聚烯烃内层由重量百分比为5%~50%玻璃纤维纱增强50%~95%聚烯烃树脂,并通过注塑成型工艺制得,所述玻璃钢外层由浸渍热固性树脂胶的玻璃纤维纱通过缠绕成型工艺在聚烯烃内层外表面直接制得。
2.根据权利要求1所述的玻璃钢/聚烯烃复合内衬管,其特征在于,所述玻璃纤维纱为表面经γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷改性的无碱玻璃纤维纱。
3.根据权利要求1所述的玻璃钢/聚烯烃复合内衬管,其特征在于,所述聚烯烃树脂选自聚丙烯、聚乙烯和聚氯乙烯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的玻璃钢/聚烯烃复合内衬管,其特征在于,所述玻璃钢外层由以下原料按照各重量百分比组成:20%~40%环氧树脂、10%~25%酚醛树脂、20%~40%玻璃纤维纱、5%~10%邻苯二甲酸二丁酯、2%~5%乙二胺、5%~15%碳酸钙和2%~5%丙酮。
5.根据权利要求1所述的玻璃钢/聚烯烃复合内衬管,其特征在于,所述聚烯烃内层的内表面沿内衬管的轴向设置有加强筋。
6.根据权利要求1所述的玻璃钢/聚烯烃复合内衬管,其特征在于,所述聚烯烃内层的端部设置有止口。
7.一种制作根据权利要求1~6中任意一项所述的玻璃钢/聚烯烃复合内衬管的方法,其特征在于,包括以下步骤:
按重量配比将玻璃纤维纱和聚烯烃树脂在200~260℃的加工温度下通过双螺杆造粒生产线加工成玻纤增强聚烯烃粒料,然后将所述玻纤增强聚烯烃粒料在50~80℃的烘箱中干燥1~3小时,最后在200~260℃的注塑温度下将烘干的玻纤增强聚烯烃粒料通过注塑机加工成聚烯烃内层;
在所述聚烯烃内层的外表面涂覆粘接剂,然后将其置于玻璃钢缠绕机的模架上;
按重量配比将环氧树脂、酚醛树脂、邻苯二甲酸二丁酯、乙二胺、碳酸钙和丙酮在浆式搅拌机上混合均匀得到热固性树脂胶,再将玻璃纤维纱浸渍热固性树脂胶;接着通过缠绕机将浸渍了热固性树脂胶的玻璃纤维在聚烯烃内层的外表面进行来回交叉缠绕,使聚烯烃内层的外表面形成玻璃钢外层;最后,将整个内衬管从缠绕机的模架上取下,20~30℃固化5~10小时后即得到玻璃钢/聚烯烃复合内衬管。
8.根据权利要求7所述的玻璃钢/聚烯烃复合内衬管的制作方法,其特征在于,将浸渍了热固性树脂胶的玻璃纤维按与转动轴成30~70度的缠绕方向进行来回交叉缠绕,在聚烯烃内层的外表面形成玻璃钢外层,所述聚烯烃内层与玻璃钢外层的厚度之比为1:1~5。
9.根据权利要求7所述的玻璃钢/聚烯烃复合内衬管的制作方法,其特征在于,所述粘接剂为热熔胶。
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