CN109571994A

CN109571994A - 玻璃钢管道及生产工艺

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Publication number: CN109571994A
Application number: CN201811450348.5A
Authority: CN
Inventors: 向冰; 韩峰; 杨军; 李以钦
Original assignee: Guizhou Southwest Tube Industry Ltd By Share Ltd
Current assignee: Guizhou Southwest Tube Industry Ltd By Share Ltd
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2019-04-05

Abstract

一种玻璃钢管道的生产工艺，具有以下步骤，1)在芯模表面包覆聚酯薄膜；2)在聚酯薄膜表面喷淋一层树脂形成胶衣；3)在胶衣表面缠绕表面毡，缠绕表面毡的过程中继续喷淋树脂，得到表面毡层；4)在表面毡层缠绕针织毡，缠绕完毕后辊压浸透树脂，得到针织毡层；5)在针织毡层上缠绕网格布，聚酯薄膜、胶衣、表面毡层、针织毡层构成内衬层，内衬层经加热固化；6)将无捻粗纱浸透树脂，缠绕在内衬层上，形成兜砂内层，然后在兜砂内层表面均匀布设石英砂，辊压完毕后继续缠绕浸透树脂的无捻粗纱，形成兜砂外层，兜砂外层包覆聚酯薄膜；7)固化，待步骤6)管道的巴氏硬度大于35BH后，停止固化，对管道端口进行修整，脱模，得到玻璃钢管道。

Description

玻璃钢管道及生产工艺

技术领域

本发明涉及玻璃钢管道生产领域，特别涉及一种玻璃钢管道及生产工艺。

背景技术

玻璃钢管道由于在耐腐蚀性、能耗、运输、安装、防渗性以及管材的抗冻性和价格等方面的优势，比钢管、球墨铸铁管、PE管等传统管道更具有竞争力。近年来，玻璃钢管道产品已经成为我国玻璃钢行业发展最快的产品。我国从70年代开始生产玻璃钢管道，经过30多年的发展，玻璃钢管道行业经历了由小到大、由手工制作到自动化生产的发展过程。在原材料、制造设备、工艺技术、结构设计、质量管理、标准化等方面取得了长足的进步，市场占有率不断提高，新产品新技术不断涌现。尤其是近年来，玻璃钢管道的应用越来越广泛，显示了玻璃钢管道的巨大的应用潜力，市场前景十分乐观。

然而，同玻璃钢产业发达的意大利、挪威、英国等国家相比，我国的玻璃钢管道产业在各个方面都还存在差距。从生产工艺上看，目前，国内生产厂家大多采用离心浇铸等落后工艺生产加工玻璃钢管道，普遍存在材料浪费、生产环境差、效率较低等缺点，生产工艺的落后影响了玻璃钢管道制品的进一步推广和发展。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种玻璃钢管道及生产工艺，其步骤简单、加工效率高，减少人力和材料的浪费，在减重的前提下还有效提高了玻璃钢管道的抗压强度和耐磨性能，避免分层现象，有效延长了玻璃钢管道的使用寿命。

本发明的技术方案是：一种玻璃钢管道的生产工艺，具有以下步骤，

1)在玻璃钢芯模表面包覆聚酯薄膜，聚酯薄膜的厚度为30-50μm；

2)在聚酯薄膜表面喷淋一层树脂，形成胶衣；

3)在胶衣表面缠绕表面毡，缠绕表面毡的过程中继续喷淋树脂，使表面毡的树脂含量为90-92％，得到表面毡层；

4)在表面毡层缠绕针织毡，缠绕完毕后辊压浸透树脂，得到针织毡层，针织毡层的树脂含量为65-75％；

5)在针织毡层上缠绕网格布，聚酯薄膜、胶衣、表面毡层、针织毡层构成内衬层，内衬层经加热固化；

6)准备无捻粗纱、石英砂，无捻粗纱浸透树脂，缠绕在内衬层上，形成兜砂内层，然后在兜砂内层表面均匀布设石英砂，辊压完毕后继续缠绕浸透树脂的无捻粗纱，形成兜砂外层，兜砂外层包覆聚酯薄膜；

7)固化，待步骤6)管道的巴氏硬度大于35BH后，停止固化，对管道端口进行修整，脱模，得到玻璃钢管道。

步骤1)中聚酯薄膜的包覆方法为，搭配使用200mm与50mm宽的聚酯薄膜带，在玻璃钢芯模表面从一端向另一端缠绕，聚酯薄膜带之间的搭接宽度为10-20mm。

步骤2)中所述树脂，为通用型邻苯树脂或间苯树脂，添加有2-3wt％的固化剂，固化剂为过氧化甲乙酮，添加有≤2wt％的促进剂，促进剂为环烷酸钴。

步骤3)中表面毡为聚酯表面毡或玻璃毡。

步骤5)所述网格布为化纤网格布，拉伸强度≥2kg/cm，网眼直径为1.5mm-2.5mm且分布均匀。

步骤5)所述加热固化，是通过远红外线烘烤，加热温度为60-80℃，加热时间为10-20min。

步骤6)所述无捻粗纱为1200tex或2400tex或4800tex内退型无捻纱，所述石英砂由质量分数为≥97％的SiO₂、≤3％的CaCO₃、余量为杂质组成，石英砂小于30目占比≤5％，30-60目≥80％，60-90目≤20％。

步骤7)所述固化，是通过远红外进行加热，固化过程中，控制玻璃钢管道缠绕设备转动，转速为5-15r/min。

采用上述技术方案具有以下有益效果：

1、本发明生产工艺，在玻璃钢芯模表面包覆厚度为30-50μm的聚酯薄膜，避免玻璃钢管道内衬直接与玻璃钢芯模表面接触形成粘附，方便玻璃钢管道与玻璃钢芯模分离，避免使用其他脱模剂，还有效降低了生产成本。若聚酯薄膜低于或高于30-50μm之间，会导致脱模分离困难，影响制品质量。

2、本发明生产工艺，在针织毡层上缠绕网格布，将内衬层内的气泡赶出，同时有效保证内衬层均匀、平整、致密，有效提高内衬层的结构强度并保证内衬层的质量。

3、制备得到的内衬层经加热固化经过加热固化，加热温度为60-80℃，加热时间为10-20min，60-80℃是内衬层使用的树脂硬化最佳温度，低于此温度内衬层的强度成型慢，不利于企业提高生产效率，高于此温度内衬层容易炭化，导致内衬层破坏或强度降低。

4、本发明内衬层的胶衣、表面毡层、针织毡层含有相同组分的树脂，使内衬层塑性好、耐高温，且具有接近的膨胀系数，有效防止内衬层分层，保证玻璃钢管道的使用强度和使用寿命。

5、本发明生产工艺在内衬层表面缠绕一层由无捻粗纱和石英砂组合构成的夹砂层，提高玻璃钢管道的刚度和抗压强度，并有效减轻了玻璃钢管道的重量，使采用本发明生产工艺加工制备的玻璃钢管道适用环境广，玻璃钢管道的使用寿命长。

下面结合具体实施方式作进一步的说明。

具体实施方式

本发明中，使用的配套设备，如玻璃钢芯模、玻璃钢管道缠绕设备均为生产玻璃钢管道的常规设备。使用的材料中，

无捻粗纱(1200tex、2400tex、4800tex)

表面毡选用玻璃毡

针织毡

邻苯树脂(通用型)

A)外观：用肉眼观察为透明液体、无杂质、无分层等异状

B)粘度(25℃)：350～600厘泊或指定指标

C)酸值：该牌号指定值±4.5(mgKOH/g)

D)凝胶时间(25℃)：8～25min(100g树脂加钴促进剂＜2％，加固化剂2％～3％)

E)固体含量：该牌号指定值±3.5％

G)浇铸体性能

a)巴氏硬度：＞35BH

b)热变形温度：＞60℃

c)断裂延伸率：＞1.2％

d)体积收缩率：≤9％。

间苯树脂(通用型)

A)外观：用肉眼观察为透明液体、无杂质、无分层等异状

B)粘度(25℃)：350～550厘泊或指定指标

C)酸值：该牌号指定值±4.5(mgKOH/g)

D)凝胶时间(25℃)8～25min(100g树脂加促进剂＜2％，加固化剂2％～3％)

E)固体含量：该牌号指定值±3.5％

F)浇铸体性能

a)巴氏硬度：>35BH

b)热变形温度：>85℃

c)断裂延伸率：≥2％

d)体积收缩率：≤8％

e)与针织毡的匹配性试验:手糊板在常温下固化后，80℃烘2小时，要求无严重发白现象。

固化剂：过氧化甲乙酮

a)外观：无色透明液体

b)活性氧含量：9-11％

c)对比实验：实验结果为已知条件±30％为合格。促进剂：环烷酸钴

a)外观：均匀，不含悬浮性固体，紫色澄清液体

b)钴离子含量：≥0.6％。

网格布

a)拉伸强力：≥2kg/cm

b)面密度：≤54g/m²

c)外观:无污染

d)网眼1.5mm～2.5mm整齐一致

e)两边都有织边,无漏织

f)轴的长度与网格布宽度相等

g)包装要求防潮

h)宽度：220mm～230mm

i)湿含量：≤0.15％。

石英砂

b)湿含量≤0.2％

c)Fe₂O₃含量≤0.06％。

聚酯薄膜

a)外观：透明膜，表面不能有皱纹

b)密度：指定值±1.0mm

c)溶解性：在苯乙烯中放置30分钟，重量变化≤1％

d)熔点：≥150℃

e)车间生产试用：缠绕时不能拉断和脱模时不沾，能顺利脱模。

实施例一

当室温低于20℃时，开启树脂泵温度控制调节器调节范围25℃-30℃，或室内保持18℃以上。

准备制衬所需的枪头、葫芦、弯头等工具并检查通畅情况。检查固化剂泵流量是否与混合室小样相符。

模具准备

a检查模具轴头是否松动、开焊。

b检查模具是否偏心(偏心量控制在：DN300-DN800，不大于3mm；DN800以上不大于5mm)。

c模具的光滑度，不光洁时一定要打蜡，承口变径处树脂胶滴及时清理。

d模具承口、插口处的切刀槽滑石粉腻子补平，筒体不平处用原子灰补平，不能有凹凸不平情况。

1)

一般常用200mm与50mm宽的聚酯薄膜合用，根据管径的不同也可选用不同宽度的聚酯薄膜使用，把小车开到机尾，把200mm宽的聚酯薄膜安到小车上，从尾部向机头缠绕，其搭接宽度一般为1-2cm，在机头一端用手拿50mm宽的聚酯薄膜向机尾缠，因承口处有2处变径，故缠时一定要拽紧，使聚酯薄膜无褶皱、松动，缠绕完毕后，用胶带纸粘住，无褶皱、无松动。

2)

用树脂枪在聚酯薄膜表面上淋一层混流均匀、高固化剂含量的树脂(固化剂含量为2-3％)，形成胶衣，其密度符合设计要求，树脂不要淋到模具头上，另树脂枪的弯头处不能漏树脂。

3)

在胶衣表面缠绕玻璃毡，得到表面毡层，具体方式为，自机头向机尾缠绕玻璃毡，在缠绕玻璃毡时要继续淋树脂，使玻璃毡树脂含量控制在90％-92％，玻璃毡要缠均匀，张力适中，无褶皱，无污染，无破损。另外，承、插口要上网格布各宽400mm。

4)

缠完玻璃毡后，小车由机尾向机头移动，继续淋树脂，把针织毡由机尾模具200mm处缠向机头直至模具工作面，缠绕完后用压辊滚压，使针织毡充分浸透，树脂含量控制在70％左右，得到针织毡层。

5)

网格布在小车上缠，上网格布时应将网格布展平、且有一定张力以便把气泡赶出，网格布张力是靠架子上的两个轴片磨擦提供的，一般是均衡力，不会出现有地方松弛、有地方紧，搭接宽度为1-2mm。缠完网格布后用压辊压一遍，以便充分脱泡，均匀密度，得到内衬层。

5)制衬完毕后，用天车把带衬的模具吊到固化站，以红外线烘烤加快固化，加热温度为60-80℃，加热时间为10-20min。

6)

无捻粗纱：由数百和数拾股原丝浸润合股成粗纱，本实施例中用的为1200tex、2400tex、4800tex内退型无捻纱。石英砂：SiO₂>97％,CaCO₃<3％,H₂O<0.2％,Fe₂O₃<0.06％，20-30目小于5％，30-60目不小于80％，60-90目不大于20％，也可根据用户需求而选用不同粒度的石英砂。石英砂中不能含有易吸水的物质，如氧化钙等。

7)

检查设备是否运转正常，并准备工具。检查内衬是否光滑平整，无疙瘩，无污染，固化均匀。检查固化剂是否流畅，以及固化剂流量是否和混合室小样一致。测砂量：加砂量、小车速度、传递带速关系调整适当，其关系为：缠绕小车档位已定，测量出加砂车完成一个工作程序所需时间为T，设计表所给每层加砂重量为G，单位时间的砂量为W＝G/T。

8)

调整好无捻粗纱的张力，穿好纱，注好树脂，在内衬层上缠绕兜砂内层，具体的，兜砂内层由内环向层和内交叉层构成，内环向层和内交叉层的树脂含量要高，不能有架空、末浸透的纱线。

9)

加砂时石英砂要均匀加上，以保证浸润效果，避免出现漏砂、干砂，布设石英砂完毕后，辊压，然后调整好无捻粗纱的张力，穿好纱，注好树脂，缠外兜砂外层，兜砂外层由外环向层和外交叉层构成，纱线排布均匀，无纱结、无杂质。兜砂外层缠绕聚酯薄膜，张力要均匀。

10)

吊装平稳迅速减少树脂滴淋进行固化，固化过程中，控制玻璃钢管道缠绕设备转动，转速为5-15r/min，至固化完毕，固化完毕的检测标准为，包括眼、手摸、用金属棒敲打及巴氏硬度测量，如果用手摸时感觉发粘、发软则末完全固化，需继续固化，如果管道有环状末固完全带或段状末固完全带，则需继续固化；如果用金属棒敲打时响声清脆，则固化程度比较好；如果测得的巴氏硬度低于35，则表明固化不完全。

11)

准备树脂、固化剂、丙酮、石蜡液、毛刷、容器及计量用具、油漆等。

检查修整机头与机尾是否错位，模具的偏心及安全情况，机头的运转情况。

检查控制柜各部件是否正常。

检查切、磨刀的安装及磨损情况。

检查脱模机组各部分是否正常工作。

检查吊装工具及天车的工作情况。

检查吸尘装置是否正常。

12)

将管道外层的聚酯薄膜剥离，测量承口厚度、插口毛坯宽、厚度及筒体壁厚是否符合要求。

13)

固定固化完成且剥离聚酯薄膜的管道，将切割机头移至承口处，定位后，开启切割机，使切刀高速运转，开启吸尘装置，同时启动芯模缓慢转动，进刀至要求位置进行切割，切割完毕，将机头退归原位，并将风机关闭。

14)

切割完毕后，同时开启风机和磨刀，磨刀给进速度不宜过快，用点动式缓慢进刀，要求进刀量偏差不大于0.2mm。

15)

磨削加工完成后，用配置好乙烯基树脂将插口平面和密封槽封闭，涂刷方向与磨削方向相反，涂刷一遍后，立即顺磨削方向刷一遍。

16)

按普通工艺脱模，并将管内聚酯薄膜清理干净。经标定、检测后，得到玻璃钢管道成品。

经申请人试验验证，得到的玻璃钢管道性能如下表：

Claims

1.一种玻璃钢管道的生产工艺，其特征在于，具有以下步骤，

2)在聚酯薄膜表面喷淋一层树脂，形成胶衣；

2.根据权利要求1所述的玻璃钢管道的生产工艺，其特征在于，步骤1)中聚酯薄膜的包覆方法为，搭配使用200mm与50mm宽的聚酯薄膜带，在玻璃钢芯模表面从一端向另一端缠绕，聚酯薄膜带之间的搭接宽度为10-20mm。

3.根据权利要求1所述的玻璃钢管道的生产工艺，其特征在于，步骤2)中所述树脂，为通用型邻苯树脂或间苯树脂，添加有2-3％wt的固化剂，固化剂为过氧化甲乙酮，添加有≤2％的促进剂，促进剂为环烷酸钴。

4.根据权利要求1所述的玻璃钢管道的生产工艺，其特征在于，步骤3)中表面毡为聚酯表面毡或玻璃毡。

5.根据权利要求1所述的玻璃钢管道的生产工艺，其特征在于，步骤5)所述网格布为化纤网格布，拉伸强度≥2kg/cm，网眼直径为1.5mm-2.5mm且分布均匀。

6.根据权利要求1所述的玻璃钢管道的生产工艺，其特征在于，步骤5)所述加热固化，是通过远红外线烘烤，加热温度为60-80℃，加热时间为10-20min。

7.根据权利要求1所述的玻璃钢管道的生产工艺，其特征在于，步骤6)所述无捻粗纱为1200tex或2400tex或4800tex内退型无捻纱，所述石英砂由质量分数为≥97％的SiO₂、≤3％的CaCO₃、余量为杂质组成，石英砂小于30目占比≤5％，30-60目≥80％，60-90目≤20％。

8.根据权利要求1所述的玻璃钢管道的生产工艺，其特征在于，步骤7)所述固化，是通过远红外进行加热，固化过程中，控制玻璃钢管道缠绕设备转动，转速为5-15r/min。

9.采用权利要求1-8任一所述的生产工艺制备的玻璃钢管道。