CN101713477B - 具有增强层的玻璃纤维增强聚丙烯复合管 - Google Patents

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Abstract

本发明属于耐温、耐压、耐腐蚀的流体输送非金属复合管，特别是一种具有增强层的玻璃纤维增强聚丙烯复合管，由玻璃短纤维、偶联剂和无规共聚聚丙烯混合料构成的内芯管，其表面上设置着等离子处理层，在等离子处理层上附着着底涂料层，在底涂料层上附着着界面粘结剂层，在内芯管的界面粘接剂层面上缠绕着由耐温树脂浸润的玻璃纤维缠绕固化增强层。本发明不仅耐高温、防渗漏、耐腐蚀性能好，而且管道耐压性能好，内芯管与增强层结合牢固，管道强度高，使用范围广。可以应用在化工、石油、食品、饮用水、供暖、供气等多个耐温、耐压要求高的领域。

Description

具有增强层的玻璃纤维增强聚丙烯复合管
技术领域
本发明属于耐温、耐压、耐腐蚀的流体输送非金属复合管，特别是一种具有增强层的玻璃纤维增强聚丙烯复合管。
背景技术
现有的玻璃钢复合管管芯的材料为聚氯乙烯PVC，其维卡软化温度为80度，该种管材的长期使用温度约比芯管维卡软化温度低30度，使用温度为50度，其耐温性能较低。目前，国内生产的非金属复合管远不能适应长期工作耐温100℃的管道要求。另外，玻璃钢复合管的结构由芯管和玻璃钢增强层构成，在温度较高的工作环境下，内芯管与增强层容易脱离，一旦脱离就会造成内芯管变形，造成管道损坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有增强层的玻璃纤维增强聚丙烯复合管，不仅耐高温、防渗漏、耐腐蚀性能好，而且管道耐压性能好，内芯管与增强层结合牢固，管道强度高，使用范围广。
本发明的目的是这样实现的：一种具有增强层的玻璃纤维增强聚丙烯复合管，由玻璃短纤维、偶联剂和无规共聚聚丙烯混合料构成的内芯管，其表面上设置着等离子处理层，在等离子处理层上附着着底涂料层，在底涂料层上附着着界面粘结剂层，在内芯管的界面粘接剂层面上缠绕着由耐温树脂浸润的玻璃纤维缠绕固化增强层。
本发明的内芯管采用玻璃短纤维经过偶联剂处理后，添加在无规共聚聚丙烯(简称PPR)材料中，混合后经过挤出工艺制得内芯管(简称FRPPR)。该内芯管具有耐高温、防渗漏、耐腐蚀和密封性能好的优点。在内芯管表面进行打磨使表面粗化，然后进行等离子处理，使表面张力由30-34达因提高到70达因，有效地提高了内芯管表面的粘接性能。在等离子处理层上附着着底涂料层，待干燥后，再将界面粘结剂均匀地涂敷在底涂料层上。其作用是增强内芯管与增强层的粘接强度，保证在使用过程中，内芯管与增强层粘接牢固，不能脱离。增强层是采用耐温树脂浸润玻璃纤维缠绕在涂有界面粘接剂的内芯管表面上，根据使用要求的压力来设计缠绕角度和缠绕层数进行缠绕，然后进行加温固化形成增强层，增强层使管道的耐压性能显著增强。待管道完全固化后，进行定尺寸切割、磨锥度、粘结接头、翻边、修整、试压检验完成成品管生产。
附表1为本发明复合管与聚氯乙烯复合管物理性能的比较表。
  物理性能   单位   聚氯乙烯复合管   本发明复合管
  拉伸强度   MPa   35-50   60-72
  断裂延伸率   ％   5-15   7-9
  弯曲增强   MPa   60-80   75-85
  弯曲弹性模量   MPa   2600   1500-3000
  缺口冲击强度   KJ/m2   8-10   11-14
  热变形温度   ℃   83   150
  长期工作温度   ℃   50   110
  轴向拉伸强度   MPa   160   180
  线膨胀系数   -   2.5-4   7
  长期工作温度   ℃   -20-50   -20-110
附表2为本发明复合管产品耐腐蚀使用条件表。
  腐蚀介质   浓度   最高使用温度   腐蚀介质   浓度   最高使用温度   腐蚀介质   浓度   最高使用温度
  硫酸   80％   80℃   氨水   80℃   硝酸   50％   60℃
  高锰酸钾   60℃   过磷酸钙   100℃   乙酸(醋酸)   80％   60℃
  盐酸   36％   100℃   磷酸   85％   100℃   硬脂酸   50℃
  油酸   50℃   硫酸钠   100℃   硝酸铵   100％   100℃
  氯化钙   100℃   丙酮   25℃   漂白剂   80℃
  氢氧化钠   70％   100℃   酒及酒精   60℃   硝酸亚铁   100℃
  甘油   60℃   硝酸银   60℃   硫化氢   50℃
  乙醇   100℃   甲醇   80℃   硫磺   80℃
  一氧化碳   80℃   二氧化碳   80℃   氯化石蜡   65℃
  石油醚   20℃   海水   100℃   葡萄糖   100℃
  醋   60℃   润滑油   50℃   煤油   50℃
  柴油   50℃   尿素   80℃   乙胺   40℃
本发明复合管耐压实验结果：
1、该规格样品在97℃的水温，1.5倍公称压力下，即37.5MPa，经过连续稳压80h，管材无渗漏现象。
2、该规格样品在97℃的水温下，失效破坏压力为78MPa。
从附表和耐压实验所示的测试数据可知：现有的聚氯乙烯复合管的热变形温度为83℃，长期工作温度为50℃，而本发明的热变形温度为150℃，长期工作温度为110℃。显著地提高了产品的耐温性能，从而扩大了产品的使用范围。本发明复合管的耐腐蚀性能好和强度高。因此，本发明的复合管不仅耐高温、防渗漏耐腐蚀性能好，而且管道耐压性能好，内芯管与增强层结合牢固，管道强度高，使用范围广。可以应用在化工、石油、食品、饮用水、供暖、供气等多个耐温、耐压要求高的领域。
附图说明
下面将结合附图对本发明作进一步的描述。
附图为本发明的剖视结构示意图。
具体实施方式
一种具有增强层的玻璃纤维增强聚丙烯复合管，如附图所示，由玻璃短纤维、偶联剂和无规共聚聚丙烯混合料构成的内芯管1，其表面上设置着等离子处理层2，在等离子处理层2上附着着底涂料层3，在底涂料层3上附着着界面粘结剂层4，在内芯管的界面粘接剂层4面上缠绕着由耐温树脂浸润的玻璃纤维缠绕固化增强层5。偶联剂由乙烯基三乙氧基硅烷构成。底涂料层3由氯化聚丙烯接枝马来酸酐构成。界面粘接剂层4由氯化聚丙烯、丙烯腈、二甲苯、环氧树脂、聚酰胺固化剂、丙酯、增粘剂配置构成。增粘剂由萜烯树脂和对叔丁基酚醛树脂的混合物构成。由于本发明采用了特殊的材料，独特的结构和特殊工艺加工，生产出的产品可以在100℃的温度下长期工作。可以应用在在化工、石油、食品、饮用水、供暖、供气等多个耐温、耐压要求高的领域。

Claims (3)

1.一种具有增强层的玻璃纤维增强聚丙烯复合管，其特征是：由玻璃短纤维、偶联剂和无规共聚聚丙烯混合料构成的内芯管(1)，其表面上设置着等离子处理层(2)，在等离子处理层(2)上附着着底涂料层(3)，在底涂料层(3)上附着着界面粘结剂层(4)，在内芯管的界面粘结剂层(4)面上缠绕着由耐温树脂浸润的玻璃纤维缠绕固化增强层(5)。
2.根据权利要求1所述的具有增强层的玻璃纤维增强聚丙烯复合管，其特征是：偶联剂由乙烯基三乙氧基硅烷构成。
3.根据权利要求1所述的具有增强层的玻璃纤维增强聚丙烯复合管，其特征是：底涂料层(3)由氯化聚丙烯接枝马来酸酐构成。 
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