CN101947803A

CN101947803A - 直竹条增强竹复管的制备方法

Info

Publication number: CN101947803A
Application number: CN2010103013999A
Authority: CN
Inventors: 钟坚瑜; 陈文强; 叶柃; 朱刚
Original assignee: WUHU SHENGFULAN GLASS STEEL CO Ltd
Current assignee: Hangzhou Sike Environmental Co., Ltd.
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2011-01-19

Abstract

本发明公开了一种直竹条增强竹复管的制备方法。现有的竹塑复合管轴向强度弱，抗弯、抗剪性能差，不能适合使用在外露或架空等场合。本发明提供了一种直竹条增强竹复管的制备方法，其包括以下步骤：1)内衬层的制备；2)竹纤维预处理；3)增强层的制备：多条连续竹片环向缠绕在内衬层上成为环向增强层，缠绕一层以上，在环向增强层外轴向铺设一层以上的帘状直竹条，外层再缠绕一层以上的环向增强层，轴向增强层和环向增强层的组合为一个以上，最后经固化形成增强层；4)外防护层的制备。本发明使管道具备良好的轴向抗弯、抗剪性能，特别适合于外露或架空等场合使用。

Description

直竹条增强竹复管的制备方法

技术领域

本发明涉及管道领域，具体地说是一种应用于农业灌溉、给排水工程以及石油化工防腐场合中的直竹条增强竹复管的制备方法。

背景技术

目前在给排水工程及石油化工防腐场合中，所用的管道普遍采用聚氯乙烯管、聚乙烯管、玻璃钢管、玻璃钢夹砂管等。聚氯乙烯管和聚乙烯管质轻、光滑且耐腐蚀，但刚度和强度方面有所不足且原料均为石油产品的合成品；玻璃钢管及玻璃钢夹砂管具有耐腐蚀、强度高、流体阻力小、刚度大的优点，但产品的增强材料为高能耗的玻璃纤维，其所用的树脂完全依赖于石油，产品及废料不可回收、不环保。因此使用上述管道产品，消耗了大量宝贵的石油资源且导致了环境污染。为此，出现了一种竹塑复合管(简称竹复管)，但现有的竹复管轴向强度弱，抗弯、抗剪性能差，不能适合使用在外露或架空等场合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种直竹条增强竹复管的制备方法，其制得的直竹条增强竹复管，在保证强度和刚度的前提下，节省石油资源，减少环境污染，并使其具有优异的轴向强度。

为此，本发明采用如下的技术方案：直竹条增强竹复管的制备方法，竹复管沿管径方向，由内到外依次为内衬层、环向增强层、轴向增强层、环向增强层和外防护层，内衬层、增强层和外防护层通过粘接剂粘接为一体，其制备方法包括以下步骤：

1)内衬层的制备：在直管模具上用树脂及毡制作内衬，形成防渗且内壁光滑的内衬层，所用的树脂选用防腐树脂或食品级树脂等，所述的毡为涤纶毡或玻纤毡等。

2)竹纤维预处理：把毛竹开成长0.3-3m、厚3-30mm、宽3-30mm的直竹条，把多根直竹条平行并紧密地排列整齐，沿纵向方向布置多排成帘状，用线连成一体，成为帘状直竹条；把毛竹开成长2-6m、厚0.5-3mm、宽1-25mm的竹篾，接着脱脂，然后清洗并干燥，最后竹篾采用前后搭接的方式连接成一条连续竹片，并卷成卷。

3)增强层的制备：将成卷的连续竹片装在缠绕机上退卷，多条连续竹片先通过树脂槽并涂上树脂，然后环向缠绕在内衬层上成为环向增强层，缠绕一层以上，在环向增强层外轴向铺设一层以上的帘状直竹条，用帘状直竹条对管道进行轴向加强成为轴向增强层，外层再缠绕一层以上的环向增强层，根据管道不同的压力等级、刚度要求、轴向强度要求，可以铺设多个“轴向增强层(即帘状直竹条)+环向增强层”的组合层；最后经固化形成增强层。

4)外防护层的制备：在增强层外喷涂一层防腐防水材料，形成外防护层，防腐防水材料一般采用改性脲醛树脂、聚氨酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂或沥青。

本发明得到的产品与聚氯乙烯管、聚乙烯管相比，具有更高的强度、刚度，节约了石油资源；与玻璃钢管及玻璃钢夹砂管相比，具有类似的强度和刚度，相比质更轻，成本更低；与单纯环向缠绕或螺旋缠绕的竹复管相比，具备优异的轴向强度。

上述的直竹条增强竹复管的制备方法，帘状直竹条的长度在0.3-3米，根据管道内直径不同而定，最短为管内直径的一倍，帘状直竹条的宽度与竹复管的外周长相配，使帘状直竹条将竹复管完全包覆，使竹复管的轴向强度优异且一致，根据管道的不同口径和使用要求选择铺设的层数；树脂槽中所用的树脂为脲醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂或聚氨酯树脂，固化温度为10-120℃；制作内衬层的树脂选用防腐树脂或食品级树脂；脱脂过程如下：将开好的竹篾浸入质量浓度为1-10％的NaOH溶液中，在20-80℃下浸泡2-48小时。

本发明采用连续竹片和直竹条作为增强材料，而非玻璃纤维或碳纤维等，环保且成本低；将竹篾进行浸泡处理，可以提高韧性，降低脆性；采用热固性树脂作为粘合剂，可以使竹材与竹材之间粘接更佳，充分发挥它的强度；由于增强层中采用了直竹条进行轴向增强，可以使管道具备良好的轴向抗弯、抗剪性能，特别适合于外露或架空等场合使用。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例1制得的产品的结构示意图。

图2为本发明帘状直竹条的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

以制作直径为200mm的直竹条轴向增强竹复管为例，具体步骤如下：

a)竹片预处理：

把新鲜的毛竹开成5米长、0.7mm厚、10mm宽的竹片，用5％NaOH溶液浸泡6小时，用水冲洗干净，干燥后，把多根竹片用前后搭接的方式，用胶水粘接，形成一条长达50米以上不间断的连续竹片，并卷到卷筒上待用；

把毛竹开成长1m长、厚5mm、宽10mm的直竹条，把66根直竹条横向紧密地排成宽度为660-670mm的竹帘，用丝线横向紧密地联成一体，成帘状直竹条(如图2所示)。

b)内衬层1的制备：

在外径为200mm的经抛光的钢制直管模具上包覆一层0.029mm厚的聚酯薄膜，用防腐性能优异的乙烯基酯树脂和玻璃纤维表面毡(30g/m²)在直管模具上制作厚度达2mm的内衬层；

c)缠绕工序(增强层的制备)：

待内衬层固化后，把事先卷好的11个竹卷装在缠绕机上，把竹卷退卷后，浸入树脂槽内浸润脲醛树脂，再平整地缠绕在直管模具上，缠绕1层环向增强层2，在环向增强层外面铺设一层事先制作好的帘状直竹条3，并刮上树脂，再在外面缠绕二个环向增强层4，达到8mm的设计厚度；缠绕完毕后，对管道加热到60℃固化20分钟，树脂交联固化后，成为坚硬一体的热固性复合材料，所得的增强层即为环向增强层2、帘状直竹条3和环向增强层4的组合(如图1所示)。

d)外防护层5的制备：

在管道外面涂刷一层防水防腐较好的环氧树脂，厚约0.5-1mm。

实施例1生产的管道经水压测试，短时失效压力达到4.2MPa，实测总厚度10.5mm，刚度达到45200N/m²，环向抗拉强力达到420KN/m，轴向抗拉强力达到1180KN/m，高于玻璃钢管道的技术指标。实管体材质比重为0.87，低于玻璃钢管的1.8-2.1。

实施例2：

以制作直径为300mm的竹复管为例，具体步骤如下：

a)竹片预处理：

把新鲜的毛竹开成5米长、1.3mm厚、14mm宽的竹篾，用8％NaOH溶液60℃浸泡8小时，用水冲洗干净，干燥后，把多根竹篾用前后搭接的方式，用胶水粘接，形成一条长达50米以上不间断的连续竹片，并卷到卷筒上待用；

把毛竹开成长1.2m长、厚6mm、宽12mm的直竹条，把97根直竹条横向紧密地排成宽度为980-990mm的竹帘，用丝线横向紧密地联成一体，成帘状直竹条(如图2所示)。

b)内衬层的制备：

在外径为300mm的经抛光的钢制直管模具上包覆一层0.029mm厚的聚酯薄膜，用食品级树脂和涤纶表面毡(30g/m²)在直管模具上制作厚度达2mm的内衬层。

c)缠绕工序：

待内衬层固化后，把事先卷好的13卷竹卷装在缠绕机上，把竹卷退卷后，浸入树脂槽内浸润不饱和聚酯树脂，再平整地缠绕在直管模具上，缠绕1层环向增强层，铺设一层帘状直竹条后，缠绕二层环向增强层，再铺设一层帘状直竹条，再缠绕二个环向增强层，达到20mm的设计厚度；缠绕完毕后，最外面包敷一层0.029mm厚的聚酯薄膜，使管体外表平整。在20℃以上固化60分钟，树脂交联固化后，成为坚硬一体的热固性复合材料。

d)外防护层的制备：

在管道外面涂刷一层防水防腐较好的乙烯基酯树脂，厚约0.5mm。

实施例2生产的管道经水压测试，短时失效压力达到6.5MPa，实测总厚度23mm，实测刚度达到103500N/m²，环向抗拉强力达到928KN/m，轴向抗拉强力达到1542KN/m，高于玻璃钢管道的技术指标。实测管体材质比重为0.84，低于玻璃钢管的1.8-2.1。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims

1.直竹条增强竹复管的制备方法，竹复管沿管径方向，由内到外依次为内衬层、环向增强层、轴向增强层、环向增强层和外防护层，其制备方法包括以下步骤：

1)内衬层的制备：在直管模具上用树脂及毡制作内衬，形成防渗且内壁光滑的内衬层；

2)竹纤维预处理：把毛竹开成长0.3-3m、厚3-30mm、宽3-30mm的直竹条，把多根直竹条平行并紧密地排列整齐，沿纵向方向布置多排成帘状，用线连成一体，成为帘状直竹条；把毛竹开成长2-6m、厚0.5-3mm、宽1-25mm的竹篾，接着脱脂，然后清洗并干燥，最后竹篾采用前后搭接的方式连接成一条连续竹片，并卷成卷；

3)增强层的制备：将成卷的连续竹片装在缠绕机上退卷，多条连续竹片先通过树脂槽并涂上树脂，然后环向缠绕在内衬层上成为环向增强层，缠绕一层以上，在环向增强层外轴向铺设一层以上的帘状直竹条，用帘状直竹条对管道进行轴向加强成为轴向增强层，外层再缠绕一层以上的环向增强层，由轴向增强层和环向增强层组成的组合层为一个以上，最后经固化形成增强层；

4)外防护层的制备：在增强层外喷涂一层防腐防水的材料，形成外防护层。

2.根据权利要求1所述的直竹条增强竹复管的制备方法，其特征在于帘状直竹条的长度在0.3-3米，帘状直竹条的宽度与竹复管的外周长相配。

3.根据权利要求1或2所述的直竹条增强竹复管的制备方法，其特征在于树脂槽中所用的树脂为脲醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂或聚氨酯树脂，固化温度为10-120℃。

4.根据权利要求1所述的直竹条增强竹复管的制备方法，其特征在于制作内衬层的树脂选用防腐树脂或食品级树脂。

5.根据权利要求1所述的直竹条增强竹复管的制备方法，其特征在于脱脂过程如下：将开好的竹篾浸入质量浓度为1-10％的Na0H溶液中，在20-80℃下浸泡2-48小时。