CN102705592A - 一种纳米改性玻璃钢管 - Google Patents

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一种纳米改性玻璃钢管，由内向外依次包括内层、夹砂层以及外层，所述夹砂层通过以下步骤制得：(1)将纳米二氧化硅和/或纳米活性碳酸钙与树脂分散混合，得到改性树脂基体，其中纳米二氧化硅和/或纳米活性碳酸钙的重量比为1-8％；将所述改性树脂基体与石英砂进行搅拌混合，其中，树脂重量占总重量的15-18％。本发明的纳米改性玻璃钢管由于采取了上述措施，可在非良好石英砂级配和较低的树脂含量的情况下，达到较高的强度和韧度(最低值大于65Mpa，平均值大于75Mpa)，并降低生产成本，达到节能环保的要求。

Description

一种纳米改性玻璃钢管
技术领域
本发明涉及玻璃钢管道领域，特别地，涉及一种纳米改性玻璃钢管。
背景技术
目前玻璃钢夹砂管道夹砂层为树脂砂浆层(石英砂与树脂的混合物)，该层的作用是传递玻璃钢管道内层和外层的受力，提高了管道刚度，保证管道一定的剪切强度，避免产品挠曲性能检验时发生分层现象。现有的玻璃钢夹砂管道通常采用石英砂与树脂直接混合的方式来制得夹砂层，虽然在一定程度上提高了管道的性能，但在需要高压缩强度以及压缩韧度的场合，现有的夹砂管道仍然不能满足要求，因而需要设计一种能够满足高压缩强度以及压缩韧度要求的夹砂管道。
另外，改进石英砂界面状态的技术方法是对石英砂采用硅烷偶联剂处理，即用水溶解占比1％的硅烷偶联剂，再与石英砂混合搅拌后烘干。采用偶联剂处理的石英砂加工成的树脂砂浆的压缩强度比未处理的树脂砂浆提高30％以上。但由于硅烷偶联剂的价格昂贵，这大大增加了产品的生产成本，且不利于节能环保的生产要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种纳米改性玻璃钢管，以提高管道的强度和韧度，能够降低生产成本，达到节能环保的要求，并且在夹砂层中为非良好石英砂级配或较低的树脂含量的情况下，确保树脂砂浆层的性能保证率，提高玻璃钢夹砂管道的强度。
本发明的目的可以采取以下方法来实现：
一种纳米改性玻璃钢管，由内向外依次包括内层、夹砂层以及外层，所述夹砂层通过以下步骤制得：
(1)将纳米二氧化硅和/或纳米活性碳酸钙与树脂分散混合，得到改性树脂基体，其中纳米二氧化硅和/或纳米活性碳酸钙的重量比为1-8％；
(2)将所述改性树脂基体与石英砂进行搅拌混合，其中，树脂重量占总重量的15-18％。
优选地，所述步骤(1)中的分散混合包括以下步骤：
a、将纳米二氧化硅和/或纳米碳酸钙与树脂采用搅拌器进行初步混合；
b、将初步混合的混合物用真空搅拌器进行二次分散。
优选地，所述纳米二氧化硅和/或纳米活性碳酸钙的粒径小于50nm。
优选地，所述内层包括由树脂重量含量百分比为70-92％的表面毡和短切毡组成的内衬层。
优选地，所述内层还包括内环向缠绕层，所述外层还包括外环向缠绕层，所述内环向缠绕层以及所述外环向缠绕层均由玻璃纤维缠绕纱环向缠绕构成，其中所述玻璃纤维缠绕纱中含有25-35％重量的树脂。
优选地，所述内层还包括内轴向纤维层，所述外层还包括外轴向纤维层，所述内轴向纤维层以及所述外轴向纤维层均采用短切轴向纤维或纤维织物环向缠绕构成，其中所述纤维织物中含有45-65％重量的树脂。
优选地，所述石英砂的颗粒级配按以下配比：
粒径范围为10目-20目的石英砂颗粒，质量占比为45％；
粒径范围为30目-60目的石英砂颗粒，质量占比为15％；
粒径范围为70目-80目的石英砂颗粒，质量占比为15％；
粒径范围大于90目的石英砂颗粒，质量占比为25％。
由于本发明采用了上述的技术措施，使其对比现有技术有如下优点：通过本发明中的纳米材料混合分散技术，将1-8％重量的双组分纳米材料均匀的混合到树脂中，得到混合纳米材料改性树脂基体，再将该树脂基体和石英砂进行充分混合，形成夹砂层，可在非良好石英砂级配和较低的树脂含量的情况下，达到较高的强度和韧度(最低值大于65Mpa，平均值大于75Mpa)，并降低生产成本，达到节能环保的要求。
附图说明
图1是本发明纳米改性玻璃钢管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例详细描述本发明的实现方案。
本发明的纳米改性玻璃钢管由7层结构组成，分别为内衬层1、内环向缠绕层2、内轴向纤维层3、夹砂层4(即纳米改性树脂砂浆层)、外轴向纤维层5、外环向缠绕层6、外保护层7组成。
其中，内衬层1：该层的作用是保证纳米改性玻璃钢管在一定的压力下能安全正常地输送物料，使产品长期稳定的工作。该层由高树脂含量(树脂含量在70-92％重量)的表面毡和短切毡组成，具有耐磨、耐腐蚀、防渗漏等特点。
内环向缠绕层2和外环向缠绕层6：这两层为纳米改性玻璃钢管的承载层，它保证了管道的环向拉伸强度、环向弯曲强度及刚度。这两层由高强度的玻璃纤维连续缠绕纱，采用环向缠绕的方式加工而成，其树脂含量在25-35％重量之间。
内轴向纤维层3和外轴向纤维层5：这两层为纳米改性玻璃钢管的承载层，它保证了管道的轴向拉伸强度及轴向刚度。这两层由短切轴向纤维或轴向纤维织物，采用环向缠绕的方式加工而成，其树脂含量在45-65％重量之间。
夹砂层4：该层为纳米改性玻璃钢管的承载层，设置在管道的中性层附近，主要作用提供管道的轴向压缩强度及韧度。它和高强度的玻璃纤维层构成三明治夹芯结构，提升管道环向弯曲刚度，增加管道荷载能力。该层由1-8％重量的双组分纳米材料(经表面处理的纳米二氧化硅和纳米活性碳酸钙混合物)分散混合到树脂中，得到混合纳米材料改性树脂基体，再将该树脂基体和石英砂进行强制搅拌混合而成，其树脂含量在15-18％重量之间。
外保护层7：该层为纳米改性玻璃钢管的外防护层，具有良好的耐腐蚀、耐磨损性能。该层由纯树脂和高强度的短切纤维构成，其树脂含量在70-100％重量之间。
通过实验室研究试验显示，采用高强度和高韧性的树脂，比如环氧聚酰胺固化树脂或者乙烯基脂树脂，可以在15-18％的树脂含量的情况下满足通用石英砂级配(如20目-40目占比100％)的树脂砂浆压缩强度高于75Mpa，但主要存在的问题是上述树脂价格高昂，且其均为高耐腐或者其他特殊要求的条件下才能应用。
通过对不同颗粒直径的石英砂进行不同比例的复配，说明石英砂的级配对压缩强度的影响较大，良好级配的石英砂树脂砂浆的强度比不良级配的石英砂树脂砂浆的强度高出30％以上，试验结果显示采用如下颗粒级配下的压缩强度可以满足要求：
  粒径范围   质量占比％
  10目-20目   45％
  30目-60目   15％
  70目-80目   15％
  ＞90目   25％
  合计   100％
但石英砂的级配必须大小颗粒分别配置，而且必须有部分中间颗粒直径要全部取消。而石英砂供应商对石英砂的混配不稳定，是在运输和生产中容易出现粒径分离。通过剥离部分管道的夹砂层发现其颗粒级配并非预先设定的级配，同时材料混合也不均匀，造成顶管强度离散度大。经检测，同一批材料生产出的产品，其压缩强度的最高值和最低值会相差一倍以上。
以下是不同树脂混合物和石英砂混合后形成夹砂层的顶管压缩强度对比试验：
(1)树脂15份
石英砂85份：20-40目
顶管压缩强度：44.51Mpa
Figure BSA00000726158100041
(2)树脂25份
石英砂75份：20-40目
顶管压缩强度：66.86Mpa
Figure BSA00000726158100051
(3)纳米改性树脂混合物15份
石英砂85份：20-40目
顶管压缩强度：82.61Mpa
Figure BSA00000726158100052
值得说明的是，本发明中的纳米改性玻璃钢管，不仅可以用作顶管，还可以用作开挖管等其他管道。

Claims (7)

1.一种纳米改性玻璃钢管，由内向外依次包括内层、夹砂层以及外层，其特征在于：所述夹砂层通过以下步骤制得：
(1)将纳米二氧化硅和/或纳米活性碳酸钙与树脂分散混合，得到改性树脂基体，其中纳米二氧化硅和/或纳米活性碳酸钙的重量比为1-8％；
(2)将所述改性树脂基体与石英砂进行搅拌混合，其中，树脂重量占总重量的15-18％。
2.根据权利要求1所述的纳米改性玻璃钢管，其特征在于所述步骤(1)中的分散混合包括以下步骤：
a、将纳米二氧化硅和/或纳米碳酸钙与树脂采用搅拌器进行初步混合；
b、将初步混合的混合物用真空搅拌器进行二次分散。
3.根据权利要求1或2所述的纳米改性玻璃钢管，其特征在于所述纳米二氧化硅和/或纳米活性碳酸钙的粒径小于50nm。
4.根据权利要求1-3任一所述的纳米改性玻璃钢管，其特征在于所述内层包括由树脂重量含量百分比为70-92％的表面毡和短切毡组成的内衬层。
5.根据权利要求1-4任一所述的纳米改性玻璃钢管，其特征在于所述内层还包括内环向缠绕层，所述外层还包括外环向缠绕层，所述内环向缠绕层以及所述外环向缠绕层均由玻璃纤维缠绕纱环向缠绕构成，其中所述玻璃纤维缠绕纱中含有25-35％重量的树脂。
6.根据权利要求1-5任一所述的纳米改性玻璃钢管，其特征在于所述内层还包括内轴向纤维层，所述外层还包括外轴向纤维层，所述内轴向纤维层以及所述外轴向纤维层均采用短切轴向纤维或纤维织物环向缠绕构成，其中所述纤维织物中含有45-65％重量的树脂。
7.根据权利要求1-6任一所述的纳米改性玻璃钢管，其特征在于所述石英砂的颗粒级配按以下配比：
粒径范围为10目-20目的石英砂颗粒，质量占比为45％；
粒径范围为30目-60目的石英砂颗粒，质量占比为15％；
粒径范围为70目-80目的石英砂颗粒，质量占比为15％；
粒径范围大于90目的石英砂颗粒，质量占比为25％。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106273540A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 民勤县威瑞环保有限责任公司 一种大口径埋地玻璃钢夹砂管的加工方法
CN106969211A (zh) * 2017-04-28 2017-07-21 广西北海跃达玻璃钢制品有限公司 一种高强度玻璃钢夹砂管道
CN106969212A (zh) * 2017-04-28 2017-07-21 广西北海跃达玻璃钢制品有限公司 一种高强度低成本玻璃钢夹砂管道
CN107191689A (zh) * 2017-04-27 2017-09-22 广西北海跃达玻璃钢制品有限公司 一种玻璃钢夹砂管道

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101004230A (zh) * 2006-01-18 2007-07-25 曾建祥 一种纤维缠绕复合材料管道
CN200949710Y (zh) * 2006-06-14 2007-09-19 常州市生富公路材料有限公司 增强热塑性塑料管材
CN101182895A (zh) * 2006-11-13 2008-05-21 沙垣 具有轴向纤维的玻璃钢夹砂管及制造方法
KR20100093829A (ko) * 2009-02-17 2010-08-26 (주)이앤피플러스 Ｆｒｐ 처리된 합성수지관
US7931050B2 (en) * 2009-08-31 2011-04-26 Yixin Guo Nano or sub-nano FIR and anion fuel pipes for motor vehicles and ships
CN102080743A (zh) * 2010-12-03 2011-06-01 奉玉贞 一种玻璃钢夹砂管
CN202215861U (zh) * 2011-07-25 2012-05-09 宁波康润机械科技有限公司 增强热塑性塑料管材

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101004230A (zh) * 2006-01-18 2007-07-25 曾建祥 一种纤维缠绕复合材料管道
CN200949710Y (zh) * 2006-06-14 2007-09-19 常州市生富公路材料有限公司 增强热塑性塑料管材
CN101182895A (zh) * 2006-11-13 2008-05-21 沙垣 具有轴向纤维的玻璃钢夹砂管及制造方法
KR20100093829A (ko) * 2009-02-17 2010-08-26 (주)이앤피플러스 Ｆｒｐ 처리된 합성수지관
US7931050B2 (en) * 2009-08-31 2011-04-26 Yixin Guo Nano or sub-nano FIR and anion fuel pipes for motor vehicles and ships
CN102080743A (zh) * 2010-12-03 2011-06-01 奉玉贞 一种玻璃钢夹砂管
CN202215861U (zh) * 2011-07-25 2012-05-09 宁波康润机械科技有限公司 增强热塑性塑料管材

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106273540A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 民勤县威瑞环保有限责任公司 一种大口径埋地玻璃钢夹砂管的加工方法
CN106273540B (zh) * 2016-08-30 2018-04-10 民勤县威瑞环保有限责任公司 一种大口径埋地玻璃钢夹砂管的加工方法
CN107191689A (zh) * 2017-04-27 2017-09-22 广西北海跃达玻璃钢制品有限公司 一种玻璃钢夹砂管道
CN106969211A (zh) * 2017-04-28 2017-07-21 广西北海跃达玻璃钢制品有限公司 一种高强度玻璃钢夹砂管道
CN106969212A (zh) * 2017-04-28 2017-07-21 广西北海跃达玻璃钢制品有限公司 一种高强度低成本玻璃钢夹砂管道

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