CN103062515B - 用陶粒砂作为中间增强层材料的非金属给排水复合管材 - Google Patents
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Abstract
用陶粒砂作为中间增强层材料的非金属给排水复合管材本发明公开了一种采用玻璃纤维增强塑料为内外铺层，中间采用陶粒砂混合不饱和树脂粘合固化为中间增强层的非金属给排水复合管材；涉及一种新型的非金属给排水复合管材，选用经高温烧结的陶粒砂作为中间增强层材料，运用缠绕或离心浇铸工艺制作而成；该发明管材具备目前大多给排水管材的功能和特性,还特别具有成本低、自身重量轻的特点；是一种高性价比、运输安装方便的节能环保型管材，也是资源再生利用和消化环保污染物的应用产品。摘要附图说明（1）无碱玻璃纤维增强塑料外层，（2）陶粒砂混合不饱和树脂固化增强层，（3）无碱玻璃纤维增强塑料隔水内层，（4）隔水内衬。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型的非金属给排水复合管材，特别涉及一种应用陶粒砂作为主要中间层增强材料的非金属给排水复合管材。
背景技术
目前市场上给排水复合管材主要有，金属复合管，如铜、铝、钢塑复合管;非金属复合管，如衬胶管、玻璃钢夹砂管等，这些管材优势各异，但也各有一定局限，其中共同的缺点为造价高、自身重，对用户成本控制、运输以及安装都带来一定的问题；以本发明最为相近的玻璃钢夹砂管为例：玻璃钢夹砂管（规范用名为“玻璃纤维增强塑料夹砂管”，以下称“玻璃钢夹砂管”）是近年来广泛应用于地下和地面用给排水、水利、农田灌溉等管道工程的非金属给排水复合管材，特别是此类大口径管材在城市乡镇基础工程中被广泛选用，具有高强度、耐腐蚀、、施工方便、使用寿命长等优点，该管材以玻璃纤维、树脂、石英砂为主要材料，其中石英砂作为主要增强材料，具有刚性强，耐压、耐腐蚀等优点，但石英砂质地较重，制作成管材后比较沉重，对运输安装造成不便；在生产过程中树脂和石英砂的粘合密实也是一大难题，对产品品质稳定造成一定的影响;而用陶粒砂作为增强材料就可以避免以上缺陷，陶粒砂具有密度低、筒抗压强度高、孔隙率高，软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等特性,特别由于陶粒密度小，内部多孔，形态、成分较均一，且具一定强度和坚固性，因而具有质轻，耐腐蚀，抗冻，抗震和良好的隔绝性等多功能特点,陶粒砂属环保产品，可以用废弃矿土、粉煤灰、垃圾、污泥等作为原料烧制，对消化环保污染和废物再生利用具有特别贡献;本发明首次将该材料科学的运用到给排水管道制作中，所发明管材不仅保留了玻璃钢夹砂管的一切优良特点，而且还有造价低、重量轻、安装方便等优点,同时由于陶粒砂和科学配方后的不饱和树脂结合密实，避免了玻璃钢夹砂管由于树脂和石英砂结合不紧密造成管道整体性能下降的致命弱点。
发明内容
本发明提供了用一种新型增强材料-陶粒砂和不饱和树脂混合固化作为中间增强层，采用无碱玻璃纤维增强塑料制备管道内外层所形成的非金属给排水复合管材，具有抗压、抗震、耐腐蚀、耐高温、良好隔绝性、力学性能优异、质地轻安装方便等优良特点，首次将环保产品陶粒砂作为增强材料运用到给排水管道制作中，是一种资源再生利用和消化环保污染物的应用产品; 本发明是通过如下技术方案实现的：一种用陶粒砂作为中间增强层材料的非金属给排水复合管材，其特征是：中间增强层为陶粒砂和不饱和树脂混合固化而成，内铺层采用玻璃纤维增强塑料隔水而成;外铺层用缠绕工艺或离心浇铸工艺制成的玻璃纤维增强塑料，内外铺层厚度各为1.2～50mm，管道公称直径可为100～4000mm；可根据设备情况采用复合材料定长缠绕工艺、离心浇铸工艺、连续缠绕工艺制作；本发明的特点及效果是：首次采用了一种新型的管材内层增强材料-陶粒砂（最大粒径在2.5mm以下），用不饱和树脂混合固化成型，使该类非金属给排水复合管材具备抗压、耐腐蚀、使用寿命长、造价低、运输安装方便等优点，属于资源再生型环保节能产品，特别对目前市场上大口径给排水管材的替代具有划时代意义，对管材的应用发展以及环境保护、废物利用等都有明显的社会和经济价值。
附图说明
附图1为本发明非金属给排水复合管材的正面剖视示意图
（1）无碱玻璃纤维增强塑料外层，（2）陶粒砂混合不饱和树脂固化增强层，（3）无碱玻璃纤维增强塑料隔水内层，（4）隔水内衬。
具体实施方式
缠绕工艺
1：无碱玻璃纤维（表面毡、针织毡和缠绕玻璃纤维）在配方不饱和聚酯树脂（粘度0.18- 0.4Pas酸:18-34mgkoH/g、凝胶：30-60min）中充分浸润后，一次性上模制备成型，上模时必须平整均匀一次成功，并施加外力与模具完全贴合，避免产生起泡、错位、缺损;
2：制备内层内衬完成后选用高温烧结的陶粒砂与不饱和树脂混合，进行中间增强层制作，采用目前国内成熟的第三代复合材料湿法缠绕加砂制作工艺；使中间增强层和内层紧密结合;
3：完成夹砂后既进行制备外壳，采用无碱玻璃纤维经过不饱和树脂的充分浸润后，一次性上模制备成型,最后经过加压，并进行外表平整、去毛、上光、包膜（膜厚：2.5um 、表面光洁度：≥▽4、耐温：≥280℃）;
4：将制作完成的半成品经过微机温控的烘房、电炉或红外线升温、保温、降温、冷却(起始温度：60℃ 升温时段：3m )、保温（保温温度：90℃ 保温时段：3m）、冷却过程（冷却温度：自然温度，自然固化最佳时段：一星期左右）完成固化过程;
5：最后经过脱模、修整、磨光、去毛等完成管道成品制作;
离心浇铸工艺
1：设定规格口径，将喂料程序按配方要求，依次设定为外层（无碱玻璃纤维、不饱和树脂），中间增强层（陶粒砂、不饱和树脂、碳酸钙），内层（无碱玻璃纤维、不饱和树脂）,内衬（不饱和树脂）；内外层厚度按设计管道强度口径不同分别控制在1.2～50mm之间;
2：启动离心机，喂料机把各种原材料按配方要求，依次按量加入，从外及里逐步形成管材的无碱玻璃纤维增强塑料外层、陶粒砂混合不饱和树脂中间增强层、无碱玻璃纤维增强塑料隔水内层，隔水内衬；
3：转速加快，在离心力的作用下，各组成分在模壁上压实、脱泡；
4：实施加温固化工序，冷却后脱模成型，最后进行修整、磨光、去毛等完成管道成品制作。
Claims (2)
1.用陶粒砂作为中间增强层材料的非金属给排水复合管材，其特征是：所述管材包括隔水内衬、隔水内层、外层以及设置在内层与外层之间的中间增强层，所述隔水内衬、隔水内层、中间增强层以及外层通过缠绕工艺依次成型或通过离心浇铸工艺一次成型，隔水内层采用表面毡、针织毡和缠绕玻璃纤维浸润不饱和树脂固化获得的无碱玻璃纤维增强塑料制备，外层为无碱玻璃纤维增强塑料，厚度各为1.2～50mm，中间增强层为粒径小于等于2.5mm的陶粒砂与不饱和树脂混合固化而成；根据管道用途和抗压强度的要求，管道公称直径可为100～4000mm，所述非金属给排水复合管材按下述两种工艺方法之一制备：缠绕工艺：（1）将表面毡、针织毡和缠绕玻璃纤维在配方不饱和树脂中充分浸润后，一次性上模成型，制备隔水内层及内衬；（2）内层及内衬制备完成后，选用陶粒砂和不饱和树脂混合，进行中间增强层制作，并使中间增强层和内层紧密结合；（3）用无碱玻璃纤维经不饱和树脂充分浸润后，一次性上模成型制备外层，最后经过加压，并进行外表平整、去毛、上光、包膜处理，获得非金属给排水复合管材半成品；（4）将非金属给排水复合管材半成品进行固化处理，所述固化处理由升温、保温、冷却过程组成，固化起始温度为60℃，保温温度为90℃，冷却过程为自然冷却；（5）最后经脱模、整修、磨光、去毛工序后获得非金属给排水复合管材成品；离心浇铸工艺：（1）设定规格口径，将喂料程序按各配方要求，依次设定为外层、中间增强层、内层和内衬；（2）启动离心机，喂料机把各结构层原材料按配方要求，依次按量加入，逐步形成无碱玻璃纤维外层、陶粒砂混合不饱和树脂中间增强层、无碱玻璃纤维增强塑料隔水内层和隔水内衬；（3）加快转速，在离心力的作用下，各组成分在模壁上压实、脱泡；（4）进行加温固化处理，冷却后脱模成型，最后进行修整、磨光、去毛处理完成获得非金属给排水复合管材成品。
2.根据权利要求1所述的用陶粒砂作为中间增强层材料的非金属给排水复合管材，其特征在于：所述中间增强层为高温烧结的陶粒砂和不饱和树脂混合固化而成。
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