CN103724943B - 缠绕玻纤管用胶液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及一种缠绕玻纤管用胶液，所述的胶液由如下重量份数的原料制成：环氧树脂80～100份，甲基四氢苯酐65～82份，季铵盐1.4～1.8份，酞青蓝0.04～0.05份，润湿剂0.17～0.22份，纳米气相二氧化硅0.02～0.03份，有机聚硅氧烷0.04～0.05份，采用该胶液制备的管子性能好，抗疲劳及轴向拉伸性能好，材料的脆性得到明显改善；制备DN300的管子，管体易于脱模；新工艺使得生产效率明显提升，而且增加了模具的使用寿命。

Description

缠绕玻纤管用胶液及其制备方法
技术领域
本发明具体涉及一种缠绕玻纤管用胶液及其制备方法。
背景技术
玻璃钢管道具有耐腐蚀性能好，使用寿命长，最长可达50年，优良的力学性能，可设计性好，适应范围广，防污，无毒，耐热，抗冻性能好，能在-50℃～80℃的范围内长期使用，重量轻，易于运输、安装等优点，但是管道的脆性及大口径管缠绕固化后难脱模等一直是急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种性能优异的缠绕玻纤管用胶液，同时提供了其简单、易操作的制备方法。
本发明所述的缠绕玻纤管用胶液，由如下重量份数的原料制成：
所述的环氧树脂为双酚A环氧树脂BE186。
所述的季铵盐优选十二烷基三甲基氯化铵。
所述的润湿剂为2100。
所述的纳米气相二氧化硅粒径为7～40nm。
所述的有机聚硅氧烷优选甲基聚硅氧烷。
胶液的有效使用时间为8～12h。
本发明所述的缠绕玻纤管用胶液的制备方法，包括以下步骤：
（1）将环氧树脂预加热到40℃加入气相二氧化硅混合均匀，并在三棍研磨机中研磨，得混合液；
（2）在混合液中添加甲基四氢苯酐、有机聚硅氧烷、季铵盐、酞青蓝、润湿剂，搅拌混合，保温静置，即得产品。
搅拌速度为25r/min，搅拌混合时间为20～40min。
保温温度为25～45℃。
本发明专利在已有玻璃钢管道用胶液的基础上，添加新的组分，配置出一种新型缠绕管道用胶液。一方面添加纳米二氧化硅L20可以很好的改善管道的脆性，同时又能克服弹性体增韧而致的材料刚性和强度降低的缺陷，达到增强增韧的目的。当添加量为3wt%时，可使复合体系冲击强度提高40%，拉伸强度提高21%；另一方面添加有机聚硅氧烷，可以很好的实现产品的脱模性，保证了大口径管的成品率和合格率，提升了工作效率。
纳米二氧化硅由于表面严重的配位不足、庞大的比表面积以及表面欠氧等特点，使它表现出极强的活性，很容易和环氧环状分子的氧起键合作用，形成Si-O-C键的无机-有机结构，提高了分子间的键力，同时尚有一部分纳米二氧化硅颗粒仍然分布在高分子链的空隙中，表现很高的流涟性，从而使纳米二氧化硅添加的环氧树脂材料强度、韧性、延展性均大幅度提高。
有机聚硅氧烷是第一个工业上获得应用的元素高分子,由于有机聚硅氧烷结构特殊,它具有很多优异的物理、化学性能,如耐高低温性能、耐辐射性、耐氧化性、高透气性、耐候性、脱模性、憎水性以及生理惰性等,是高分子材料中性能独特的品种。作为环氧树脂固化促进剂可以提高脱模性能，减少对模具的污染。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）采用该胶液制备的管子性能好，抗疲劳及轴向拉伸性能好，材料的脆性得到明显改善；
（2）采用该胶液制备DN300的管子，管体易于脱模；
（3）新工艺使得生产效率明显提升，而且增加了模具的使用寿命。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
（1）将环氧树脂为双酚A环氧树脂（BE186）100kg预加热到40℃加入30g气相二氧化硅（粒径为7～40nm），混合均匀，研磨，得混合液；
（2）在混合液中添加82kg甲基四氢苯酐、50g甲基聚硅氧烷、1.8kg十二烷基三甲基氯化铵、50g酞青蓝、220g润湿剂2100，搅拌混合，保温静置，即得产品。
采用上述配方配制胶液，直接纱用HB2006-1984，缠绕DN65PN5.5的阴阳短管，制备相应测试样9个，做如下测试：
1）轴向拉伸性能实验
测试样标号为拉伸-1、拉伸-2、拉伸-3，按照SJJ/TSI-ZJ-08-15《轴向拉伸性能实验规范》进行实验。
实验数据如下：
试样编号 破坏拉力 实验结果
拉伸-1 51KN 螺纹损坏，管体无异常
拉伸-2 49KN 管体断裂
拉伸-3 53KN 管体断裂
2）短时水压失效压力，
测试样标号为爆破-1、爆破-2、爆破-3，短时水压失效压力按照GB/T5351-2005规定采用非约束式封端进行。
实验数据如下：
试样编号 失效压力 实验结果
爆破-1 24Mpa 螺纹连接处漏水
爆破-2 26Mpa 螺纹连接处漏水
爆破-3 27Mpa 螺纹连接处漏水
通过实验可以看出，短时水压失效压力远远大于3.0倍的公称压力。
3）耐疲劳性试验
测试样标号为疲劳-1、疲劳-2、疲劳-3，按照SJJ/TSI-ZJ-08-22《耐疲劳性试验操作规程》进行实验。
实验数据如下：
试样编号 耐疲劳次数 实验结果
疲劳-1 15344 内壁裂
疲劳-2 17654 管体漏水
疲劳-3 16867 螺纹连接处漏水
实施例2
（1）将双酚A环氧树脂（BE186）80kg预加热到40℃加入20g气相二氧化硅（粒径为7～40nm），混合均匀，研磨，得混合液；
（2）在混合液中添加65kg甲基四氢苯酐、40g甲基聚硅氧烷、1.4kg十二烷基三甲基氯化铵、40g酞青蓝、170g润湿剂2100，搅拌混合，保温静置，即得产品。
采用上述配方配制胶液，直接纱用HB2006-1984，缠绕DN80PN8.5的阴阳短管，制备相应测试样9个，做如下测试：
1）轴向拉伸性能试验
测试样标号为LS-1、LS-2、LS-3，按照SJJ/TSI-ZJ-08-15《轴向拉伸性能实验规范》进行实验。
实验数据如下：
试样编号 破坏拉力 实验结果
LS-1 54KN 管体断裂
LS-2 50KN 管体断裂
LS-3 49KN 管体断裂
2）短时水压失效压力
测试样标号为BP-1、BP-2、BP-3，按照GB/T5351-2005规定采用非约束式封端进行。
实验数据如下：
试样编号 失效压力 实验结果
BP-1 35Mpa 管体漏水
BP-2 40Mpa 螺纹连接处漏水
BP-3 50Mpa 管体裂纹
通过实验可以看出，短时水压失效压力远远大于3.0倍的公称压力。
3）耐疲劳性试验
测试样标号为PL-1、PL-2、PL-3，按照SJJ/TSI-ZJ-08-22《耐疲劳性试验操作规程》进行实验。
实验数据如下：
试样编号 耐疲劳次数 实验结果
PL-1 16354 内壁裂
PL-2 17552 管体漏水
PL-3 18123 螺纹漏水
上述实验表明，新胶液制备的管子性能好，抗疲劳及轴向拉伸性能好，材料的脆性得到明显改善，采用此胶液制备DN300的管子，发现管体易于脱模，相比于以前大口径管难脱模，脱模时间长，反复固化脱模，新工艺使得生产效率明显提升，而且增加了模具的使用寿命。

Claims (3)

1.一种缠绕玻纤管用胶液，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：
环氧树脂 80-100份
甲基四氢苯酐 65-82份
季铵盐 1.4-1.8份
酞青蓝 0.04-0.05份
润湿剂 0.17-0.22份
纳米气相二氧化硅 0.02-0.03份
有机聚硅氧烷 0.04-0.05份 ；
所述的环氧树脂为双酚A环氧树脂BE186；
所述的季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵；
所述的润湿剂为2100；
所述的有机聚硅氧烷为甲基聚硅氧烷；
所述的缠绕玻纤管用胶液的制备方法，包括以下步骤：
（1）将环氧树脂预加热到40℃加入气相二氧化硅混合均匀，研磨，得混合液；
（2）在混合液中添加甲基四氢苯酐、有机聚硅氧烷、季铵盐、酞青蓝、润湿剂，搅拌混合，保温静置，即得产品；
搅拌速度为25r/min，搅拌混合时间为20～40min；
保温温度为25～45℃。
2.根据权利要求1所述的缠绕玻纤管用胶液，其特征在于，所述的纳米气相二氧化硅粒径为7～40nm。
3.根据权利要求1所述的缠绕玻纤管用胶液，其特征在于，该胶液的有效使用时间为8～12h。
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