CN103963320A - 竹基挤拉复合管的生产方法及该竹基挤拉复合管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种竹基挤拉复合管的生产方法及该竹基挤拉复合管,所述方法依次包括原材料的选择与处理、浸胶预成型、固化定型和切割成品，其特征在于：所述的原材料包括增强材料、粘结材料和添加剂，增强材料采用经脱水处理的竹纤维丝，粘结材料为树脂，添加剂为填料和固化剂，所述粘结材料与添加剂按比例调配成胶，竹纤维丝浸胶后均匀分布挤压入模形成初始管状物，加热加压固化后冷却，按使用长度要求切割获得成品。本发明方法简单、成本低廉、原材料可再生，产品拓展了竹基复合管的使用领域。同时用细小竹子和竹叉竹梢作为原材料,使竹资源得到更高水平的利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种竹基挤拉复合管的生产方法及采用该方法制成的竹基挤拉复合管。
背景技术
目前在给农业灌溉、给排水及石油化工防腐行业，普遍采用水泥管、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、玻璃钢管（玻璃纤维增强塑料管、玻璃纤维增强塑料夹砂管）、钢管、球墨铸铁管等传统管道。水泥管成本低，但强度低，重量重，管接头易漏；聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯管道质轻、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化工合成制品；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，但产品采用主要原料增强材料为高能耗的玻璃纤维，树脂为石油化工合成制品，产品及废料不可回收、不环保。钢管、球墨铸铁管等金属管道具有高能耗、高污染、不环保的缺点。因此使用这类管道产品，消耗着大量宝贵的石油资源、大量的能耗、资源不可再生、且在生产过程中对环境污染有较大的污染。近几年已发明的竹缠绕复合管符合节能环保、资源可再生等先进理念，且价格低于其它传统管道（除水泥管）。
专利号为2009100992792，专利名称为“竹纤维缠绕复合管的制备方法”的中国专利中公开了一种制备方法包括以下步骤：内衬层的制备；竹纤维预处理；竹纤维采用衬布粘接、或缝合、或编织的方式连接成一条连续的竹纤维带，并卷成卷；增强层的制备：将成卷的竹纤维带装在缠绕机上退卷，竹纤维带先通过树脂槽并涂上树脂，然后缠绕在直管模具的内衬层上，缠绕二层以上，经固化后形成增强层；外防护层的制备。上述方法制备的竹缠绕复合管只能替代其他材料的中大口径管道，对DN300mm以下的小口径管道生产，缠绕工艺有一定的局限性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足而提供一种适用于生产小口径管道的竹基挤拉复合管的生产方法以及该方法制备的竹基挤拉复合管，上述生产方法简单、成本低廉、原材料可再生，产品拓展了竹基复合管的使用领域。同时用细小竹子和竹叉竹梢作为原材料, 使竹资源得到更高水平的利用。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：该竹基挤拉复合管的生产方法，依次包括原材料的选择与处理、浸胶预成型、固化定型和切割成品，其特征在于：所述的原材料包括增强材料、粘结材料和添加剂，增强材料采用经脱水处理的竹纤维丝，粘结材料为树脂，添加剂为填料和固化剂，所述粘结材料与添加剂按比例调配成胶，竹纤维丝浸胶后均匀分布挤压入模形成初始管状物，加热加压固化后冷却，按使用长度要求切割获得成品。本发明采用竹纤维丝作为增强材料，采用挤拉制管的方式实现了小口径竹基复合管的生产，最小内径可以达到8mm，拓宽了竹基复合管的使用领域。
本发明所述的竹纤维丝优选采用小口径竹、野生小丛竹、竹梢、竹枝经过碾压后制成。本发明所述方法可以采用以往工艺中无法使用的下脚料，大大降低了生产成本。
本发明所述的竹纤维丝碾压后粗细范围优选直径小于等于1.2mm，长度范围优选为200mm-3000mm。上述粗细范围的竹纤维丝能够增加管道的密实度，上述长度范围的竹纤维丝提高了竹材料的利用率。
本发明所述的竹纤维丝脱水后，含水率控制在10%以内。上述含水率使得竹纤维柔且富有弹性，有利于后续加工，也便于储存。
本发明所述的树脂优选价廉的氨基类树脂。
本发明所述的填料优选硬质生物废料，颗粒大小优选范围为60目-120目。硬质生物肥料环保经济，可以增加管道的强度和抗压能力，同时可以降低成本。
本发明所述的竹纤维丝浸胶后优选按不规则轴向和径向有序排列，使各个方向竹纤维平均分布，上述方式简单易操作，保证了成品中各个方向的产品性能一致。
本发明所述的固化过程中，温度范围优选80～90度。固化温度对固化物的性能有重要影响，低温固化物的性能优于高温固化物的性能，但是低温固化会延长固化时间，不利于产业化高效率生产。上述固化温度能很好的兼顾产品性能和劳动效率。
本发明所述方法制得的竹基挤拉复合管，其特征在于：其内径为8mm-600mm，其径向截面上竹纤维丝无捻有序均匀地分布在由粘结材料和添加剂均匀混合形成的基材内，竹纤维丝与基材融为一体。本发明所述的竹基挤拉复合管具有增强材料，但没有明显增强层与内衬层和外保护层的界限，根据管子的刚度要求设置不同的管子壁厚，管体一次成型。因此本发明的内孔直径最小可以达到8mm，大大增加竹基复合管的品种和使用领域。
本发明与现有技术相比具有以下技术效果：1. 提高了小口径竹复合压力管的生产效率, 突破了以往竹缠绕复合管不适合加工成小口径管道的技术瓶颈，解决了小口径竹缠绕复合压力管制造效率低、加工成本较高,相对于其他传统管材无价格优势的技术难题。2. 竹缠绕复合压力管由于加工工艺要求，需要较粗胸径的竹材经加工成篾片后方能制造使用,本专利可使用任何粗细试竹子乃至竹叉竹梢, 提高了竹子的利用率，降低了加工难度和成本。
附图说明
图1为本发明所述竹基挤拉复合管径向截面示意图。
具体实施方式
1、原材料的选择与处理：
增强材料：优选采用小口径竹、野生小丛竹、竹梢、竹枝经过碾压后制得直径小于等于1.2mm，长度为200mm-3000mm的竹纤维丝，含水率控制在10%以内。
粘结材料：氨基类树脂。
添加剂：填料为硬质生物废料粉末，颗粒大小范围为60目-120目。固化剂根据粘结材料选择匹配的固化剂，属常规技术。
2、浸胶预成型：
竹纤维丝浸胶后均匀排列，排列的厚度根据管子的设计压力和刚度等级要求而确定，各个方向的竹纤维均匀分布。优选采用轴向和径向交替排列的方式，以一定的压力挤压进入相应的管模，形成初始管状物。
3、固化定型：
在动力作用下初始成型的管子匀速向前推进，进入加热固化区，固化温度为80-90度，管子在较短时间内固化定型，再进行水冷却定形。
4、切割成品：
固化后的产品经由牵拉机构将其送入切割区，由自动切割装置按预先设定的产品长度切割成品。
上述方法获得的成品其管内孔直径最小可以做到8mm，一般可以加工内孔直径在8mm~600mm的管道并获得稳定的产品性能。参见图1，本发明所述产品径向截面上竹纤维丝1无捻有序均匀地分布在由粘结材料和添加剂均匀混合形成的基材2内，竹纤维丝1与基材2融为一体。
上述方法加工的DN110规格的竹基挤拉复合管的性能测试结果为：
| 内壁粗糙度 | 最大牵引负荷 | 拉伸强度 | 环刚度 | 短时水压失效压力 |
| ≤0.01 | ≥54000N | ≥18MPa | ≥20000N/㎡ | ≥4.0MPa |
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种竹基挤拉复合管的生产方法，依次包括原材料的选择与处理、浸胶预成型、固化定型和切割成品，其特征在于：所述的原材料包括增强材料、粘结材料和添加剂，增强材料采用经脱水处理的竹纤维丝，粘结材料为树脂，添加剂为填料和固化剂，所述粘结材料与添加剂按比例调配成胶，竹纤维丝浸胶后均匀分布挤压入模形成初始管状物，加热加压固化后冷却，按使用长度要求切割获得成品。
2.根据权利要求1所述的竹基挤拉复合管的生产方法，其特征在于：所述的竹纤维丝采用小口径竹、野生小丛竹、竹梢、竹枝经过碾压后制成。
3.根据权利要求2所述的竹基挤拉复合管的生产方法，其特征在于：所述的竹纤维丝碾压后粗细范围直径小于等于1.2mm，长度范围为200mm-3000mm。
4.根据权利要求1、2或3所述的竹基挤拉复合管的生产方法，其特征在于：所述的竹纤维丝脱水后，含水率控制在10%以内。
5.根据权利要求1所述的竹基挤拉复合管的生产方法，其特征在于：所述的树脂为氨基类树脂。
6.根据权利要求1所述的竹基挤拉复合管的生产方法，其特征在于：所述的填料为硬质生物废料，颗粒大小范围为60目-120目。
7.根据权利要求1所述的竹基挤拉复合管的生产方法，其特征在于：所述的竹纤维丝浸胶后按不规则轴向和径向有序排列，使各个方向竹纤维平均分布。
8.根据权利要求1所述的竹基挤拉复合管的生产方法，其特征在于：所述的固化过程中，温度为80-90度。
9.一种根据权利要求1所述的生产方法制得的竹基挤拉复合管，其特征在于：其内孔直径为8mm-600mm，其径向截面上竹纤维丝无捻有序均匀地分布在由粘结材料和添加剂均匀混合形成的基材内，竹纤维丝与基材融为一体。
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