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Abstract

本发明公开了一种玻璃钢管道及其连续制造方法，包括如下步骤：(1)在芯棒的表面包裹上短切毡，然后使用第一树脂组合物对短切毡进行充分渗透，再使用玻璃纤维在短切毡表面进行纺织形成防漏层；(2)在步骤(1)得到的防漏层上缠绕玻纤再用第二树脂组合物浸润，并重复数次，得到半成品；(3)对步骤(2)得到的半成品进行升温固化成型，然后脱模得到所述的玻璃钢管道。该玻璃钢管道强度高，耐压性好，能有效防止渗漏，而且制造方法更加环保。

Description

一种玻璃钢管道的连续制造方法及制得的玻璃钢管道
技术领域
本发明属于玻璃钢管道制造领域，具体涉及一种玻璃钢管道的连续制造方法及制得的玻璃钢管道。
背景技术
玻璃钢(FRP)亦称作SMC，即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体。以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称谓为玻璃纤维增强塑料，或称谓玻璃钢。由于所使用的树脂品种不同，因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。质轻而硬，不导电，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀。可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等。
玻璃钢管道是一种轻质、高强、耐腐蚀的非金属管道。它是具有树脂基体重的玻璃纤维按工艺要求逐层缠绕在旋转的芯模上，并在纤维之间远距离均匀地铺上石英砂作为夹砂层。其管壁结构合理先进，能充分发挥材料的作用，在满足使用强度的前提下，提高了钢度，保证了产品的稳定性和可靠性。玻璃钢夹砂管以其优异的耐化学腐蚀、轻质高强，不结垢，抗震性强，与普通钢管比较使用寿命长，综合造价低，安装快捷，安全可靠等优点，被广大用户所接受。
公开号为CN 101786366 A的中国专利申请公开了一种玻璃纤维增强塑料管道的生产工艺，包括如下流程：(1)生产模具采用内模和外模；(2)玻璃纤维经不饱和聚酯树脂浸渍后缠绕在内模的外表面，同时另一组玻璃纤维经不饱和聚酯树脂浸渍后缠绕在外模的内表面；(3)在内外模玻璃纤维表层之间形成的环形模腔内用注射法注入填料与不饱和聚酯树脂组成的混合物；(4)生产模具通电加热，使树脂固化；(5)用牵引装置将树脂固化后形成的管道牵引拉出，并根据需要的尺寸进行切割。该生产工艺可设计性强，然而采用浸渍玻纤缠绕的方式，生产过程间歇化，可控性差，并且污染环境。
发明内容
本发明公开了一种玻璃钢管道的连续制造方法及制得的玻璃钢管道，该玻璃钢管道强度高，耐压性好，能有效防止渗漏，而且制造方法能够连续进行，提高了生产效率。
一种玻璃钢管道的连续制造方法，包括如下步骤：
(1)在芯棒的表面包裹上短切毡，然后使用第一树脂组合物对短切毡进行充分渗透，再使用第一玻璃纤维在短切毡表面进行纺织形成防漏层；
所述的第一树脂组合物的重量份组成如下：
(2)在步骤(1)得到的防漏层上缠绕第二玻璃纤维，缠绕后再通过注胶装置将第二树脂组合物涂布到第二玻璃纤维上，并重复数次，得到半成品；
其中，缠绕第二玻璃纤维时，先进行直向铺设，再进行捆扎；
“直向铺设”指的是每根玻纤绳的沿着芯棒的轴向方向延伸，多根之间在周向上平行排布并布满整个外壁；
“捆扎”指玻纤沿着芯棒的周向进行环向缠绕，用于稳定直向铺设的纱线；
所述的第二树脂组合物的重量份组成如下：
环氧乙烯基酯树脂 100份
固化剂 1～5份
固化促进剂 0.1～0.3份
(3)对步骤(2)得到的半成品升温进行固化，然后脱模得到所述的玻璃钢管道。
同现有技术的模压法相比，本发明的制造方法通过在芯棒上层层缠绕上玻璃纤维，能够实现玻璃钢管道的连续生产，并且采用该制造方法获得的玻璃钢管道强度更好。
作为优选，所述的短切毡的规格为400～700g/m2。
作为优选，所述的第一玻璃纤维和第二玻璃纤维各自独立的为玻纤D2400或玻纤D4800，这两种玻纤便宜易得，并且强度较高。
所述的环氧乙烯基酯树脂包括酚醛型环氧乙烯基酯树脂或者双酚A型环氧乙烯基酯树脂，作为优选，所述的环氧乙烯基酯树脂为酚醛型环氧乙烯基酯树脂，此时采用本发明的操作方式，得到的玻璃钢的强度更高。
所采用的树脂组合物对玻璃钢的强度影响最大，作为进一步的优选，所述的第一树脂组合物的重量份组成如下：
所述的第二树脂组合物的重量份组成如下：
D470-300树脂 100份
过氧化环己酮 1～5份
4～10％环烷酸钴水溶液 0.1～0.3份。此时，得到的静水试压数据高达25mpa，爆破试验数据高达30mpa，环向拉伸强度高达10MPa，应用范围广。
作为优选，步骤(1)中，渗透的温度为室温，渗透时间为2～5分钟。此时，能够使短切毡较好的渗透，便于后续操作的顺利进行。
作为优选，步骤(2)中，涂布第二树脂组合物时，所述注胶装置固定不动，所述芯棒相对所述注胶装置沿轴向匀速前进；
所述芯棒移动的速率为30～35cm/min，所述第二树脂组合物注入的速度为0.5～1L/min，注入的温度为40～50度。此时，能够保证树脂组合物均匀涂布，有利于提高玻璃钢管道的强度。
作为优选，步骤(3)中，加热固化的温度为205-210℃。
本发明还提供了一种玻璃钢管道，由所述的制造方法得到。该玻璃钢管道的各项强度较高，可以应用在化学工业、船用工艺、导电工艺、污水处理工业等各个领域。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
(1)本发明克服了传统模压法生产过程间歇化、固化时间长、可控性差和环境污染严重的缺点，整个生产过程连续化，生产效率高，并且提高了材料利用率，对环境污染小。
(2)本发明得到的玻璃钢管道强度高，耐压强度也显著提高，增加了应用领域。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明做进一步的描述。
实施例1
(1)在芯棒(规格为DN2.5cm*5M)的表面包裹上一层短切毡(规格为600g/m2)，然后将包裹有短切毡的芯棒放入盛有树脂组合物的树脂槽中，控制温度为室温，使第一树脂组合物向短切毡中进行渗透，2分钟后取出，然后使用玻纤D2400在短切毡的表面编织形成一层防漏层，短切毡和防漏层共同构成内模；
其中，所用的第一树脂组合物的配比如下：
(2)采用牵引装置使带有内模的芯棒以30～35公分/分钟匀速前进，同时在步骤(1)得到的内模的表面上，使用直向纱装置将玻纤D2400进行直向铺设，然后再使用缠绕装置将玻纤D2400进行单线缠绕，缠绕完成后，再通过注胶装置向玻纤表面注入第二树脂组合物使玻纤充分浸润；然后重复上述操作一次，得到半成品；
其中，“直向铺设”指玻纤的沿着芯棒的轴向方向延伸，直向铺设所用的纱线的根数为28根，“单线缠绕”指玻纤沿着芯棒的周向进行环向缠绕，用于稳定直向铺设的纱线；
其中，所用的树脂组合物的配比如下：
D470-300树脂 1000g
过氧化环己酮 10g
6％环烷酸钴水溶液 2g
组合物的注入速度为0.5L/min，树脂涂布的温度为45度；
(3)步骤(2)得到的半成品进入加热模腔后，升温至205-210℃进行固化成型，脱模得到玻璃钢管道，经过检测，静水试压数据为25mpa，爆破试验数据30mpa、环向拉伸强度10MPa。
实施例2
(1)在芯棒(规格为DN2.5cm*5M)的表面包裹上一层短切毡(规格为600g/m2)，然后将包裹有短切毡的芯棒放入盛有树脂组合物的树脂槽中，控制温度为室温，使树脂组合物向短切毡中进行渗透，2分钟后取出，然后使用玻纤D4800在短切毡的表面编织形成一层防漏层，短切毡和防漏层共同构成内模；
其中，所用的树脂组合物的配比如下：
(2)采用牵引装置使带有内模的芯棒以30～35公分/分钟匀速前进，同时在步骤(1)得到的内模的表面上，使用直向纱装置将玻纤D4800进行直向铺设，然后再使用缠绕装置将玻纤D4800进行单线缠绕，缠绕完成后，再通过注胶装置向玻纤表面注入树脂组合物使玻纤充分浸润；然后重复上述操作一次，得到半成品；
其中，直向铺设所用的纱线的根数为28根；
其中，所用的树脂组合物的配比如下：
D470-300树脂 1000g
过氧化环己酮 10g
6％环烷酸钴水溶液 2g
组合物的注入速度为0.5L/min，树脂涂布的温度为45度；
(3)步骤(2)得到的半成品进入加热模腔后，升温至205-210℃进行固化成型，脱模得到玻璃钢管道，经过检测，经过检测，静水试压数据为24mpa，爆破试验数据29mpa、环向拉伸强度10MPa。
实施例3
(1)在芯棒(规格为DN2.5cm*5M)的表面包裹上一层短切毡(规格为600g/m2)，然后将包裹有短切毡的芯棒放入盛有树脂组合物的树脂槽中，控制温度为室温，使树脂组合物向短切毡中进行渗透，2分钟后取出，然后使用玻纤D2400在短切毡的表面编织形成一层防漏层，短切毡和防漏层共同构成内模；
其中，所用的树脂组合物的配比如下：
(2)采用牵引装置使带有内模的芯棒以30～35公分/分钟匀速前进，同时在步骤(1)得到的内模的表面上，使用直向纱装置将玻纤D2400进行直向铺设，然后再使用缠绕装置将玻纤D2400进行单线缠绕，缠绕完成后，再通过注胶装置向玻纤表面注入树脂组合物使玻纤充分浸润；然后重复上述操作一次，得到半成品；
其中，直向铺设所用的纱线的根数为28根；
其中，所用的树脂组合物的配比如下：
D470-300树脂 1000g
过氧化环己酮 10g
6％环烷酸钴水溶液 2g
组合物的注入速度为0.3L/min，树脂涂布的温度为45度；
(3)步骤(2)得到的半成品进入加热模腔后，升温至205-210℃进行固化成型，脱模得到玻璃钢管道，经过检测，静水试压数据为23mpa，爆破试验数据29mpa、环向拉伸强度9MPa。
实施例4
(1)在芯棒(规格为DN2.5cm*5M)的表面包裹上一层短切毡(规格为600g/m2)，然后将包裹有短切毡的芯棒放入盛有树脂组合物的树脂槽中，控制温度为室温，使树脂组合物向短切毡中进行渗透，2分钟后取出，然后使用玻纤D2400在短切毡的表面编织形成一层防漏层，短切毡和防漏层共同构成内模；
其中，所用的树脂组合物的配比如下：
(2)采用牵引装置使带有内模的芯棒以30～35公分/分钟匀速前进，同时在步骤(1)得到的内模的表面上，使用直向纱装置将玻纤D2400进行直向铺设，然后再使用缠绕装置将玻纤D2400进行单线缠绕，缠绕完成后，再通过注胶装置向玻纤表面注入树脂组合物使玻纤充分浸润；然后重复上述操作一次，得到半成品；
其中，“直向铺设”所用的纱线的根数为28根；
其中，所用的树脂组合物的配比如下：
D411-350树脂 1000g
过氧化环己酮 10g
6％环烷酸钴水溶液 2g
组合物的注入速度为0.5L/min，树脂涂布的温度为45度；
(3)步骤(2)得到的半成品进入加热模腔后，升温至205-210℃进行固化成型，脱模得到玻璃钢管道，经过检测，静水试压数据为20mpa，爆破试验数据24mpa、环向拉伸强度7MPa。

Claims (7)

1.一种玻璃钢管道的连续制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在芯棒的表面包裹上短切毡，然后使用第一树脂组合物对短切毡进行充分渗透，再使用第一玻璃纤维在短切毡表面进行纺织形成防漏层；
所述的第一树脂组合物的重量份组成如下：
(2)在步骤(1)得到的防漏层上缠绕第二玻璃纤维，缠绕后再通过注胶装置将第二树脂组合物涂布到第二玻璃纤维上，并重复数次，得到半成品；
其中，缠绕第二玻璃纤维时，先进行直向铺设，再进行捆扎；
所述的第二树脂组合物的重量份组成如下：
环氧乙烯基酯树脂 100份
固化剂 1～5份
固化促进剂 0.1～0.3份
步骤(2)中，涂布第二树脂组合物时，所述注胶装置固定不动，所述芯棒相对所述注胶装置沿轴向匀速前进；
所述芯棒移动的速率为30～35cm/min，所述第二树脂组合物注入的速度为0.5～1L/min，注入的温度为40～50度；
(3)对步骤(2)得到的半成品升温进行固化，加热固化的温度为205-210℃，然后脱模得到所述的玻璃钢管道。
2.根据权利要求1所述的玻璃钢管道的连续制造方法，其特征在于，所述的短切毡的规格为400～700g/m2。
3.根据权利要求1所述的玻璃钢管道的连续制造方法，其特征在于，所述的第一玻璃纤维和第二玻璃纤维各自独立的为玻纤D2400或玻纤D4800。
4.根据权利要求1所述的玻璃钢管道的连续制造方法，其特征在于，所述的环氧乙烯基酯树脂为酚醛型环氧乙烯基酯树脂。
5.根据权利要求4所述的玻璃钢管道的连续制造方法，其特征在于，所述的第一树脂组合物的重量份组成如下：
所述的第二树脂组合物的重量份组成如下：
D470-300树脂 100份
过氧化环己酮 1～5份
4～10％环烷酸钴水溶液 0.1～0.3份。
6.根据权利要求1～5任一项所述的玻璃钢管道的连续制造方法，其特征在于，步骤(1)中，渗透的温度为室温，渗透时间为2～5分钟。
7.一种玻璃钢管道，其特征在于，由权利要求1～6任一项所述的制造方法得到。
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