CN105017725A - 船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于船舶用玻璃钢管道，具体涉及一种船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法。所述船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，包括如下步骤：配置树脂胶液装填入胶槽中，玻璃纤维通过胶槽时在表面浸覆树脂胶液，然后将其均匀缠绕在法兰模芯上，加热固化，自然冷却后脱去模芯，得到船舶用玻璃钢管道连接件法兰；所述树脂胶液按重量份计包括如下组分中固化剂由芳香胺类固化剂和端环氧基聚氨酯组成。本发明提供的技术方案，通过调整固化剂组分和配比，巧妙地解决了法兰易开裂、“干纱”现象严重的问题，配置的树脂胶液非常适合采用缠绕法连续生产，法兰的综合性能优良，生产效率高，成品率高，排除了船舶用玻璃钢管道中连接件法兰的成型问题。
Description
技术领域
本发明属于船舶用玻璃钢管道，具体涉及一种船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法。
背景技术
玻璃钢管主要以玻璃纤维作为增强材料和树脂作为基体制成，其具有许多其它管材无法取代的优越性能，近年来玻璃钢管道在船舶上也得到越来越广泛的应用。
玻璃钢管道之所以能够在船舶上广泛应用，在于其具有其它金属管材无法比拟的优越性：比如具有优良的耐腐蚀性能，比重小、重量轻，安装简便、迅速、维修方便，水力学性能优异，设计灵活、产品适应性强，使用寿命长、安全可靠。
玻璃钢管道及其附件的生产方法主要包括：手糊法、缠绕法、压制法、拉挤法、离心浇注法。其中缠绕法工业化应用最广，缠绕法是在控制张力和预定线性的条件下，以浸由树脂胶液的连续玻璃纤维纱缠绕到模具上。
玻璃钢管之间的连接方式主要包括：O型密封圈承插连接、粘接、键锁紧接头连接、键锁紧套筒连接和法兰连接。其中法兰连接受限最小，应用的范围最广。法兰上设有连接孔，因此需要在玻璃钢成型的坯体上打孔。
目前玻璃钢管道和管道附件比如法兰所用的树脂基材料主要是环氧树脂体系，环氧树脂本身存在硬度大、脆性大等缺点，使得其在打孔时开裂，或是在管道打压时出现裂纹，严重降低了产品的合格率，甚至影响整个管道系统的质量；另外，由于树脂体系和玻璃纤维的浸润性差，特别是在法兰、弯头等玻璃钢管道附件上“干纱”现象尤其严重，而“干纱”会严重影响材料的力学性能，使玻璃钢拉伸强度、弯曲强度、管刚度等均严重下降，对于水压较大的连接部位，容易导致渗水。船舶使用环境复杂，虽然仅仅是连接部件，但也在一定程度上限制了玻璃钢管道在船舶上的应用。
发明内容
本发明提供了一种船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，用以解决目前法兰打孔易开裂及易出现“干纱”的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：所述船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，包括如下步骤：配置树脂胶液装填入胶槽中，玻璃纤维通过胶槽时在表面浸覆树脂胶液，然后将其均匀缠绕在法兰模芯上，加热固化，室温自然冷却后脱去模芯，得到船舶用玻璃钢管道连接件法兰；
所述树脂胶液按重量份计包括如下组分：
所述端环氧基聚氨酯是一种通过由聚酯二元醇或聚四氢呋喃醚二醇与甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯反应而合成的端异氰酸酯聚氨酯预聚体与含羟基和缩水甘油醚的物质合成的含有柔性增韧链段的大分子物质。但是端环氧基聚氨酯的耐热性，特别是耐水性差，易于水解，而芳香胺类固化剂的适量添加，由于苯环的存在，使环氧树脂分子间还存在刚性分子键接，解决了耐热、耐水的问题。另外，适量的硅烷偶联剂有效的改善了树脂组合物和玻璃纤维的浸润性问题。上述各组分间相容性好，易于搅拌混合均匀，反应效果理想。
进一步的，所述树脂胶液的粘度500cps～3000cps。粘度低时升温固化时会出现严重的漏胶现象从而导致树脂含量偏低出现“干纱现象”，粘度高时玻璃纤维通过胶槽时带胶困难。
进一步的，所述端环氧基聚氨酯的数均分子量为1500～5000，优选3600
。分子量过低，柔性链段过短，断裂伸长率低，分子量过高则剪切强度和冲击强度都会急剧下降，同时也会导致整个胶液体系的粘度的增大。
进一步的，所述环氧树脂为E-51或E-54。环氧量与端环氧基聚氨酯的比值与力学性能密切相关。
进一步的，所述芳香胺类固化剂为二乙基甲苯二胺。粘度低，可以帮助调节体系粘度。
进一步的，所述硅烷偶联剂为KH550或KH560。
进一步的，所述消泡剂为BYK-066N、BYK-A530或BYK-A550。
进一步的，所述稀释剂由5～10份苯二酚基二缩水甘油醚和1～3份聚丙二醇组成。
进一步的，所述树脂胶液的配置过程如下：先将把端环氧基聚氨酯和稀释剂在40～60℃条件下混匀，然后加入环氧树脂和硅烷偶联剂在40～60℃条件下混匀，最后加入芳香胺类固化剂和消泡剂混匀。
进一步的，所述固化过程中固化时间为1-4小时，固化温度为100-150℃。与普通环氧树脂相比，固化时间控制的相对较长，为了使端环氧基聚氨酯能够与环氧树脂充分反应，保证改性效果。
本发明提供的技术方案，通过调整固化剂组分和配比，巧妙的解决了法兰打孔易开裂、“干纱”现象严重的问题，配置的树脂胶液非常适合采用缠绕法连续生产，法兰的综合性能优良，生产效率高，成品率高，排除了船舶用玻璃钢管道中连接件法兰的成型问题。
具体实施方式
实施例1
本发明所述船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，包括如下步骤：配置树脂胶液装填入胶槽中，玻璃纤维通过胶槽时在表面浸覆树脂胶液，然后将其均匀缠绕在法兰模芯上，缠绕完成后将其置于烘箱中加热固化，控制固化时间1.5h，固化温度135℃，冷却后脱去模芯，得到船舶用玻璃钢管道连接件法兰。
所述树脂胶液按重量份计包括如下组分：
其中所述端环氧基聚氨酯的数均分子量为3000，
所述树脂胶液的配置过程如下：先将把端环氧基聚氨酯、苯二酚基二缩水甘油醚和聚丙二醇在40～60℃条件下在搅拌釜中混匀，然后加入环氧树脂和硅烷偶联剂在40～60℃条件下于搅拌釜中充分混匀获得中间混合物备用，待玻璃纤维准备到位，缠绕模式设计完成，模芯设置到位后，将芳香胺类固化剂和消泡剂与中间混合物混匀获得粘度为1900cps的树脂胶液，将其装入胶槽中并马上成型加工。
实施例2
本发明所述船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，包括如下步骤：配置树脂胶液装填入胶槽中，玻璃纤维通过胶槽时在表面浸覆树脂胶液，然后将其均匀缠绕在法兰模芯上，缠绕完成后将其置于烘箱中加热固化，控制固化时间2.5h，固化温度120℃，冷却后脱去模芯，得到船舶用玻璃钢管道连接件法兰。
所述树脂胶液按重量份计包括如下组分：
其中所述端环氧基聚氨酯的数均分子量为4000
所述树脂胶液的配置过程如下：先将把端环氧基聚氨酯、苯二酚基二缩水甘油醚和聚丙二醇在40～60℃条件下在搅拌釜中混匀，然后加入环氧树脂和硅烷偶联剂在40～60℃条件下于搅拌釜中充分混匀获得中间混合物备用，待玻璃纤维准备到位，缠绕模式设计完成，模芯设置到位后，将芳香胺类固化剂和消泡剂与中间混合物混匀获得粘度为2200cps的树脂胶液，将其装入胶槽中并马上成型加工。
实施例3
本发明所述船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，包括如下步骤：配置树脂胶液装填入胶槽中，玻璃纤维通过胶槽时在表面浸覆树脂胶液，然后将其均匀缠绕在法兰模芯上，缠绕完成后将其置于烘箱中加热固化，控制固化时间2h，固化温度130℃，冷却后脱去模芯，得到船舶用玻璃钢管道连接件法兰。
所述树脂胶液按重量份计包括如下组分：
其中所述端环氧基聚氨酯的数均分子量为3500
所述树脂胶液的配置过程如下：先将把端环氧基聚氨酯、苯二酚基二缩水甘油醚和聚丙二醇在40～60℃条件下在搅拌釜中混匀，然后加入环氧树脂和硅烷偶联剂在40～60℃条件下于搅拌釜中充分混匀获得中间混合物备用，待玻璃纤维准备到位，缠绕模式设计完成，模芯设置到位后，将芳香胺类固化剂和消泡剂与中间混合物混匀获得粘度为2000cps的树脂胶液，将其装入胶槽中并马上成型加工。
实施例4性能测试
为了说明本发明技术方案的技术效果，进行一系列性能测试实验，具体结果如表1所示。
表1
水压测试条件为：3MPa维持30分钟
对比例与实施例1的区别在于固化剂组成由芳香胺类固化剂和端环氧基聚氨酯变为等质量的脂肪族固化剂。
Claims (10)
1.一种船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，包括如下步骤：配置树脂胶液装填入胶槽中，玻璃纤维通过胶槽时在表面浸覆树脂胶液，然后将其均匀缠绕在法兰模芯上，加热固化，自然冷却后脱去模芯，得到船舶用玻璃钢管道连接件法兰；其特征在于，所述树脂胶液按重量份计包括如下组分：
2.根据权利要求1所述一种船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，其特征在于，所述树脂胶液的粘度500cps～3000cps。
3.根据权利要求1所述一种船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，其特征在于，所述端环氧基聚氨酯的数均分子量为1500～5000，优选3600。
4.根据权利要求1所述一种船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，其特征在于，所述环氧树脂为E-51或E-54。
5.根据权利要求1所述一种船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，其特征在于，所述芳香胺类固化剂为二乙基甲苯二胺。
6.根据权利要求1所述一种船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550或KH560。
7.根据权利要求1所述一种船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，其特征在于，所述消泡剂为BYK-066N、BYK-A530或BYK-A550。
8.根据权利要求1所述一种船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，其特征在于，所述稀释剂由5～10份苯二酚基二缩水甘油醚和1～3份聚丙二醇组成。
9.根据权利要求1所述一种船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，其特征在于，所述树脂胶液的配置过程如下：先将把端环氧基聚氨酯和稀释剂在40～60℃条件下混匀，然后加入环氧树脂和硅烷偶联剂在40～60℃条件下混匀，最后加入芳香胺类固化剂和消泡剂混匀。
10.根据权利要求1所述一种船舶用玻璃钢管道连接件法兰的成型方法，其特征在于，所述固化过程中固化时间为1-4小时，固化温度为100-150℃。
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