CN105508809A - 一种竹缠绕复合管的内衬层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种竹缠绕复合管的内衬层及其制备方法，该内衬层沿着管道的径向，由内至外依次包括天然纤维织物层和增强织物层，天然纤维织物层的天然纤维织物和增强织物层的增强织物均浸有胶黏剂，天然纤维织物浸胶率大于92％，增强织物浸胶率大于71％，胶黏剂包括树脂和固化剂。该方法包括如下步骤：首先制备脱模层；在脱模层表面淋一层胶黏剂，接着缠绕天然纤维织物，使胶黏剂浸润天然纤维织物，以获得天然纤维织物层；在天然纤维织物层表面淋一层胶黏剂，缠绕增强织物，使胶黏剂浸润增强织物，以获得增强织物层；然后进行固化处理获得所需的内衬层。本发明内衬层具有良好的防渗漏性和防腐蚀性，满足卫生要求，制备方法操作简单，效率高。

Description

一种竹缠绕复合管的内衬层及其制备方法

技术领域

本发明属于压力管道内衬层制备领域，更具体地，涉及一种竹缠绕复合管的内衬层及其制备方法。

背景技术

目前在城市给排水、水利、农田灌溉、石油污水处理、工业循环水等领域，所用的管道普遍为钢管、球墨铸铁管、聚乙烯管、聚氯乙烯管、水泥管、钢衬水泥管、玻璃钢管、玻璃钢夹砂管等。其中，钢管和球墨铸铁管的原料的生产过程会排放大量的废气、废水、废渣，造成严重的环境污染，并且管体重量大，运输成本高，施工困难；聚乙烯管和聚氯乙烯管原料均为石油产品的合成品，消耗石油资源；水泥管和钢衬水泥管易渗漏，造成环境污染，且重量大，运输成本高，施工困难；玻璃钢管和玻璃钢夹砂管是由具有高能耗的玻璃纤维制成，消耗石油资源，且产品及废料不可回收、不环保。因此，目前所用的管道普遍具有消耗石油资源、不环保的缺点。

为克服上述问题，现有技术中研究获得了一种新型复合管道，例如，CN200920121209.8公开了一种竹纤维缠绕复合管，该复合管沿管径方向，由内到外依次为内衬层、增强层、外防护层，所述增强层为连续的竹纤维带缠绕在内衬层上的竹纤维层；CN201320697993.3公开了一种热固型竹砂复合压力管，该压力管径向由内至外分别设置有内衬层、内增强层、砂胶层、外增强层和外防护层，所述内衬层和外防护层之间由内至外依次设置有竹篾缠绕而成的内增强层、矿砂胶水搅拌而成的增厚层和竹篾缠绕而成的外增强层。上述竹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。

然而，上述公开的现有技术中均未提到竹缠绕复合管内衬层的具体结构及其制备方法，而内衬层作为竹缠绕复合管中与输送介质直接接触的内层，尤为重要，需保证防渗漏、防腐蚀，且需满足卫生要求。因此，需研究设计一种满足竹缠绕复合管需求的内衬层。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种内衬层，其中结合竹缠绕复合管自身的特征及其制备工艺特点，相应设计了竹缠绕复合管的内衬层，通过对内衬层的具体结构及其具体制备方法及工艺的研究和设计，获得满足防渗漏、防腐蚀及卫生要求的适用于竹缠绕复合管的内衬层，使得具备该内衬层的竹缠绕复合管适用于农业灌溉、给排水工程及石油化工防腐等多种场合。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种竹缠绕复合管的内衬层，该内衬层沿着竹缠绕复合管径向，由内至外依次包括天然纤维织物层和增强织物层，所述天然纤维织物层的天然纤维织物和所述增强织物层的增强织物均浸有胶黏剂，所述天然纤维织物浸胶率大于92％，所述增强织物浸胶率大于71％，所述胶黏剂至少包括树脂和固化剂。

进一步优选的，该内衬层沿着该竹缠绕复合管径向，由内至外在增强织物层的外表面还具有网格布层。

进一步优选的，所述天然纤维织物纵向拉伸强度不小于15N/5cm，横向拉伸强度不小于7N/5cm。

进一步优选的，所述天然纤维织物为竹纤维无纺布或木纤维无纺布。

进一步优选的，所述竹纤维无纺布或木纤维无纺布的单位面积质量为35g/m²～40g/m²。

进一步优选的，所述增强织物纵向拉伸强度不小于150N/5cm，横向拉伸强度不小于60N/5cm。

进一步优选的，所述增强织物为玻璃纤维针织毡。

进一步优选的，所述树脂为环氧树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂中的一种。

进一步优选的，所述内衬层的厚度范围为1.2mm～1.8mm。

按照本发明的另一个方面，提供了一种竹缠绕复合管的内衬层的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备脱模层：在管模具上缠绕聚酯薄膜以获得脱模层；

(2)配制胶黏剂：向树脂中添加一定比例的固化剂，搅拌混合均匀，以获得胶黏剂；

(3)制备天然纤维织物层：在所述脱模层的表面淋一层胶黏剂，同时缠绕天然纤维织物，使该胶黏剂浸润该天然纤维织物，以获得天然纤维织物层；

(4)制备增强织物层：在所述天然纤维织物层的表面淋一层胶黏剂，同时缠绕增强织物，用滚刷在所述增强织物表面滚压，使该胶黏剂浸润该增强织物并赶尽气泡，以获得增强织物层；

(5)固化处理：将所述管模具连同制备好的内衬层进行固化处理，固化完成后获得所需的内衬层。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明设计的一种竹缠绕复合管的内衬层，该内衬层由内至外依次包括天然纤维织物层和增强织物层，并且天然纤维织物层和增强织物层均浸有胶黏剂，起到防腐防渗漏作用，通过采用天然纤维织物层作为内衬层的内表面，当管道用于输送饮用水时，绿色环保，对人体无害，能够满足卫生要求，且天然纤维织物层如竹纤维无纺布或木纤维无纺布的横向、纵向拉伸强度高，由此使得竹纤维无纺布或木纤维无纺布层可实现机械缠绕，提高生产效率；通过设置增强织物层可有效增强内衬层的强度，提高内衬层的防渗漏性能；通过多次试验得出，天然纤维织物应满足浸胶率大于92％，增强织物应满足浸胶率大于71％的要求，才能符合竹缠绕复合管内衬层的密封要求，如果浸胶率低于上述值，制出的内衬层内部层与层之间粘合性差，防渗防腐性能大大降低。此外，也可在增强织物层外设置网格布层，以勒紧天然纤维织物层和增强织物层，进而赶出胶黏剂中的气泡，进一步提高内衬层的强度与质量。

2.本发明还对内衬层中的天然纤维织物层和增强织物层的拉伸强度以及单位面积质量等参数进行了研究和设定，天然纤维织物纵向拉伸强度不小于15N/5cm，横向拉伸强度不小于7N/5cm，使其满足机械缠绕要求，增强织物纵向拉伸强度不小于150N/5cm，横向拉伸强度不小于60N/5cm，使其满足内衬层防渗所需的强度要求及缠绕工艺要求，经过不断地试验，发现选用单位面积质量为35g/m²～40g/m²的竹纤维无纺布或木纤维无纺布可以使浸胶率达到95％以上的同时，拉伸强度优异，符合机械缠绕要求，并且绿色环保，满足卫生要求；此外，本发明还对竹缠绕复合管的内衬层的制备方法进行了研究，该方法制备工艺简单，操作方便，缠绕出的内衬层结合紧密，密封性好。通过本发明的方法可制备出满足防渗漏、防腐蚀及卫生要求的适用于竹缠绕复合管的内衬层，并且具备该内衬层的竹缠绕复合管可适用于农业灌溉、给排水工程及石油化工防腐等多种场合。

附图说明

图1是本发明的内衬层示意图；

图2是本发明的内衬层制备方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明的一种竹缠绕复合管的内衬层，内衬层沿着管道径向，由内至外依次为天然纤维织物层1和增强织物层2，所述天然纤维织物层的天然纤维织物和所述增强织物层的增强织物均浸有胶黏剂，所述胶黏剂至少包括树脂和固化剂，还可以根据具体情况加入促进剂或其他助剂。

具体的，本发明选用天然纤维织物作为内衬层的最内层，可使得内衬层满足所需的卫生条件，所述天然纤维织物可以为植物纤维织物、动物纤维织物或矿物纤维织物等，具体可以为麻纤维无纺布、木纤维无纺布、竹纤维无纺布、蚕丝纤维无纺布、碳纤维无纺布等，在满足卫生条件的同时，还可满足机械缠绕要求；所述天然纤维织物浸胶率大于92％，所述增强织物浸胶率大于71％，由于内衬层主要作用是防腐和防渗，胶黏剂的密封性是保证防腐防渗的主要条件，通过将天然纤维织物浸胶率控制在大于92％的范围内，增强织物浸胶率控制在大于71％的范围内，可保证内衬层的防腐、防渗性能；为了满足缠绕的机械要求以及强度要求，所述天然纤维织物纵向拉伸强度需不小于15N/5cm，横向拉伸强度需不小于7N/5cm，满足上述条件的优选的天然纤维织物为竹纤维无纺布或木纤维无纺布；所述增强织物纵向拉伸强度不小于150N/5cm，横向拉伸强度不小于60N/5cm，增强织物可以为任意符合上述拉伸强度要求和浸胶率的用以增加强度的织物，优选为强度高的玻璃纤维针织毡。

此外，所述胶黏剂中的树脂为环氧树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂中的一种，这三种胶黏剂均具有良好的耐腐蚀性；当所述天然纤维织物为竹纤维无纺布或木纤维无纺布时，其单位面积质量优选为35g/m²～40g/m²，经过试验数据得出，选用35g/m²～40g/m²的竹纤维无纺布既满足拉力要求，又能保证浸胶率在95％以上，当选用单位面积质量超过40g/m²的竹纤维无纺布时，浸胶率低，缠绕时会导致分层，缠绕出的内衬层性能差；所述增强织物优选为强度高的玻璃纤维针织毡，采用增强织物以增大内衬层的强度保证防渗漏，有玻璃纤维针织毡对天然纤维织物层的保护，能起到一定的抵抗防渗作用；内衬层的厚度优选为1.2mm～1.8mm，在保证防渗防腐的前提下，减少材料使用量，节约成本。为保证内衬层的制作质量，玻璃纤维针织毡的含水率应不大于0.5％，竹纤维无纺布或木纤维无纺布的含水率应不大于11％。

如图2所示，本发明的一种竹缠绕复合管的内衬层的制备方法，其包括如下步骤：

(1)制备脱模层：在管模具上缠绕聚酯薄膜以获得脱模层；

(2)配制胶黏剂：向树脂中添加一定比例的固化剂，搅拌混合均匀，以获得胶黏剂；

(3)制备天然纤维织物层：在所述脱模层的表面淋一层胶黏剂，同时缠绕天然纤维织物，使该胶黏剂浸润该天然纤维织物，以获得天然纤维织物层1；

(4)制备增强织物层：在所述天然纤维织物层1的表面淋一层胶黏剂，同时缠绕增强织物，用滚刷在所述增强织物表面滚压，使该胶黏剂浸润该增强织物并赶尽气泡，以获得增强织物层2；

(5)固化处理：将所述管模具连同制备好的内衬层进行固化处理，固化完成后获得所需的内衬层。

下面将详细说明本发明的竹缠绕复合管的内衬层的制备方法，该方法具体包括如下步骤：

(1)制备脱模层：匀速转动用于制备内衬层的管模具，将聚酯薄膜在管模具的表面从其一端向另一端均匀缠制一遍以获得聚酯薄膜层，该聚酯薄膜层为用以脱模的脱模层，缠制时需保证聚酯薄膜缠平不能有褶皱；

(2)配制胶黏剂：向树脂中添加一定比例的固化剂，根据树脂种类、环境温度和湿度、制品制作时间，确定固化剂比例；搅拌混合均匀，以获得胶黏剂；

(3)制备天然纤维织物层：保持管模具匀速转动，用淋胶装置在聚酯薄膜层的表面均匀的淋一层胶黏剂如环氧树脂、乙烯基酯树脂或不饱和聚酯树脂，缠绕竹纤维无纺布(或木纤维无纺布)，以获得竹纤维无纺布(或木纤维无纺布)层，保证树脂足够多，以使竹纤维无纺布(或木纤维无纺布)完全浸润(浸胶率大于92％)；树脂中需添加固化剂及促进剂适量，防止固化太快来不及操作，固化太慢影响效率；采用竹纤维无纺布(或木纤维无纺布)作为内表面，其纵向拉伸强度大于15N/5cm，横向拉伸强度大于7N/5cm，均能满足机械缠绕的要求，因此，采用抗拉强度较高的竹纤维无纺布(或木纤维无纺布)作为内表面材料，可实现机械缠绕，提高生产效率；

(4)制备增强织物层：天然纤维织物层缠好后，在竹纤维无纺布(或木纤维无纺布)层的表面淋一层树脂，然后缠绕玻璃纤维针织毡以获得玻璃纤维针织毡层，同时用羊毛辊在玻璃纤维针织毡的表面滚压，以赶尽气泡，玻璃纤维针织毡局部没有浸透的区域，需补淋树脂并滚压至浸透；增强织物层是内衬层中起强度增强作用的最主要部分，如果内衬层没有强度，水很容易渗漏入竹缠绕复合管的增强层中，内衬层就起不到防渗漏、保护竹增强层的作用；针织毡缠好后，可以将网格布缠绕在玻璃纤维针织毡层2的表面，同时用羊毛辊滚压，用以勒紧针织毡，进一步赶尽树脂中的气泡；

(5)固化处理：管模具转速调为零，停止转动后，将管模具连同制备好的内衬层吊装至固化机上进行固化，需要时可开启烤灯进行加热固化，固化后获得所需的内衬层，模具在吊装过程中，应保证模具平稳落下或吊起，防止模具在吊装过程中与设备发生碰撞。

具体而言，聚酯薄膜的搭接宽度为1cm～2cm，聚酯薄膜需无破损，无皱折，两面光滑洁净；天然纤维织物的搭接宽度为10mm～20mm，断头及边缘有破损时要及时补上；玻璃纤维针织毡的搭接宽度为10mm～20mm，玻璃纤维针织毡的搭接层数不超过三层，剪断处要摊平、压住；网格布搭接宽度为10mm～20mm。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种竹缠绕复合管的内衬层，其特征在于，该内衬层沿着竹缠绕复合管径向，由内至外依次包括天然纤维织物层(1)和增强织物层(2)，所述天然纤维织物层的天然纤维织物和所述增强织物层的增强织物均浸有胶黏剂，所述天然纤维织物浸胶率大于92％，所述增强织物浸胶率大于71％，所述胶黏剂包括树脂和固化剂。

2.如权利要求1所述的竹缠绕复合管的内衬层，其特征在于，所述内衬层沿着该竹缠绕复合管径向，由内至外在增强织物层(2)的外表面还具有网格布层。

3.如权利要求1所述的竹缠绕复合管的内衬层，其特征在于，所述天然纤维织物为竹纤维无纺布或木纤维无纺布。

4.如权利要求1所述的竹缠绕复合管的内衬层，其特征在于，所述天然纤维织物纵向拉伸强度不小于15N/5cm，横向拉伸强度不小于7N/5cm。

5.如权利要求4所述的竹缠绕复合管的内衬层，其特征在于，所述竹纤维无纺布或木纤维无纺布的单位面积质量为35g/m²～40g/m²。

6.如权利要求1所述的竹缠绕复合管的内衬层，其特征在于，所述增强织物纵向拉伸强度不小于150N/5cm，横向拉伸强度不小于60N/5cm。

7.如权利要求6所述的竹缠绕复合管的内衬层，其特征在于，所述增强织物为玻璃纤维针织毡。

8.如权利要求7所述的竹缠绕复合管的内衬层，其特征在于，所述树脂为环氧树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂中的一种。

9.如权利要求7所述的竹缠绕复合管的内衬层，其特征在于，所述内衬层的厚度范围为1.2mm～1.8mm。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的竹缠绕复合管的内衬层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备脱模层：在管模具上缠绕聚酯薄膜以获得脱模层；

(2)配制胶黏剂：向树脂中添加一定比例的固化剂，搅拌混合均匀，以获得胶黏剂；

(3)制备天然纤维织物层：在所述脱模层的表面淋一层胶黏剂，同时缠绕天然纤维织物，使该胶黏剂浸润该天然纤维织物，以获得天然纤维织物层(1)；

(4)制备增强织物层：在所述天然纤维织物层(1)的表面淋一层胶黏剂，同时缠绕增强织物，用滚刷在所述增强织物表面滚压，使该胶黏剂浸润该增强织物并赶尽气泡，以获得增强织物层(2)；

(5)固化处理：将所述管模具连同制备好的内衬层进行固化处理，固化完成后获得所需的内衬层。