CN108082765B - 化工容器的器壁结构及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工容器技术领域，特别涉及一种化工容器的器壁结构及生产方法。本发明所公开的化工容器器壁为三层复合结构，内层为成核剂改性的均聚聚丙烯塑料，中间层为无机材料改性的聚丙烯塑料，外层为抗氧化剂改性的聚丙烯塑料。这样内层耐腐蚀性好、耐高温且性能优良，中间层能对内、外层起固化支撑效果，外层有效减缓器壁老化，从而能大大提升化工容器的使用性能、增大容器尺寸、扩大适用范围。由于三层材质的基体相同，物化性能相近，热膨胀系数也相同，这样采用缠绕成型工艺由内至外依次叠加加工，便能使各层有效融合，从而保证器壁结构的整体性，提升化工容器的可靠性与稳定性。
Description
技术领域
本发明属于化工容器技术领域，特别涉及一种化工容器的器壁结构及生产方法。
背景技术
随着社会环保的意识提高，化工企业对化工容器的综合性能也越来越高。目前常规的塑料化工容器普遍存在以下缺点：耐磨性差、不耐高温，不能用于盛放需高温搅拌的化工原料，适用范围窄；露天使用时容易老化，使用寿命短，使得容器的损耗量大；塑料制大型立式容器通常强度和刚度较差，在长期使用后容易发生形变，从而危及容器可靠性，影响化工生产安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种化工容器的器壁结构及生产方法，安全稳定且经济实用。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种化工容器的器壁结构，所述化工容器器壁为三层复合结构，内层为成核剂改性的均聚聚丙烯塑料，中间层为无机材料改性的聚丙烯塑料，外层为抗氧化剂改性的聚丙烯塑料，所述的内层、中间层和外层相互融合为一体。
与内容物直接接触的内层耐腐蚀性好、耐高温且性能优良，中间层的强度增高对内、外层起固化支撑效果，外层则有效减缓器壁老化，从而能大大提升化工容器的使用性能、增大容器尺寸、扩大适用范围。同时，三层材质基体相同，物化性能相近，热膨胀系数也相同，各层能有效融合、加工性能好，能大大提升化工容器的可靠性与稳定性。
一种具有上述器壁结构的化工容器的生产方法，采用缠绕成型工艺由内至外依次叠加加工，在每一层带状物料的缠绕过程中，将带状物料加热至热熔状态，然后在模具上缠绕成型为管状，使带状物料的侧边在缠绕过程中相互搭接并在冷却后融为一体。
三层物料相互融合成为一体，能保证器壁结构的整体性，保证容器强度，使容器可以承受更大的压力。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1是本发明所述器壁结构的示意图。
图中：1.内层，2.中间层，3.外层。
具体实施方式
下面结合附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
一种化工容器的器壁结构，如图1所示，所述化工容器器壁为三层复合结构，内层1为成核剂改性的均聚聚丙烯塑料，中间层2为无机材料改性的聚丙烯塑料，外层3为抗氧化剂改性的聚丙烯塑料，所述的内层1、中间层2和外层3相互融合为一体。
内层1采用成核剂改性的均聚聚丙烯塑料，使其耐温性能大大提升，能用作高温条件下的搅拌容器，扩大化工容器的适用范围；中间层2添加固体无机材料对聚丙烯塑料进行改性，能显著增强中间层2的强度，使化工容器器壁更加坚固，能进一步增大容器尺寸；外层3采用抗氧化剂改性的聚丙烯材料，抗老化效果好，显著提升其耐候性能。又由于该器壁结构的内、中、外三层材质基体相同，这样各层的物化性能相近、热膨胀系数也相同，使器壁各层能有效融合、相互支撑，有效避免其他复合化工容器因温度变化导致的筒体分层脱落现象，保证化工容器器壁的稳定性和安全性能。
同时，由于内、外层1、3不包括任何固体颗粒，保留了聚丙烯材料良好的焊接性能，这样还便于化工容器的加工制作，使得器壁任何地方开口焊接的熔压深度和焊接系数都能满足需求，品质优良且外观光滑、整洁。
在具体实施时，内层1、中间层2和外层3的厚度由设备尺寸及所储存介质的工艺条件决定：具体厚度按欧州标准EN 12573:2000《静置常压焊接热塑储罐(槽)》计算强度计算获得，厚度计算可按纯聚丙烯材质计算。
优选的，所述内层1加入成核剂的重量比小于8％，内层1采用的成核剂为β成核剂。经改性的均聚聚丙烯材料能耐110℃的高温、摩擦系数小，能避免固体颗粒与器壁摩擦导致的器壁损坏、渗漏，可以作为搅拌容器广泛应用于高温条件下含固体介质的混合反应。而且，其收缩率也比普通聚丙烯材料小，从而有效减少产品尺寸误差，提升产品质量。
一种具有上述器壁结构的化工容器的生产方法：采用缠绕成型工艺由内至外依次叠加加工，在每一层带状物料的缠绕过程中，将带状物料加热至热熔状态，然后在模具上缠绕成型为管状，使带状物料的侧边在缠绕过程中相互搭接并在冷却后融为一体。在具体实施时，只需在上一层料带缠绕成型为管状且物料尚未完全冷却时，进行下一层的缠绕，便能保证邻近布置的两层物料相互融合为一体。
优选的，所述中间层2加入重量比为5％～10％的玻璃纤维和重量比为8％～12％的碳酸钙粉粒。在聚丙烯中加入玻璃纤维能提升材料的抗拉强度和耐温性能，加入8％～12％的碳酸钙粉粒，则能显著提高材料的缺口冲击强度、拉伸强度和弯曲强度，尤其是缺口冲击强度相较基体材料提高了整整一倍。
本实施例优选直径为250μm～350μm、长度为1mm～3mm的玻璃纤维和直径为30nm～50nm的轻质碳酸钙，这样添加料能与聚丙烯良好融合且加工便利。
具体的，在聚丙烯塑料中均匀加入重量比为8％、直径为250μm～350μm、长度为1mm～3mm的玻璃纤维和重量比为10％、直径为30nm～50nm的碳酸钙粉粒制成中间层2。具备这种中间层2的容器经试验证明，在容纳100m3、比重为1.4kg/m3液体的条件下，可耐120℃高温；向容器内添加温度为120℃、比重为1.81.4kg/m3的溶液达100m3时，仍能保证容器器壁的稳定性，器壁不开裂、无变形。
优选的，所述中间层2的带状物料的加热温度比内层1和外层3的带状物料的加热温度高5℃～10℃。这样既能保证中间层2的聚丙烯与玻璃纤维、碳酸钙粉粒的良好融合，还能保证带料的缠绕性能，降低收缩率，提升器壁结构的可靠性。
优选的，所述的中间层2采用双螺杆挤出机进行缠绕加工，双螺杆挤出机包括机筒和设于机筒内的螺杆，用于添加玻璃纤维和碳酸钙粉粒的所述机筒和螺杆的维氏硬度大于等于1000HV，所述的螺杆选用渗氮钢，螺杆的渗氮深度大于0.8mm。本实施例中，添加玻璃纤维、碳酸钙添加料的螺杆材质选用38CrMoAIA。这样在原有的制造设备上加以改造便能实现上述中间层2的生产，投资少、品质提升显著。
Claims (7)
1.一种化工容器的器壁结构，其特征在于：所述化工容器器壁为三层复合结构，内层(1)为成核剂改性的均聚聚丙烯塑料，中间层(2)为无机材料改性的聚丙烯塑料，外层(3)为抗氧化剂改性的聚丙烯塑料，所述的内层(1)、中间层(2)和外层(3)相互融合为一体。
2.根据权利要求1所述的化工容器的器壁结构，其特征在于：所述内层(1)加入成核剂的重量比小于8％，内层(1)采用的成核剂为β成核剂。
3.一种具有权利要求1所述器壁结构的化工容器的生产方法，其特征在于：采用缠绕成型工艺由内至外依次叠加加工，在每一层带状物料的缠绕过程中，将带状物料加热至热熔状态，然后在模具上缠绕成型为管状，使带状物料的侧边在缠绕过程中相互搭接并在冷却后融为一体。
4.根据权利要求3所述的化工容器的生产方法，其特征在于：所述中间层(2)加入重量比为5％～10％的玻璃纤维和重量比为8％～12％的碳酸钙。
5.根据权利要求4所述的化工容器的生产方法，其特征在于：所述玻璃纤维的长度范围在1mm～3mm，直径在250μm～350μm，碳酸钙为直径30nm～50nm的轻质碳酸钙。
6.根据权利要求4或5所述的化工容器的生产方法，其特征在于：所述中间层(2)的带状物料的加热温度比内层(1)和外层(3)的带状物料的加热温度高5℃～10℃。
7.根据权利要求6所述的化工容器的生产方法，其特征在于：所述的中间层(2)采用双螺杆挤出机进行缠绕加工，双螺杆挤出机包括机筒和设于机筒内的螺杆，用于添加玻璃纤维和碳酸钙粉粒的所述机筒和螺杆的维氏硬度大于等于1000HV，所述的螺杆选用渗氮钢，螺杆的渗氮深度大于0.8mm。
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