CN113400686A - 海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩及其拉挤成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩及其拉挤成型方法；包括如下步骤：牵引纤维和多轴向纤维织物，将纤维进行穿纱排纱和浸胶处理，对多轴向纤维织物进行铺层和浸胶处理，浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物在牵引力的作用进入模具，固化，拉挤，获得防蚀保护罩；其中，模具入口端的温度设定为90‑130℃，模具出口端的温度设定为115‑155℃，多轴向纤维织物由0°方向纤维、90°方向纤维和短切毡编织而成，多轴向纤维织物单重为890g/m2,其中0°方向纤维单重为160g/m2、90°方向的纤维单重为500g/m2、短切毡单重为230g/m2；浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物的牵引方向夹角为0°；可代替手工糊制，获得的产品具有好的抗冲击性能和拉伸性。

Description

海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩及其拉挤成型方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，尤其是涉及一种海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩及其拉挤成型方法。
背景技术
浪花飞溅区是海洋钢结构设施腐蚀最为严重的区域，主要的原因是，在浪花飞溅区，钢表面受到海水的周期性润湿，处于干湿交替状态，氧供应充分，盐分不断浓缩，加之阳光、风吹和海水环境等协同作用导致发生最严重的腐蚀。
针对海洋钢结构设施浪花飞溅区的保护，目前使用最多的是复层矿脂包覆防腐技术，该技术最重要的一部分就是在外层使用复合材料制备的大型海洋防腐蚀保护罩，其主要作用是保护钢铁结构外包覆的各种防腐蚀材料。在现有技术中，防蚀保护罩的生产方式均为手糊制作，这种生产方式工序复杂，生产效率低、速度慢、生产周期长，不太适合批量大的产品，另外由于操作人员技能水平不同及制作环境条件的影响，手工糊制产品质量的稳定性差，且产品性能提升率有限，无法获得长期发展。
因此，针对上述问题本发明急需提供一种海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩及其拉挤成型方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩及其拉挤成型方法，通过海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩拉挤成型方法以解决现有技术中存在的防蚀保护罩的生产方式均为手糊制作，这种生产方式工序复杂，生产效率低、速度慢、生产周期长，不太适合批量大的产品，另外由于操作人员技能水平不同及制作环境条件的影响，手工糊制产品质量的稳定性差，且产品性能提升率有限，无法获得长期发展的技术问题。
本发明提供了一种海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法，包括如下步骤：
牵引纤维和多轴向纤维织物，将纤维进行穿纱排纱和浸胶处理，对多轴向纤维织物进行铺层和浸胶处理，获得浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物；
浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物在牵引力的作用进入具有加热功能的模具，固化，拉挤成型，获得防蚀保护罩；
其中，模具入口端的温度设定为90-130℃，模具出口端的温度设定为115-155℃，
多轴向纤维织物由0°方向纤维、90°方向纤维和短切毡编织而成，多轴向纤维织物单重为890g/m2,其中0°方向纤维单重为160g/m2、90°方向的纤维单重为500g/m2、短切毡单重为230g/m2；
浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物的牵引方向夹角为0°。
优选地，牵引力为200KN-400KN，拉挤速度为0.08m/min-0.2m/min。
优选地，牵引力为350KN的，速度为0.2m/min。
优选地，纤维为无碱玻璃纤维，多轴向纤维织物为无碱玻璃玻璃纤维。
优选地，纤维和轴向纤维织物均浸润于树脂基体中；按照重量份数计，树脂基体包括树脂100份、脱模剂0.1-3份、固化剂10-15份和填料10-50份。
优选地，树脂为不饱和聚酯树脂，脱模剂为溶液型内脱模剂，固化剂为苯乙烯类化合物、过氧化物或偶氮化合物中的至少一种；填料为重质碳酸钙、氢氧化铝、轻质碳酸钙中的至少一种。
优选地，浸胶后的纤维和多轴向纤维织物总体积与树脂基体的体积比为X：(1-X)，其中0.4≤X≤0.8。
优选地，获得的海洋防蚀保护罩的内径为0.8-1.5m。
本发明还提供了一种基于如上述中任一项所述的海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法获得的防蚀保护罩。
优选地，包括呈半圆状的弧形板，弧形板的两侧分别设有向侧向延伸的侧板；弧形板内径为0.8-1.5m，各侧板的厚度为8-10mm；其中，弧形板包括中间段和分设中间段两侧的侧弧形段，中间段的厚度为3-5mm,侧弧形段的厚度由中间段向侧板方向呈渐变增加，增加至与侧板的厚度相同；弧形板与侧板的夹角为90-120°。
本发明提供的一种海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法与现有技术相比具有以下进步：
1、本发明通过海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法可以快速机械化制备大型防蚀保护罩，无需再人工手糊制，节省劳动力，工作效率高，降低成本。
2、本发明通过海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法获得的大型防蚀保护罩具有很好的抗冲击能力和拉伸性能，均远远超过国家标准。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中所述海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的结构示意图。
附图标记说明：
1、弧形板；101、中间段；102、侧弧形段。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本实施例提供了一种海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法，包括如下步骤：
S1)牵引纤维和多轴向纤维织物，将纤维进行穿纱排纱和浸胶处理，对多轴向纤维织物进行铺层和浸胶处理，获得浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物；
S1)浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物在牵引力的作用进入具有加热功能的模具，固化，拉挤成型，获得防蚀保护罩；
其中，模具入口端的温度设定为90-130℃，模具出口端的温度设定为115-155℃，
多轴向纤维织物由0°方向纤维、90°方向纤维和短切毡编织而成，多轴向纤维织物单重为890g/m2,其中0°方向纤维单重为160g/m2、90°方向的纤维单重为500g/m2、短切毡单重为230g/m2；
浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物的牵引方向夹角为0°。
具体地，牵引力为200KN-400KN，拉挤速度为0.08m/min-0.2m/min。
具体地，牵引力为350KN的，速度为0.2m/min。
具体地，纤维为无碱玻璃纤维，多轴向纤维织物为无碱玻璃玻璃纤维。
具体地，纤维和轴向纤维织物均浸润于树脂基体中；按照重量份数计，树脂基体包括树脂100份、脱模剂0.1-3份、固化剂10-15份和填料10-50份。
具体地，树脂为不饱和聚酯树脂，脱模剂为溶液型内脱模剂，固化剂为苯乙烯类化合物、过氧化物或偶氮化合物中的至少一种；填料为重质碳酸钙、氢氧化铝、轻质碳酸钙中的至少一种。
具体地，浸胶后的纤维和多轴向纤维织物总体积与树脂基体的体积比为X：(1-X)，其中0.4≤X≤0.8。
具体地，获得的海洋防蚀保护罩的内径为0.8-1.5m。
本发明还提供了一种基于如上述中任一项所述的海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法获得的防蚀保护罩。
具体地，包括呈半圆状的弧形板1，弧形板1的两侧分别设有向侧向延伸的侧板2；弧形板1内径为0.8-1.5m，各侧板2的厚度为8-10mm；其中，弧形板1包括中间段101和分设中间段101两侧的侧弧形段102，中间段101的厚度为3-5mm,侧弧形段102的厚度由中间段向侧板2方向呈渐变增加，增加至与侧板2的厚度相同；弧形板1与侧板2的夹角为90-120°。
本发明通过海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法可以快速机械化制备大型防蚀保护罩，具有很好的抗冲击能力和拉伸性能，可用于海洋钢铁构筑物用，无需再人工手糊制，生产成本低廉，机械化程度高，效率高。
实施例一
制备样品1，制备步骤如下：
101)牵引纤维和多轴向纤维织物，将纤维进行穿纱排纱和浸胶处理，对多轴向纤维织物进行铺层和浸胶处理，获得浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物；
102)浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物在牵引力的作用进入具有加热功能的模具，固化，拉挤成型，获得防蚀保护罩；
其中，模具入口端的温度设定为90℃，模具出口端的温度设定为115℃，
多轴向纤维织物由0°方向纤维、90°方向纤维和短切毡编织而成，多轴向纤维织物单重为890g/m2,其中0°方向纤维单重为160g/m2、90°方向的纤维单重为500g/m2、短切毡单重为230g/m2；
浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物的牵引方向夹角为0°；
牵引力为350KN的，速度为0.2m/min；
纤维为无碱玻璃纤维，多轴向纤维织物为无碱玻璃玻璃纤维；
纤维和轴向纤维织物均浸润于树脂基体中；按照重量份数计，树脂基体包括树脂100份、脱模剂2份、固化剂15份和填料50份；树脂为不饱和聚酯树脂，脱模剂为溶液型内脱模剂，固化剂为苯乙烯类化合物、过氧化物和偶氮化合物复配，本实施例苯乙烯类化合物为叔丁酯TBPB，过氧化物为过氧化苯甲酰BPO，偶氮化合物为固化剂PULCAT，三者复配，三者质量比为1:1:0.5；填料为重质碳酸钙、氢氧化铝和轻质碳酸钙，重质碳酸钙、氢氧化铝和轻质碳酸钙质量比为1:0.5:1。
浸胶后的纤维和多轴向纤维织物总体积与树脂基体的体积比为0.4：0.6。
基于所述的海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法获得的防蚀保护罩，包括呈半圆状的弧形板1，弧形板1的两侧分别设有向侧向延伸的侧板2；弧形板1内径为1.2m，各侧板2的厚度为10mm；其中，弧形板1包括中间段101和分设中间段101两侧的侧弧形段102，中间段101的厚度为4mm,侧弧形段102的厚度由中间段向侧板2方向呈渐变增加，增加至与侧板2的厚度相同；弧形板1与侧板2的夹角为120°。
获得的样品1的性能参数，其中抗冲击性能横向为3.51×106kj/m3，纵向为3.86×106kj/m3，远远超过标准要求的2.5×106kj/m3，横向拉伸强度为90MPa，横向弯曲强度为200MPa，纵向拉伸和弯曲强度更是远远超过300Mpa和400Mpa，均远远超过GB/T 32119-2015的要求(要求中横纵向弯曲强度≥100MPa；拉伸强度≥50MPa)。
实施例二
制备样品2，制备步骤如下：
201)牵引纤维和多轴向纤维织物，将纤维进行穿纱排纱和浸胶处理，对多轴向纤维织物进行铺层和浸胶处理，获得浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物；
202)浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物在牵引力的作用进入具有加热功能的模具，固化，拉挤成型，获得防蚀保护罩；
其中，模具入口端的温度设定为130℃，模具出口端的温度设定为150℃，
多轴向纤维织物由0°方向纤维、90°方向纤维和短切毡编织而成，多轴向纤维织物单重为890g/m2,其中0°方向纤维单重为160g/m2、90°方向的纤维单重为500g/m2、短切毡单重为230g/m2；
浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物的牵引方向夹角为0°；
牵引力为350KN的，速度为0.2m/min；
纤维为无碱玻璃纤维，多轴向纤维织物为无碱玻璃玻璃纤维；
纤维和轴向纤维织物均浸润于树脂基体中；按照重量份数计，树脂基体包括树脂100份、脱模剂2份、固化剂15份和填料50份；树脂为不饱和聚酯树脂，脱模剂为溶液型内脱模剂，固化剂为苯乙烯类化合物、过氧化物和偶氮化合物复配，本实施例苯乙烯类化合物为叔丁酯TBPB，过氧化物为过氧化苯甲酰BPO，偶氮化合物为固化剂PULCAT，三者复配，三者质量比为1:1:0.5；填料为重质碳酸钙、氢氧化铝和轻质碳酸钙，重质碳酸钙、氢氧化铝和轻质碳酸钙质量比为1:0.5:1。
浸胶后的纤维和多轴向纤维织物总体积与树脂基体的体积比为0.4：0.6。
基于所述的海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法获得的防蚀保护罩，包括呈半圆状的弧形板1，弧形板1的两侧分别设有向侧向延伸的侧板2；弧形板1内径为1.2m，各侧板2的厚度为10mm；其中，弧形板1包括中间段101和分设中间段101两侧的侧弧形段102，中间段101的厚度为4mm,侧弧形段102的厚度由中间段向侧板2方向呈渐变增加，增加至与侧板2的厚度相同；弧形板1与侧板2的夹角为120°。
获得的样品2的性能参数，其中抗冲击性能横向为3.61×106kj/m3，纵向为3.92×106kj/m3，远远超过标准要求的2.6×106kj/m3，横向拉伸强度为92MPa，横向弯曲强度为203MPa，纵向拉伸和弯曲强度更是远远超过300Mpa和400Mpa，均远远超过GB/T 32119-2015的要求(要求中横纵向弯曲强度≥100MPa；拉伸强度≥50MPa)。
实施例二与实施例一的区别仅在于模具入口端和出口端的温度不同，获得的样品2远远超过国家标准。
本发明通过海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法可以快速机械化制备大型防蚀保护罩，具有很好的抗冲击能力和拉伸性能，可用于海洋钢铁构筑物用，无需再人工手糊制，生产成本低廉，机械化程度高，效率高。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法，其特征在于：包括如下步骤：
牵引纤维和多轴向纤维织物，将纤维进行穿纱排纱和浸胶处理，对多轴向纤维织物进行铺层和浸胶处理，获得浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物；
浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物在牵引力的作用进入具有加热功能的模具，固化，拉挤成型，获得防蚀保护罩；
其中，模具入口端的温度设定为90-130℃，模具出口端的温度设定为115-155℃；
多轴向纤维织物由0°方向纤维、90°方向纤维和短切毡编织而成，多轴向纤维织物单重为890g/m2,其中0°方向纤维单重为160g/m2、90°方向的纤维单重为500g/m2、短切毡单重为230g/m2；
浸胶的纤维和浸胶的多轴向纤维织物的牵引方向夹角为0°。
2.根据权利要求1所述的海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法，其特征在于：牵引力为200KN-400KN，拉挤速度为0.08m/min-0.2m/min。
3.根据权利要求2所述的海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法，其特征在于：牵引力为350KN的，速度为0.2m/min。
4.根据权利要求1所述的海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法，其特征在于：纤维为无碱玻璃纤维，多轴向纤维织物为无碱玻璃玻璃纤维。
5.根据权利要求1所述的海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法，其特征在于：纤维和轴向纤维织物均浸润于树脂基体中；按照重量份数计，树脂基体包括树脂100份、脱模剂0.1-3份、固化剂10-15份和填料10-50份。
6.根据权利要求5所述的海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法，其特征在于：树脂为不饱和聚酯树脂，脱模剂为溶液型内脱模剂，固化剂为苯乙烯类化合物、过氧化物或偶氮化合物中的至少一种；填料为重质碳酸钙、氢氧化铝、轻质碳酸钙中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法，其特征在于：浸胶后的纤维和多轴向纤维织物总体积与树脂基体的体积比为X：(1-X)，其中0.4≤X≤0.8。
8.根据权利要求1所述的海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法，其特征在于：获得的海洋防蚀保护罩的内径为1.0-1.5m。
9.一种基于如权利要求1-8中任一项所述的海洋钢铁构筑物用大型防蚀保护罩的拉挤成型方法获得的防蚀保护罩。
10.根据权利要求所述的大型防蚀保护罩，其特征在于：包括呈半圆状的弧形板(1)，弧形板(1)的两侧分别设有向侧向延伸的侧板(2)；弧形板(1)内径为0.8-1.5m，各侧板(2)的厚度为8-10mm；
其中，弧形板(1)包括中间段(101)和分设中间段(101)两侧的侧弧形段(102)，中间段(101)的厚度为3-5mm,侧弧形段(102)的厚度由中间段向侧板(2)方向呈渐变增加，增加至与侧板(2)的厚度相同；弧形板(1)与侧板(2)的夹角为90-120°。
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