CN206417435U - 一种阻燃竹缠绕复合储罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种阻燃竹缠绕复合储罐，储罐主体一端和封头密封连接，另一端和罐底密封连接，封头径向由内至外分别设置有封头内衬阻燃层、封头内衬层、封头增强层、封头外防护层和封头外层阻燃层，储罐主体径向由内至外分别设置有储罐主体内衬阻燃层、储罐主体内衬层、储罐主体增强层、储罐主体外防护层和储罐主体外层阻燃层，罐底沿轴向由内至外分别设置有罐底内层阻燃层、罐底内层、罐底外防护层和罐底外层阻燃层，封头内衬阻燃层、封头外层阻燃层、储罐主体内衬阻燃层、储罐主体外层阻燃层、罐底内层阻燃层和罐底外层阻燃层均为硅酮树脂组合物形成的涂层，所述硅酮树脂组合物为无机氧化物颗粒和缩合反应性硅酮树脂组成的组合物。

Description

一种阻燃竹缠绕复合储罐

技术领域

本实用新型涉及一种竹缠绕复合储罐，尤其适用于储存石油等可燃有机物的一种阻燃竹缠绕复合储罐。

背景技术

工业化学品，尤其是石油类化学品，需要在运输和储存过程中特别注意安全问题。石油主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物，经过精炼可以获得汽油、柴油、煤油和重油等一系列的组分，但是不论是石油本身还是其精炼出的各种产品，均为易燃物品，而且生产，运输和储存过程中均危险性很高，各种过程中如果稍有不慎,就可能发生火灾、爆炸事故，给企业与社会带来巨大损失。因此做好石化企业防火工作是一项非常重要的工作，可以说是责任重于泰山。

专利号为CN201645915U，专利名称为“竹纤维增强塑料容器”的中国专利中公开了一种压力容器：由筒身和位于筒身端部的封头组成，其特征在于容器壁由从内到外排列的内衬层、增强层和外防护层构成，增强层为覆在内衬层上的竹纤维层，其说明书部分公开了上述容器的制备方法。该实用新型利用竹纤维的高强度作为增强材料，使容器具有轻质、高强、高刚度的特点。但存在以下缺点：1、容器内衬层是采用竹纤维和竹针织毡缠绕而成，具有可燃性，存在安全隐患，特别是储存石油、有机可燃化学液体时，安全性是更主要考虑的因素之一；2、容器外层由改性脲醛树脂、聚氨酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂或酚醛树脂制成，当遇见明火时，可燃并释放大量有毒气体，危害生产人员和消防人员生命健康；3、容器中内衬层、内增强层、砂胶增强层、外增强层都是含有大量有机粘合剂，当火焰接触产生的热会转移到粘合剂上，从而使得粘合剂碳化，破坏容器的结构，造成容器变形破裂。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种轻质、环保、安全性能高的阻燃竹缠绕复合储罐。

本实用新型提供一种阻燃竹缠绕复合储罐，包括封头、储罐主体和罐底，储罐主体一端和封头密封连接，另一端和罐底密封连接，封头径向由内至外分别设置有封头内衬阻燃层、封头内衬层、封头增强层、封头外防护层和封头外层阻燃层，储罐主体径向由内至外分别设置有储罐主体内衬阻燃层、储罐主体内衬层、储罐主体增强层、储罐主体外防护层和储罐主体外层阻燃层，罐底沿轴向由内至外分别设置有罐底内层阻燃层、罐底内层、罐底外防护层和罐底外层阻燃层，封头各层与储罐主体中对应层界面粘合，封头内衬阻燃层、封头外层阻燃层、储罐主体内衬阻燃层、储罐主体外层阻燃层、罐底内层阻燃层和罐底外层阻燃层均为硅酮树脂组合物形成的涂层，所述硅酮树脂组合物为无机氧化物颗粒和缩合反应性硅酮树脂组成的组合物。

作为本实用新型的进一步改进，硅酮树脂组合物包含由交联结构体形成的缩合反应性硅酮树脂，在交联结构体中，分散在硅酮树脂中的无机氧化物颗粒和所述硅酮树脂通过化学键交联。

作为本实用新型的进一步改进，无机氧化物颗粒为选自玻璃粉、二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氢氧化铝颗粒、氢氧化镁颗粒、锡氧化物颗粒和粘土矿物颗粒的至少一种。

作为本实用新型的进一步改进，封头内衬阻燃层、储罐主体内衬阻燃层、罐底内层阻燃层、封头外层阻燃层、储罐主体外层阻燃层和罐底外层阻燃层的厚度均为0.5-1.5mm。

作为本实用新型的进一步改进，储罐主体外增强层为连续的竹纤维带缠绕在储罐主体内衬层形成的。

作为本实用新型的进一步改进，封头外防护层为防水防腐材料涂覆在封头增强层的外表面上，其厚度为0.5-1.5mm，储罐主体外防护层为防水防腐材料涂覆在储罐外增强层的外表面上，其厚度为0.5-1.5mm，罐底外防护层为防水防腐材料涂覆在罐底内层的下表面上，其厚度为0.5-1.5mm。

作为本实用新型的进一步改进，防水防腐材料为环氧树脂、不饱和聚酯树脂、油漆或沥青。

作为本实用新型的进一步改进，封头内衬阻燃层、封头内衬层、封头增强层、封头外防护层和封头外层阻燃层粘结固化为一体，储罐主体内衬阻燃层、储罐主体内衬层、储罐主体增强层、储罐主体外防护层和储罐主体外层阻燃层粘结固化为一体，罐底内层阻燃层、罐底内层、罐底外防护层和罐底外层阻燃层粘结固化为一体。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的阻燃竹缠绕复合储罐的封头内衬阻燃层、封头外层阻燃层、储罐主体内衬阻燃层、储罐主体外层阻燃层、罐底内层阻燃层和罐底外层阻燃层是硅酮树脂组合物形成的涂层，具有极高的阻燃性，安全性能高，特别适用于储存石油等有机可燃化学液体。

2、本实用新型的阻燃竹缠绕复合储罐有封头外层阻燃层、储罐主体外层阻燃层和罐底外层阻燃层，发生火灾时，外层阻燃层能有效避免管道燃烧造成的储罐破裂，储罐内液体渗透扩大火势蔓延的危险，另外外层阻燃层主要是高分子材料，挠性高、强度大，适宜作为外层防护保护层。

3、本实用新型的阻燃竹缠绕复合储罐的封头内衬阻燃层、储罐主体内衬阻燃层、封头外层阻燃层、储罐主体外层阻燃层和罐底外层阻燃层阻燃隔热性能极其优异，在接触火焰时，储罐内部的有机粘合剂及可燃竹纤维不会延烧，不着火也不碳化，有效保证储罐结构的安全性和稳定性。

4、本实用新型的阻燃竹缠绕复合储罐的阻燃层材料相比常用的卤素系有机阻燃物更为环保，相比氢氧化铝等无机阻燃物有着更加优异的抗拉伸、抗冲击、耐水等性能。

附图说明

图1是本实用新型的阻燃竹缠绕复合储罐的剖面结构示意图；

图中：1、封头；11、封头内衬阻燃层；12、封头内衬层；13、封头增强层；14、封头外防护层；15、封头外层阻燃层；2、储罐主体；21、储罐主体内衬阻燃层；22、储罐主体内衬层；23、储罐主体增强层；24、储罐主体外防护层；25、储罐主体外层阻燃层；3、罐底；31、罐底内层阻燃层；32、罐底内层；33、罐底外防护层；34、罐底外层阻燃层。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

参见图1，本实用新型的一种阻燃竹缠绕复合储罐，包括封头1、储罐主体2和罐底3，储罐主体2一端和封头1密封连接，另一端和罐底3密封连接，其特征在于：所述封头1径向由内至外分别设置有封头内衬阻燃层11、封头内衬层12、封头增强层13、封头外防护层14和封头外层阻燃层15，所述储罐主体2径向由内至外分别设置有储罐主体内衬阻燃层21、储罐主体内衬层22、储罐主体增强层23、储罐主体外防护层24和储罐主体外层阻燃层25，罐底3沿轴向由内至外分别设置有罐底内层阻燃层31、罐底内层32、罐底外防护层33和罐底外层阻燃层34，封头1各层与储罐主体2中对应层界面粘合，封头内衬阻燃层11、封头外层阻燃层15、储罐主体内衬阻燃层21、储罐主体外层阻燃层25、罐底内层阻燃层31和罐底外层阻燃层34均为硅酮树脂组合物形成的涂层，硅酮树脂组合物为无机氧化物颗粒和缩合反应性硅酮树脂组成的组合物。迄今为止，卤素系阻燃剂已经广泛地用作用于使涂料组合物阻燃，卤系阻燃剂分解产生卤化氢(HX)，卤化氢消除高分子材料燃烧反应产生活性自由基。如HX与火焰中链反应活性物质HO·作用，使游离基浓度降低，从而减缓或终止燃烧的链式反应，达到阻燃的目的。但是卤素系阻燃剂发烟量大，释放出的卤化氢气体具有腐蚀性，并且会产生有毒致癌物质多溴代苯并恶英和多溴代二苯并呋喃，影响人体正常代谢，污染环境。此外，无机阻燃剂主要是把具有本质阻燃性的无机元素以单质或化合物的形式添加到被阻燃的基材中，以物理分散状态与高聚物充分混合，在气相或凝聚相通过化学或物理变化起到阻燃作用。但是无机阻燃剂主要问题是所需填充量大，否则就无良好的阻燃效果，但填充量大必然导致树脂混炼和成型时物料的流动性差，影响材料的加工性能和机械性能。本实用新型的阻燃竹缠绕复合储罐的封头内衬阻燃层11、封头外层阻燃层15、储罐主体内衬阻燃层21、储罐主体外层阻燃层25、罐底内层阻燃层31和罐底外层阻燃层34是硅酮树脂组合物形成的涂层，硅酮树脂组合物阻燃物中无机氧化物颗粒和硅酮树脂通过化学键交联，以硅酮化合物阻燃的高分子材料,硅酮系阻燃剂多半会迁移到材料表面,形成表面为硅酮富集层的高分子梯度材料。一旦燃烧时,就会生成硅酮特有的、含有—Si—O—键和(或)—Si—C—键的无机隔氧绝热保护层,既阻止了燃烧生成的分解产物外逸,又抑制了高分子材料的热分解,达到高阻燃化、低发烟量、低有害性的目的。而且在燃烧时，有阻燃性的无机氧化物颗粒也发挥着阻燃的作用，因此本实用新型的硅酮树脂组合物发挥着阻燃的协同作用，具有极高的阻燃性，安全性能高，特别适用于输送石油等有机可燃化学液体。

本实用新型的一种阻燃竹缠绕复合储罐，硅酮树脂组合物包含由交联结构体形成的缩合反应性硅酮树脂，在交联结构体中，分散在硅酮树脂中的无机氧化物颗粒和所述硅酮树脂通过化学键交联。本阻燃竹缠绕复合储罐有封头外层阻燃层15、储罐主体外层阻燃层25和罐底外层阻燃层34，发生火灾时，外层阻燃层能有效避免管道燃烧造成的储罐破裂，储罐内液体渗透扩大火势蔓延的危险，另外外层阻燃层主要是高分子材料，挠性高、强度大，适宜作为外层防护保护层。

本实用新型的一种阻燃竹缠绕复合储罐，无机氧化物颗粒为选自玻璃粉、二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氢氧化铝颗粒、氢氧化镁颗粒、锡氧化物颗粒和粘土矿物颗粒的至少一种。本实用新型的阻燃竹缠绕复合储罐的阻燃层材料相比常用的卤素系有机阻燃物更为环保，相比氢氧化铝等无机阻燃物有着更加优异的抗拉伸、抗冲击、耐水等性能。

本实用新型的一种阻燃竹缠绕复合储罐，封头内衬阻燃层11、储罐主体内衬阻燃层22、罐底内层阻燃层31、封头外层阻燃层15、储罐主体外层阻燃层25和罐底外层阻燃层34的厚度均为0.5-1.5mm。

本实用新型的一种阻燃竹缠绕复合储罐，储罐主体增强层23为连续的竹纤维带缠绕在储罐主体内衬层22形成的。

本实用新型的一种阻燃竹缠绕复合储罐，封头外防护层14为防水防腐材料涂覆在封头增强层13的外表面上，其厚度为0.5-1.5mm，储罐主体外防护层24为防水防腐材料涂覆在储罐增强层23的外表面上，其厚度为0.5-1.5mm，罐底外防护层33为防水防腐材料涂覆在罐底内层32的下表面上，其厚度为0.5-1.5mm。

本实用新型的一种阻燃竹缠绕复合储罐，防水防腐材料为环氧树脂、不饱和聚酯树脂、油漆或沥青。

本实用新型的一种阻燃竹缠绕复合储罐，封头内衬阻燃层11、封头内衬层12、封头增强层13、封头外防护层14和封头外层阻燃层15粘结固化为一体，储罐主体内衬阻燃层21、储罐主体内衬层22、储罐主体增强层23、储罐主体外防护层24和储罐主体外层阻燃层25粘结固化为一体，罐底内层阻燃层31、罐底内层32、罐底外防护层33和罐底外层阻燃层34粘结固化为一体，方便运输、储存。

本实用新型的阻燃竹缠绕复合储罐的封头内衬阻燃层11、储罐主体内衬阻燃层21、封头外层阻燃层15、储罐主体外层阻燃层25和罐底外层阻燃层34阻燃隔热性能极其优异，在接触火焰时，储罐内部的有机粘合剂及可燃竹纤维不会延烧，不着火也不碳化，有效保证储罐结构的安全性和稳定性。

本实用新型的阻燃竹缠绕复合储罐具体加工过程如下：

预先制备硅酮树脂组合物：

将50克平均粒径为8nm至11nm的胶体氧化硅溶液和84g2-丙醇装入包括搅拌机、回流冷凝器和氮气导入管的容器中。添加浓硝酸，将所得到的液体的酸度PH调节至2-4的范围内。接着，将所述混合物的温度升高至70℃，然后使用滴液漏斗，将通过在25g 2-丙醇中溶解25g在分子末端具有反应性甲氧基甲硅烷基的硅倍半氧烷化合物而制备的液体，用1.25小时滴加到所述混合物，以进行所述硅倍半氧烷化合物与胶体氧化硅颗粒表面的反应。

接着，将通过在75g 2-丙醇中溶解75g衍生自三官能烷氧基硅烷和双官能烷氧基硅烷的聚硅氧烷化合物而制备的液体用3.75小时滴加到所得物，以与所述胶体氧化硅上的硅倍半氧烷化合物进行反应，所述聚硅氧烷化合物在分子末端具有反应性甲氧基甲硅烷基。在70℃下，加热并搅拌所得物1小时，然后冷却至室温(25℃)，得到透明的树脂组合物溶液。

相对于100重量份透明树脂组合物溶液中的固体成分，分别将200重量份的玻璃粉和100重量份丙二醇单甲醚添加至透明树脂组合物溶液中，并浓缩所述混合物直到其固体成分浓度变为90wt％。然后，将所述浓缩液与10重量份磷酸系催化剂混合并搅拌。如此得到硅酮树脂组合物，待用。

一、顶部封头1的制备方法。

1、制作封头内衬层12。

将现有技术的竹纤维毡通过树脂粘附在顶部封头模具上，树脂优选采用防腐性能好的树脂，形成防渗、防腐且内壁光滑的储罐顶部封头内衬层12。

2、制作封头内衬阻燃层11。

在封头内衬层12的内表面涂覆0.5-1.5mm制备完成的硅酮树脂组合物液体，待固化后，形成封头内衬阻燃层11。

3、制作竹篾卷。

将毛竹开成竹篾，长度2000mm、宽度5mm和厚度0.8mm。接着干燥至含水率5％-8％，最后竹篾采用网格布粘结的方式连接成一条连续的竹篾带，并卷成卷。

4、制作封头增强层13。

将上述竹篾卷逐层交替铺设，各层之间夹角为0°-90°，铺设在储罐顶部封头内衬层外，上述铺设方式需考虑克服多方面的应力。边铺边加入树脂混合物，树脂混合物中各组分重量百分比为氨基类树脂87％-97％，生物基填料2％-10％，固化剂1-3％。多层铺设竹篾卷以达到设计厚度，经过固化后形成储罐顶部封头增强层13。

5、制作封头外防护层14。

在储罐顶部封头增强层13外涂上外防护层，外防护层材质为为环氧树脂、不饱和聚酯树脂、油漆或沥青等，具有防腐防水的效果。

6、制作封头外层阻燃层15。

在封头外防护层14的外表面涂覆0.5-1.5mm制备完成的硅酮树脂组合物液体，待固化后，形成封头外层阻燃层15。

二、储罐主体2的制备方法。

1、将1000m³储罐主体模具放置在托架上保持储罐主体模具表面与地平面垂直，通过几个可伸缩的悬臂将托架固定在储罐主体模具中央一个大的主轴上，此主轴由液压驱动，通过管线与液压泵相连。缠绕小车轨道垂直立于模具旁，整个装置由PLC程序控制。将制好的顶部封头吊装在储罐主体罐体模具上方。

2、制作储罐主体内衬层22。

竹纤维毡通过树脂粘附在储罐主体模具上制成储罐主体内衬层22，储罐主体内衬层22与顶部封头内衬12界面粘合。所述的树脂优选采用防腐性能优异的树脂，形成防渗、防腐且内壁光滑的储罐主体内衬层22。

3、制作储罐主体内衬阻燃层21。

在储罐主体内衬层22的内表面涂覆0.5-1.5mm制备完成的硅酮树脂组合物液体，待固化后，形成主体内衬阻燃层21。

4、制作竹篾卷。

将毛竹开成长2m、厚度1.2mm、宽10mm的竹篾。干燥后的竹篾采用网格布粘结的方式连接成一条连续的竹篾带，并卷成卷。

5、制作储罐主体增强层23。

缠绕时，储罐主体模具水平旋转，小车在轨道上上下运动，利用二者之间的相对运动完成缠绕。通过PLC控制，将竹篾卷逐层采用交叉缠绕，交叉角度为30°-90°，交替地缠绕在储罐主体内衬层22外面以及储罐主体与储罐顶部封头的结合处。竹篾卷排列整齐，边缠绕边加入树脂混合物，树脂混合物中各组分重量百分比为改性脲醛树脂95％，生物基填料3％，固化剂2％。多层铺设竹篾卷经过固化后形成储罐主体增强层23。

6、制作储罐主体外防护层24。

在储罐主体增强层23外涂上防腐性能优异、耐氧化的树脂，固化后即形成储罐外防护层24。

三、储罐罐底3的制备方法。

1、制作罐底内层32。

将竹材料与树脂按设计排列，分层糊制达20mm厚度，固化后再在表面以竹纤维毡和不饱和聚酯树脂糊制3层，厚度达2mm。待固化后接缝处进行表面打磨，为与罐体的连接做好准备。

2、制作罐底内层阻燃层31。

在罐底内层32的上表面涂覆0.5-1.5mm制备完成的硅酮树脂组合物液体，待固化后，形成罐底内层阻燃层31。

3、制作罐底外防护层33。

在罐底内层32的下表面上涂上防腐性能优异、耐氧化的树脂，固化后即形成罐底外防护层33。

4、制作罐底外层阻燃层34。

在罐底外防护层33的外表面涂覆0.5-1.5mm制备完成的硅酮树脂组合物液体，待固化后，形成罐底内外层阻燃层34。

四、组装封头1、储罐主体2和罐底3。

封头1、储罐主体2和罐底3的连接处内外都用树脂和竹纤维毡密封。所述的树脂优选不饱和聚酯树脂。经固化后在外部再涂一层外防护层。外防护层材质为为环氧树脂、不饱和聚酯树脂、油漆或沥青等。

Claims (8)

1.一种阻燃竹缠绕复合储罐，包括封头(1)、储罐主体(2)和罐底(3)，储罐主体(2)一端和封头(1)密封连接，另一端和罐底(3)密封连接，其特征在于：所述封头(1)径向由内至外分别设置有封头内衬阻燃层(11)、封头内衬层(12)、封头增强层(13)、封头外防护层(14)和封头外层阻燃层(15)，所述储罐主体(2)径向由内至外分别设置有储罐主体内衬阻燃层(21)、储罐主体内衬层(22)、储罐主体增强层(23)、储罐主体外防护层(24)和储罐主体外层阻燃层(25)，罐底(3)沿轴向由内至外分别设置有罐底内层阻燃层(31)、罐底内层(32)、罐底外防护层(33)和罐底外层阻燃层(34)，封头(1)各层与储罐主体(2)中对应层界面粘合，封头内衬阻燃层(11)、封头外层阻燃层(15)、储罐主体内衬阻燃层(21)、储罐主体外层阻燃层(25)、罐底内层阻燃层(31)和罐底外层阻燃层(34)均为硅酮树脂组合物形成的涂层，所述硅酮树脂组合物为无机氧化物颗粒和缩合反应性硅酮树脂组成的组合物。

2.根据权利要求1所述的阻燃竹缠绕复合储罐，其特征在于：所述硅酮树脂组合物包含由交联结构体形成的缩合反应性硅酮树脂，在交联结构体中，分散在硅酮树脂中的无机氧化物颗粒和所述硅酮树脂通过化学键交联。

3.根据权利要求1所述的阻燃竹缠绕复合储罐，其特征在于：所述无机氧化物颗粒为选自玻璃粉、二氧化硅颗粒、氧化铝颗粒、氢氧化铝颗粒、氢氧化镁颗粒、锡氧化物颗粒和粘土矿物颗粒的至少一种。

4.根据权利要求1所述的阻燃竹缠绕复合储罐，其特征在于：所述封头内衬阻燃层(11)、储罐主体内衬阻燃层(21)、罐底内层阻燃层(31)、封头外层阻燃层(15)、储罐主体外层阻燃层(25)和罐底外层阻燃层(34)的厚度均为0.5-1.5mm。

5.根据权利要求1所述的阻燃竹缠绕复合储罐，其特征在于：所述储罐主体增强层(23)为连续的竹纤维带缠绕在储罐主体内衬层(22)形成的。

6.根据权利要求1所述的阻燃竹缠绕复合储罐，其特征在于：所述封头外防护层(14)为防水防腐材料涂覆在封头增强层(13)的外表面上，其厚度为0.5-1.5mm，储罐主体外防护层(24)为防水防腐材料涂覆在储罐增强层(23)的外表面上，其厚度为0.5-1.5mm，罐底外防护层(33)为防水防腐材料涂覆在罐底内层(32)的下表面上，其厚度为0.5-1.5mm。

7.根据权利要求6所述的阻燃竹缠绕复合储罐，其特征在于：所述防水防腐材料为环氧树脂、不饱和聚酯树脂、油漆或沥青。

8.根据权利要求1所述的阻燃竹缠绕复合储罐，其特征在于：所述封头内衬阻燃层(11)、封头内衬层(12)、封头增强层(13)、封头外防护层(14)和封头外层阻燃层(15)粘结固化为一体，储罐主体内衬阻燃层(21)、储罐主体内衬层(22)、储罐主体增强层(23)、 储罐主体外防护层(24)和储罐主体外层阻燃层(25)粘结固化为一体，罐底内层阻燃层(31)、罐底内层(32)、罐底外防护层(33)和罐底外层阻燃层(34)粘结固化为一体。