一種環氧樹脂浸漬玻璃纖維帶連續增強複合管及製備方法
2024-04-10 04:52:05
專利名稱：一種環氧樹脂浸漬玻璃纖維帶連續增強複合管及製備方法
技術領域：
本發明涉及一種在石油輸送管線、市政給水、排水及其它液體、氣體物料輸送管線中使用的複合管道，具體地涉及一種環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管。本發明還涉及一種製備上述環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管的方法。
背景技術：
現有鋼帶、鋼絲纏繞連續增強複合管廣泛應用於油田的運輸管道、市政給水、排水其它液體、氣體物料輸送管線，但是鋼帶、鋼絲纏繞連續增強複合管存在容易被腐蝕和管體重量大的問題。給運輸帶來很大困難。中國專利200710013071. 5公開了《聚乙烯玻璃纖維浸脂複合管的製作方法》可以解決上述鋼帶纏繞管道容易被腐蝕的問題，但該種方法只能製作定長，並且要將玻璃纖維通過滾壓入樹脂槽內，浸脂後均勻纏繞到聚乙烯管的管壁上形成增強層，這要經過數小時養護固化處理，製作工藝比較複雜。環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管具有耐溫性、耐腐蝕性、耐候性、抗衝擊性好。環氧樹脂浸潰纖維樹脂帶薄。因此，解決上述易腐蝕、管體重量大、具有十分重大的意義。
發明內容
本發明的目的在於提供一種環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管。本發明的又一目的在於提供一種製備上述環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管的方法。為實現上述目的，本發明提供的環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管，其複合管的最內層為內管，該內管的外層上纏繞環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶增強層，環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶增強層上纏繞聚對苯二甲酸乙二醇酯帶隔離層，聚對苯二甲酸乙二醇酯帶隔離層上包覆有交聯聚乙烯的包覆層，在交聯聚乙烯包覆層上包覆有改性閉孔泡沫保溫層，改性閉孔泡沫保溫層外包覆有聚乙烯外體保護層。所述的環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管中，所述環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管增強層中的每兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶與所述內管軸向之間呈不同角度。所述的環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管中，所述環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶增強層中，前兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶與後兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶的纏繞方向相反。所述的環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管，其特徵在於，所述環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶的帶條之間形成有小間隙。
本發明提供的製備上述環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管的製備方法，主要步驟是在內管上纏繞有多於一層的環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶增強層，環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶增強層中的每兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶與內管的軸向之間呈不同角度；每兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶的帶條之間具有不同的間隙；在環氧樹脂 浸潰增強層外自裡至外地依次包覆有聚對苯二甲酸乙二醇酯帶纏繞層、聚乙烯包覆層、改性閉孔泡沫保溫層和聚乙烯保護層。所述的製備方法中，內管為聚乙烯或聚氯乙烯材料製成
所述的製備方法中，環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶的製備方法是將多束無鹼玻璃纖維紗平行排布進入裝有液體狀的基體組合物的膠料槽中，膠料槽加熱使基體組合物的黏度降低，在浸潰之後進行固化得到環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶；其中以總重為100wt%計算，增強用纖維含量為60%-70%，基體組合物樹脂含量為30%-40%。所述的製備方法中，膠料槽加熱的的溫度是(60°C到65°C);浸潰之後進行固化的溫度是從150°C到195°C，梯度升溫，從150°C開始，每隔I小時升15°C。
所述的製備方法中，增強用纖維是選自於玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、聚醯亞胺纖維的一種或幾種的組合。所述的製備方法中，基體組合物包含
環氧樹脂成分(A)質量分數為基體組合物總量的20% 35% ；
環氧樹脂成分(B)質量分數為基體組合物總量的10% 25% ；
活性環氧樹脂增韌劑成分(C)質量分數為基體組合物總量的5% 15% ；
環氧樹脂固化劑成分(D)質量分數為基體組合物總量的35% 45% ；
促進劑(E)質量分數不超過基體組合物總量的I. 5% ；
其中環氧樹脂成分(A)為固體或液體環氧，環氧當量為190-240 ；
其中環氧樹脂成分(B)為固體或液體環氧，環氧當量為110-180 ；
其中活性環氧樹脂增韌劑(C)為液體，在溫度25°C粘度為200mpa. s-300mpa. s，環氧當量為 285-400 ；
其中環氧樹脂固化劑(D)為液體酸酐化合物，在溫度25°C下粘度小於IOOmpa. s ；促進劑(E)為咪唑類聚合物。本發明利用環氧樹脂浸潰玻璃纖維的高強度增加管材的環向強度和軸向強度；環氧樹脂浸潰纖維樹脂帶薄、化學成分耐腐蝕效果好；耐候性、抗衝擊性好，製作工藝簡便，可以大大降低管體重量，能有效解決腐蝕問題並降低管體重量。
圖I是本發明環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶纏繞連續增強複合管的截面示意圖。圖2本發明環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶的製備過程示意圖。附圖I中主要符號標記說明
I內管；2環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶增強層；3聚對苯二甲酸乙二醇酯帶纏繞層；4包覆層；5改性閉孔泡沫保溫層；6外體保護層。
具體實施方式
本發明提供一種環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶纏繞連續增強複合管，所述增強複合管具有內管、多層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶纏繞、聚對苯二甲酸乙二醇酯帶纏繞和交聯聚乙烯的包覆層，改性閉孔泡沫保溫層，聚乙烯外包覆的結構。參閱圖1，是本發明的環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶纏繞連續增強複合管的截面示意圖。本發明的環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管中，該複合管的最內層為內管1，該內管I上纏繞環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶增強層2，環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶增強層2上纏繞聚對苯二甲酸乙二醇酯帶隔離層3，聚對苯二甲酸乙二醇酯帶隔離層3上有交聯聚乙烯的包覆層4，在交聯聚乙烯包覆層4上有改性閉孔泡沫保溫層5，保溫層5外是聚乙烯外體保護層6。所述環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管增強層2中的每兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶與所述內管I軸向之間呈不同角度。所述環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶增強層中，前兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶與後兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶的纏繞方向相反，也就是可兩層後交替。本發明的內管為聚乙烯或聚氯乙烯材料製成，內管和外包護層之間有多層環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶形成增強層、聚對苯二甲酸乙二醇酯帶層、交聯聚乙烯包覆層、改性閉孔泡沫保溫層。利用環氧樹脂浸潰玻璃纖維的高強度增加管材的環向強度和軸向強度；環氧樹脂浸潰纖維樹脂帶薄、化學成分耐腐蝕效果好；耐候性、抗衝擊性好，製作工藝簡便，可以大大降低管體重量，能有效解決腐蝕問題並降低管體重量。本發明的複合管由內至外依次包括內管I、環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶增強層
2、聚對苯二甲酸乙二醇酯帶纏繞層3、包覆層4、改性閉孔泡沫保溫層5以及外體保護層6。具體地說，本發明是在聚乙烯或聚氯乙烯材料製成的內管I上纏繞有多於一層的環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶增強層2，環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶增強層2中的每兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶與內管I的軸向之間呈不同角度。每兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶的帶條之間具有不同的間隙；在環氧樹脂浸潰增強層2外自裡至外地依次有聚對苯二甲酸乙二醇酯帶纏繞層3、聚乙烯包覆層4、改性閉孔泡沫保溫層5和聚乙烯保護層6。下面結合圖2對本發明的環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶的製備方法作進一步的描述環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶纏繞連續增強複合管依次由聚乙烯或聚氯乙烯內管I、
增強層即環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶纏繞層2、聚對苯二甲酸乙二醇酯帶纏繞層3、聚乙烯包覆層4、改性閉孔泡沫保溫層5和聚乙烯保護層6組成。其中聚乙烯或聚氯乙烯內管
I、改性閉孔泡沫保溫材料5、聚對苯二甲酸乙二醇酯帶纏繞層3、聚乙烯包覆層4均為現有技術，不加以敘述。本發明的組成環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶增強層2的環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶，包括基體組合物和增強用纖維，其特徵為基體組合物浸透所述增強用纖維，經過高溫固化得到高強度柔軟預浸帶2。其中以總重為100wt%計算，玻璃纖維含量為60%-70%，基體組合物含量為30%-40%。所述增強用纖維是選自於玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、聚醯亞胺纖維的一種或它們的組合。所述的製備方法中，基體組合物包含 環氧樹脂成分(A)質量分數為基體組合物總量的20% 35% ；
環氧樹脂成分(B)質量分數為基體組合物總量的10% 25% ；
活性環氧樹脂增韌劑成分(C)質量分數為基體組合物總量的5% 15% ；
環氧樹脂固化劑成分(D)質量分數為基體組合物總量的35% 45% ；
促進劑(E)質量分數不超過基體組合物總量的I. 5% ；
其中環氧樹脂成分(A)為固體或液體環氧，環氧當量為190-240。其中環氧樹脂成分(B)為固體或液體環氧，環氧當量為110-180。其中活性環氧樹脂增韌劑(C)為液體，在溫度25°C粘度為200mpa. s-300mpa. S，環氧當量為285-400。其中環氧樹脂固化劑(D)為液體酸酐化合物，在溫度25°C下粘度小於IOOmpa. S。促進劑(E)為一種咪唑類聚合物。本發明的環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶。通過下述技術方案實現
將多束增強用纖維2a (如無鹼玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、聚醯亞胺纖維的一種或幾種組合)平行排布，在牽引作用下進入排布口 2b，由導輥2c導入裝有液體狀的基體組合物的膠料槽2d，膠料槽2d加熱(60°C到65°C);使基體組合物的黏度降低，在充分浸潰之後由第2個導輥2c』導入烘箱2e，通過烘箱2e內有數個導輥後，再經過長距離烘箱2e高溫後固化，浸潰之後進行固化的溫度是從150°C到195°C，梯度升溫，從150°C開始，每隔I小時升15°C，由收卷盤2f得到高性能環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶。優選實施基體組合物實施例I
環氧樹脂(A)30g
環氧樹脂(B)15g
活性環氧樹脂增韌劑(C) 15g環氧樹脂固化劑(D)40g
促進劑(E)Ig
本實施例中，環氧樹脂(A)採用巴陵石化E-44環氧樹脂，環氧樹脂(B)為TDE-85環氧樹脂，
活性環氧樹脂增韌劑(C)為一種縮水甘油醚，環氧樹脂固化劑(D)為甲基四氫苯酐。實施例2
環氧樹脂(A)22g
環氧樹脂(B)22g
活性環氧樹脂增韌劑(C) Ilg環氧樹脂固化劑(D)45g
促進劑(E)2g
本實施例中，環氧樹脂(A)採用巴陵石化CYD-128環氧樹脂，環氧樹脂(B)為TDE-85環氧樹脂，活性環氧樹脂增韌劑(C)為一種縮水甘油醚，環氧樹脂固化劑(D)為甲基六氫苯酐。
實施例3
環氧樹脂(A)33g
環氧樹脂(B)16g
活性環氧樹脂增韌劑(C) Sg環氧樹脂固化劑(D)43g
促進劑(E)Ig
本實施例中，環氧樹脂(A)採用巴陵石化CYD-128環氧樹脂，環氧樹脂(B)為DEN-438環氧樹脂，活性環氧樹脂增韌劑(C)為一種縮水甘油醚，環氧樹脂固化劑(D)為甲基四氫苯酐。本發明提供的環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶纏繞連續增強複合管的增強層由多層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶依次纏繞在聚乙烯或聚氯乙烯內管層I上形成，根據管材所受壓力不同，纏繞的角度不同，纏繞不同層數，纏繞的層數越多，纏繞的角度越小，內管承受的壓力越大。環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶連續增強複合管，浸潰玻璃纖維樹脂帶通過纏繞設備進行旋轉，聚乙烯或聚氯乙烯內管I做勻速的軸向運動，環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶2與聚乙烯、聚氯乙烯內管I軸向呈不同斜度的纏繞，在聚乙烯或聚氯乙烯內管I外層形成多層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶增強層2 ;環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂每兩層帶與前兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶纏繞的方向相反。環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶的帶條之間形成小間隙的形式纏繞。此後，按照設計需要，依次將環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶進行纏繞內管I仍做勻速的軸向運動，將環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶第三層第四層與第一層第二層的環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶纏繞相反的方向呈不同的斜度環繞管材，使環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶牢固的纏繞在聚乙烯或聚氯乙烯內管I，保持環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶與內管I的軸向呈斜度不同的角度，並按照使環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶的帶條之間形成小間隙的形式纏繞，直至纏繞至所需層數為止。每層纏繞好增強層的管體可直接使環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶2與聚乙烯或聚氯乙烯內管I交融固化，可形成多層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶複合管的增強層2，纏繞聚對苯二甲酸乙二醇酯帶纏繞層3作為隔離層，並通過包覆在增強層外層的交聯聚乙烯包覆層4擠壓，對這些間隙進行充填，將多層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶增強層2鎖定在適當的位置。交聯聚乙烯層4作為包覆層，改性閉孔泡沫層5作為保溫層，聚乙烯層6作為外體保護層。本發明以聚乙烯或聚氯乙烯材料內管與環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶相結合形成連續耐腐蝕複合管。可以按需要長度連續製作。與鋼帶、鋼絲纏繞連續增強複合管相比，管體輕、耐腐蝕。耐候性、抗衝擊性好。
權利要求
1.一種環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管，其中，複合管的最內層為內管，該內管的外層上纏繞環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶增強層，環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶增強層上纏繞聚對苯二甲酸乙二醇酯帶隔離層，聚對苯二甲酸乙二醇酯帶隔離層上包覆有交聯聚乙烯的包覆層，在交聯聚乙烯包覆層上包覆有改性閉孔泡沫保溫層，改性閉孔泡沫保溫層外包覆有聚乙烯外體保護層。
2.根據權利要求I所述的環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管，其中，所述環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管增強層中的每兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶與所述內管軸向之間呈不同角度。
3.根據權利要求I所述的環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管，其中，所述環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶增強層中，前兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶與後兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶的纏繞方向相反。
4.根據權利要求1、2或3所述的環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管，其中，所述環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶的帶條之間形成有小間隙。
5.一種製備權利要求I所述環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶連續增強複合管的方法，主要步驟是在內管上纏繞有多於一層的環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶增強層，環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶增強層中的每兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶與內管的軸向之間呈不同角度；每兩層環氧樹脂浸潰玻璃纖維樹脂帶的帶條之間具有不同的間隙；在環氧樹脂浸潰增強層外自裡至外地依次包覆有聚對苯二甲酸乙二醇酯帶纏繞層、聚乙烯包覆層、改性閉孔泡沫保溫層和聚乙烯保護層。
6.根據權利要求5所述的製備方法，其中，內管為聚乙烯或聚氯乙烯材料製成。
7.根據權利要求5所述的製備方法，其中，環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶的製備方法是將多束增強用纖維平行排布進入裝有液體狀的基體組合物的膠料槽中，膠料槽加熱使基體組合物的黏度降低，在浸潰之後進行固化得到環氧樹脂浸潰玻璃纖維帶；其中以總重為100wt%計算，增強用纖維含量為60%-70%，基體組合物含量為30%-40%。
8.根據權利要求7所述的製備方法，其中，膠料槽加熱的的溫度是從60°C到65°C;浸潰之後進行固化的溫度是從150°C到195°C，梯度升溫，從150°C開始，每隔I小時升15°C。
9.根據權利要求7所述的製備方法，其中，增強用纖維是選自於玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、聚醯亞胺纖維的一種或幾種的組合。
10.根據權利要求7所述的製備方法，其中，基體組合物包含所述的製備方法中，基體組合物包含環氧樹脂成分(A)質量分數為基體組合物總量的20% 35% ；環氧樹脂成分(B)質量分數為基體組合物總量的10% 25% ；活性環氧樹脂增韌劑成分(C)質量分數為基體組合物總量的5% 15% ；環氧樹脂固化劑成分(D)質量分數為基體組合物總量的35% 45% ；促進劑(E)質量分數不超過基體組合物總量的I. 5% ；其中環氧樹脂成分(A)為固體或液體環氧，環氧當量為190-240 ；其中環氧樹脂成分(B)為固體或液體環氧，環氧當量為110-180 ；其中活性環氧樹脂增韌劑(C)為液體，在溫度25°C粘度為200mpa. s-300mpa. s，環氧當量為 285-400 ；其中環氧樹脂固化劑(D)為液體酸酐化合物，在溫度25°C下粘度小於IOOmpa. s ；促進劑(E)為咪唑類聚合物。
全文摘要
一種環氧樹脂浸漬玻璃纖維帶連續增強複合管，其中複合管的最內層為內管，該內管的外層上纏繞環氧樹脂浸漬玻璃纖維帶增強層，環氧樹脂浸漬玻璃纖維帶增強層上纏繞聚對苯二甲酸乙二醇酯帶隔離層，聚對苯二甲酸乙二醇酯帶隔離層上包覆有交聯聚乙烯的包覆層，在交聯聚乙烯包覆層上包覆有改性閉孔泡沫保溫層，改性閉孔泡沫保溫層外包覆有聚乙烯外體保護層。本發明還公開了製備上述環氧樹脂浸漬玻璃纖維帶連續增強複合管的方法。本發明的環氧樹脂浸漬玻璃纖維的高強度增加管材的環向強度和軸向強度；環氧樹脂浸漬纖維樹脂帶薄﹑化學成分耐腐蝕效果好；耐候性、抗衝擊性好，製作工藝簡便，可以大大降低管體重量，能有效解決腐蝕問題並降低管體重量。
文檔編號F16L9/16GK102943935SQ201210473730
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月21日 優先權日2012年11月21日
發明者李詩春, 夏平原, 王金山, 劉瑞琴, 韓東, 修豔華 申請人:長春高祥特種管道有限公司