直竹条增强竹复管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种直竹条增强竹复管的制备方法。现有的竹塑复合管轴向强度弱，抗弯、抗剪性能差，不能适合使用在外露或架空等场合。本发明专利技术提供了一种直竹条增强竹复管的制备方法，其包括以下步骤：１）内衬层的制备；２）竹纤维预处理；３）增强层的制备：多条连续竹片环向缠绕在内衬层上成为环向增强层，缠绕一层以上，在环向增强层外轴向铺设一层以上的帘状直竹条，外层再缠绕一层以上的环向增强层，轴向增强层和环向增强层的组合为一个以上，最后经固化形成增强层；４）外防护层的制备。本发明专利技术使管道具备良好的轴向抗弯、抗剪性能，特别适合于外露或架空等场合使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及管道领域，具体地说是一种应用于农业灌溉、给排水工程以及石油化 工防腐场合中的。
技术介绍
目前在给排水工程及石油化工防腐场合中，所用的管道普遍采用聚氯乙烯管、聚 乙烯管、玻璃钢管、玻璃钢夹砂管等。聚氯乙烯管和聚乙烯管质轻、光滑且耐腐蚀，但刚度和 强度方面有所不足且原料均为石油产品的合成品；玻璃钢管及玻璃钢夹砂管具有耐腐蚀、 强度高、流体阻力小、刚度大的优点，但产品的增强材料为高能耗的玻璃纤维，其所用的树 脂完全依赖于石油，产品及废料不可回收、不环保。因此使用上述管道产品，消耗了大量宝 贵的石油资源且导致了环境污染。为此，出现了一种竹塑复合管(简称竹复管)，但现有的 竹复管轴向强度弱，抗弯、抗剪性能差，不能适合使用在外露或架空等场合。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种直竹条增 强竹复管的制备方法，其制得的直竹条增强竹复管，在保证强度和刚度的前提下，节省石油 资源，减少环境污染，并使其具有优异的轴向强度。为此，本专利技术采用如下的技术方案，竹复管沿管径 方向，由内到外依次为内衬层、环向增强层、轴向增强层、环向增强层和外防护层，内衬层、 增强层和外防护层通过粘接剂粘接为一体，其制备方法包括以下步骤1)内衬层的制备在直管模具上用树脂及毡制作内衬，形成防渗且内壁光滑的内 衬层，所用的树脂选用防腐树脂或食品级树脂等，所述的毡为涤纶毡或玻纤毡等。2)竹纤维预处理把毛竹开成长0. 3-3m、厚3_30mm、宽3_30mm的直竹条，把多根 直竹条平行并紧密地排列整齐，沿纵向方向布置多排成帘状，用线连成一体，成为帘状直竹 条；把毛竹开成长2-6m、厚0. 5-3mm、宽l_25mm的竹篾，接着脱脂，然后清洗并干燥，最后竹 篾采用前后搭接的方式连接成一条连续竹片，并卷成卷。3)增强层的制备将成卷的连续竹片装在缠绕机上退卷，多条连续竹片先通过树 脂槽并涂上树脂，然后环向缠绕在内衬层上成为环向增强层，缠绕一层以上，在环向增强层 外轴向铺设一层以上的帘状直竹条，用帘状直竹条对管道进行轴向加强成为轴向增强层， 外层再缠绕一层以上的环向增强层，根据管道不同的压力等级、刚度要求、轴向强度要求， 可以铺设多个“轴向增强层(即帘状直竹条)+环向增强层”的组合层；最后经固化形成增 强层。4)外防护层的制备在增强层外喷涂一层防腐防水材料，形成外防护层，防腐防 水材料一般采用改性脲醛树脂、聚氨酯树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂或浙青。本专利技术得到的产品与聚氯乙烯管、聚乙烯管相比，具有更高的强度、刚度，节约了 石油资源；与玻璃钢管及玻璃钢夹砂管相比，具有类似的强度和刚度，相比质更轻，成本更低；与单纯环向缠绕或螺旋缠绕的竹复管相比，具备优异的轴向强度。上述的，帘状直竹条的长度在0. 3-3米，根据管道 内直径不同而定，最短为管内直径的一倍，帘状直竹条的宽度与竹复管的外周长相配，使帘 状直竹条将竹复管完全包覆，使竹复管的轴向强度优异且一致，根据管道的不同口径和使 用要求选择铺设的层数；树脂槽中所用的树脂为脲醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚 醛树脂或聚氨酯树脂，固化温度为10-120°C ；制作内衬层的树脂选用防腐树脂或食品级树 脂；脱脂过程如下将开好的竹篾浸入质量浓度为1-10%的NaOH溶液中，在20-80°C下浸 泡2-48小时。本专利技术采用连续竹片和直竹条作为增强材料，而非玻璃纤维或碳纤维等，环保且 成本低；将竹篾进行浸泡处理，可以提高韧性，降低脆性；采用热固性树脂作为粘合剂，可 以使竹材与竹材之间粘接更佳，充分发挥它的强度；由于增强层中采用了直竹条进行轴向 增强，可以使管道具备良好的轴向抗弯、抗剪性能，特别适合于外露或架空等场合使用。下面结合说明书附图和具体实施方式对本专利技术作详细说明。附图说明图1为本专利技术实施例1制得的产品的结构示意图。图2为本专利技术帘状直竹条的结构示意图。具体实施例方式实施例1以制作直径为200mm的直竹条轴向增强竹复管为例，具体步骤如下a)竹片预处理把新鲜的毛竹开成5米长、0. 7mm厚、IOmm宽的竹片，用5% NaOH溶液浸泡6小时， 用水冲洗干净，干燥后，把多根竹片用前后搭接的方式，用胶水粘接，形成一条长达50米以 上不间断的连续竹片，并卷到卷筒上待用；把毛竹开成长Im长、厚5mm、宽IOmm的直竹条，把66根直竹条横向紧密地排成宽 度为660-670mm的竹帘，用丝线横向紧密地联成一体，成帘状直竹条(如图2所示)。b)内衬层1的制备在外径为200mm的经抛光的钢制直管模具上包覆一层0. 029mm厚的聚酯薄膜，用 防腐性能优异的乙烯基酯树脂和玻璃纤维表面毡(30g/m2)在直管模具上制作厚度达2mm 的内衬层；c)缠绕工序(增强层的制备)待内衬层固化后，把事先卷好的11个竹卷装在缠绕机上，把竹卷退卷后，浸入树 脂槽内浸润脲醛树脂，再平整地缠绕在直管模具上，缠绕1层环向增强层2，在环向增强层 外面铺设一层事先制作好的帘状直竹条3，并刮上树脂，再在外面缠绕二个环向增强层4， 达到8mm的设计厚度；缠绕完毕后，对管道加热到60°C固化20分钟，树脂交联固化后，成为 坚硬一体的热固性复合材料，所得的增强层即为环向增强层2、帘状直竹条3和环向增强层 4的组合(如图1所示)。d)外防护层5的制备4在管道外面涂刷一层防水防腐较好的环氧树脂，厚约0. 5-lmm。实施例1生产的管道经水压测试，短时失效压力达到4. 2MPa,实测总厚度10. 5mm, 刚度达到45200N/m2，环向抗拉强力达到420KN/m，轴向抗拉强力达到1180KN/m，高于玻璃钢 管道的技术指标。实管体材质比重为0. 87，低于玻璃钢管的1. 8-2. 1。实施例2 以制作直径为300mm的竹复管为例，具体步骤如下a)竹片预处理把新鲜的毛竹开成5米长、1. 3mm厚、14mm宽的竹篾，用8% NaOH溶液60°C浸泡8 小时，用水冲洗干净，干燥后，把多根竹篾用前后搭接的方式，用胶水粘接，形成一条长达50 米以上不间断的连续竹片，并卷到卷筒上待用；把毛竹开成长1. 2m长、厚6mm、宽12mm的直竹条，把97根直竹条横向紧密地排成 宽度为980-990mm的竹帘，用丝线横向紧密地联成一体，成帘状直竹条(如图2所示)。b)内衬层的制备在外径为300mm的经抛光的钢制直管模具上包覆一层0. 029mm厚的聚酯薄膜，用 食品级树脂和涤纶表面毡(30g/m2)在直管模具上制作厚度达2mm的内衬层。c)缠绕工序待内衬层固化后，把事先卷好的13卷竹卷装在缠绕机上，把竹卷退卷后，浸入树 脂槽内浸润不饱和聚酯树脂，再平整地缠绕在直管模具上，缠绕1层环向增强层，铺设一层 帘状直竹条后，缠绕二层环向增强层，再铺设一层帘状直竹条，再缠绕二个环向增强层，达 到20mm的设计厚度；缠绕完毕后，最外面包敷一层0. 029mm厚的聚酯薄膜，使管体外表平 整。在20°C以上固化60分钟，树脂交联固化后，成为坚硬一体的热固性复合材料。d)外防护层的制备在管道外面涂刷一层防水防腐较好的乙烯基酯树脂，厚约0. 5mm。实施例2生产的管道经水压测试，短时失效压力达到6. 5MPa,实测总厚度23mm，实 测刚度达到103500N/m本文档来自技高网...

【技术保护点】
直竹条增强竹复管的制备方法，竹复管沿管径方向，由内到外依次为内衬层、环向增强层、轴向增强层、环向增强层和外防护层，其制备方法包括以下步骤：１）内衬层的制备：在直管模具上用树脂及毡制作内衬，形成防渗且内壁光滑的内衬层；２）竹纤维预处理：把毛竹开成长０．３－３ｍ、厚３－３０ｍｍ、宽３－３０ｍｍ的直竹条，把多根直竹条平行并紧密地排列整齐，沿纵向方向布置多排成帘状，用线连成一体，成为帘状直竹条；把毛竹开成长２－６ｍ、厚０．５－３ｍｍ、宽１－２５ｍｍ的竹篾，接着脱脂，然后清洗并干燥，最后竹篾采用前后搭接的方式连接成一条连续竹片，并卷成卷；３）增强层的制备：将成卷的连续竹片装在缠绕机上退卷，多条连续竹片先通过树脂槽并涂上树脂，然后环向缠绕在内衬层上成为环向增强层，缠绕一层以上，在环向增强层外轴向铺设一层以上的帘状直竹条，用帘状直竹条对管道进行轴向加强成为轴向增强层，外层再缠绕一层以上的环向增强层，由轴向增强层和环向增强层组成的组合层为一个以上，最后经固化形成增强层；４）外防护层的制备：在增强层外喷涂一层防腐防水的材料，形成外防护层。

【技术特征摘要】
直竹条增强竹复管的制备方法，竹复管沿管径方向，由内到外依次为内衬层、环向增强层、轴向增强层、环向增强层和外防护层，其制备方法包括以下步骤1)内衬层的制备在直管模具上用树脂及毡制作内衬，形成防渗且内壁光滑的内衬层；2)竹纤维预处理把毛竹开成长0.3 3m、厚3 30mm、宽3 30mm的直竹条，把多根直竹条平行并紧密地排列整齐，沿纵向方向布置多排成帘状，用线连成一体，成为帘状直竹条；把毛竹开成长2 6m、厚0.5 3mm、宽1 25mm的竹篾，接着脱脂，然后清洗并干燥，最后竹篾采用前后搭接的方式连接成一条连续竹片，并卷成卷；3)增强层的制备将成卷的连续竹片装在缠绕机上退卷，多条连续竹片先通过树脂槽并涂上树脂，然后环向缠绕在内衬层上成为环向增强层，缠绕一层以上，在环向增强层外轴向铺设一层以上的帘状直竹条，用帘状直竹条对管道进行轴向加强成为轴向增强层...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟坚瑜，陈文强，叶柃，朱刚，
申请(专利权)人：芜湖圣弗兰玻璃钢有限公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]