本发明涉及复合管生产工艺,具体涉及一种竹缠绕管道的制造方法。
背景技术:
1、竹缠绕管道是一种复合管,由内到外可以分为三层,分别为内衬层、结构层和外防护层,内衬层主要为不饱和类树脂搭配织物而成,主要起固定作用以及抗内压,中间层为结构层,结构层主要为竹基材料搭配胶黏剂连续缠绕而成,主要起抗内外压的作用,最外层为外防护层,根据管道不同的使用场景来选择合适的树脂或者涂料,主要起对管道的防护作用。
2、现有竹缠绕管道工艺是先制作内衬层,内衬层常温固化完全后再缠绕结构层,结构层完全固化后,最后制作外防护层,现有内衬层的树脂为油性树脂,结构层胶黏剂为水性胶黏剂,考虑到相容性的问题,现有结构层的缠绕都是等内衬层完全固化后进行的。
3、依据现有竹缠绕管道的工艺,当内衬层完全固化后,由于内衬层为不饱和类树脂搭配织物而成,内衬层的表面很光滑,光滑的界面极大的影响了结构层的附着能力,从而使两者之间的界面胶合性能变差。竹复管的内衬层厚度约为1.2mm-2.0mm,若界面工艺没有控制好,则内衬层与结构层两种复合材料的应力传递减弱,在有内压时内衬层不能借助结构层竹片的力来抵挡变形,最终无法承受内压而破裂;同时一旦内衬层破裂水渗入结构层中,即会使竹材霉变后力学性能大幅度下降,导致管道无法起到抗外压的作用。
技术实现思路
1、本发明针对上述问题,提出了一种竹缠绕管道的制造方法。
2、本发明采取的技术方案如下:
3、一种竹缠绕管道的制造方法,包括:
4、内衬层制作工序:在模具上设置脱模层;在脱模层上缠绕浸有不饱和类树脂(可以为不饱和聚酯)的织物,并用压辊对织物进行挤压,挤出织物表面的气泡,得到内衬层;
5、结构层制作工序:在不饱和类树脂处于凝胶状态时,在内衬层的外侧缠绕第一层竹篾层,且第一层竹篾层在不饱和类树脂完全固化前完成,竹篾层由浸润脲醛树脂或氨基类树脂的竹篾搭配网格布而成,第一层竹篾层缠绕完成后,对内衬层和第一层竹篾层进行加热直至不饱和类树脂固化,对内衬层和第一层竹篾层进行加热的温度为60℃~120℃;在第一层竹篾层的外侧继续缠绕竹篾层至设定的层数得到结构层,将模具放入固化炉对结构层进行加热固化,加热固化的温度为60℃~120℃;
6、外防护层制作工序:待结构层完全固化后,在结构层外侧制作出外防护层,内衬层、结构层和外防护层形成竹缠绕复合管;
7、脱模工序:待外防护层完全固化后,将竹缠绕复合管从模具上脱下。
8、不饱和聚酯可通过引发剂引发不饱和聚酯中的双键与可聚合的乙烯类单体,如苯乙烯、醋酸乙烯、甲基丙烯酸甲酯等进行游离基(自由基)型共聚反应,使线型的聚酯分子链交联成具有三向网络结构的体型分子,反应式如下:
9、
10、从反应过程看,虽然不饱和聚酯中的cooh-不参与固化反应,但在一定加热条件下,cooh-具有活性,可发生反应。脲醛树脂中含有大量的ch2oh-及nh2-等官能团,在酸性条件下比较活泼,它们可与不饱和聚酯中的cooh-发生反应,进而形成一个立体的网状结构产物。因此脲醛树脂在加入固化剂而没有固化前,可与不饱和聚酯发生化学反应,生成复杂的网状产物从而使两种树脂粘接的比较牢固。
11、本申请结合不饱和聚酯和脲醛树脂的特征,从工艺的角度对竹缠绕复合管进行了改良,通过在高温作用下,凝胶状态的不饱和聚酯与脲醛树脂发生反应并形成交联互穿的网状结构,从而使界面粘结较为牢固,相对于现有的等不饱和聚酯完全固化后缠绕结构层而言,可以很好的解决内衬层和结构层的界面结合问题以及内衬层的鼓包问题。
12、实际运用时,可以对制作好的外防护层进行自然冷却固化或加热固化,固化后可以再放置12h~36h后进行脱膜工序。
13、内衬层所用的不饱和聚酯是通过和固化剂、促进剂反应生成,在实际生产中根据不同的温湿度,通过控制固化剂和促进剂的用量,我们可控制内衬层从凝胶到固化的时间,即结构层必须在此时间内开始缠绕竹篾层,一般从凝胶到固化的时间约为10~25分钟。若缠绕竹片时内衬层已完全固化,则脲醛树脂无法与大分子聚合物直接粘合,也就是内衬层与结构层之间应力传递减弱,管道无法承受内压。
14、于本发明其中一实施例中,结构层制作工序中,缠绕第一层竹篾层时,通过压辊来辅助缠绕,压辊用于使竹篾层与内衬层贴紧缠绕;压辊对模具的径向力控制为压辊压到竹篾层后刚能转动。
15、通常脲醛树脂中会加热设定比例的坚硬填料来调节粘度(比如核桃壳粉等生物质填料),若压辊的作用力太大,则填料会进入内衬层破坏内衬层的树脂(不饱和聚酯)的结构,导致内衬层局部厚度过薄且有微小破裂,最终使内衬无法承压;若缠绕时不使用压辊,则内衬层的不饱和聚酯和第一层竹篾层的脲醛树脂接触面积太少,从而会导致界面结合不够紧密。
16、于本发明其中一实施例中,压辊上具有压力传感器用于检测压辊对模具的径向压力。
17、通过调试后可以确定压力传感器的数值范围,方便后续加工过程中自动控制压辊对模具的压力,且保证产品加工质量。
18、于本发明其中一实施例中,所述模具内侧具有加热元件,所述加热元件用于对内衬层和第一层竹篾层进行加热。
19、现有的模具内均未设置加热元件,本申请通过在模具内设置加热元件能够快速方便的使凝胶状态的不饱和聚酯与脲醛树脂发生反应并形成交联互穿的网状结构。加热元件可以为加热丝等多种不同的结构。
20、于本发明其中一实施例中,通过红外加热的方式对内衬层和第一层竹篾层进行加热。
21、于本发明其中一实施例中,对内衬层和第一层竹篾层进行加热的时间为10min~40min。
22、于本发明其中一实施例中,外防护层制作工序中,通过在结构层外侧涂刷选定的树脂来形成外防护层。
23、于本发明其中一实施例中,外防护层制作工序中,通过在结构层外侧缠绕浸润有树脂的织物来形成防护层。
24、于本发明其中一实施例中,所述脱模层为缠绕在模具表面的聚酯薄膜。
25、于本发明其中一实施例中,所述脱模层为涂设在模具表面的脱模剂。
26、于本发明其中一实施例中,所述竹篾层的脲醛树脂或氨基类树脂中加入有质量占比为5%~20%的填料,所述脲醛树脂或氨基类树脂的粘度为400c.p~800c.p。
27、本发明的有益效果是:本申请结合不饱和聚酯和脲醛树脂的特征,从工艺的角度对竹缠绕复合管进行了改良,通过在高温作用下,凝胶状态的不饱和聚酯与脲醛树脂发生反应并形成交联互穿的网状结构,从而使界面粘结较为牢固,相对于现有的等不饱和聚酯完全固化后缠绕结构层而言,可以很好的解决内衬层和结构层的界面结合问题以及内衬层的鼓包问题。
1.一种竹缠绕管道的制造方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的竹缠绕管道的制造方法,其特征在于,结构层制作工序中,缠绕第一层竹篾层时,通过压辊来辅助缠绕,压辊用于使竹篾层与内衬层贴紧缠绕;压辊对模具的径向力控制为压辊压到竹篾层后刚能转动。
3.如权利要求2所述的竹缠绕管道的制造方法,其特征在于,压辊上具有压力传感器用于检测压辊对模具的径向压力。
4.如权利要求1所述的竹缠绕管道的制造方法,其特征在于,所述模具内侧具有加热元件,所述加热元件用于对内衬层和第一层竹篾层进行加热。
5.如权利要求1所述的竹缠绕管道的制造方法,其特征在于,通过红外加热的方式对内衬层和第一层竹篾层进行加热。
6.如权利要求1所述的竹缠绕管道的制造方法,其特征在于,对内衬层和第一层竹篾层进行加热的时间为10min~40min。
7.如权利要求1所述的竹缠绕管道的制造方法,其特征在于,外防护层制作工序中,通过在结构层外侧涂刷选定的树脂来形成外防护层,或者是,外防护层制作工序中,通过在结构层外侧缠绕浸润有树脂的织物来形成防护层。
8.如权利要求1所述的竹缠绕管道的制造方法,其特征在于,内衬层制作工序中,通过用压辊对织物进行挤压,挤出织物表面的气泡。
9.如权利要求1所述的竹缠绕管道的制造方法,其特征在于,所述脱模层为缠绕在模具表面的聚酯薄膜,或者是,所述脱模层为涂设在模具表面的脱模剂。
10.如权利要求1所述的竹缠绕管道的制造方法,其特征在于,所述竹篾层的脲醛树脂或氨基类树脂中加入有质量占比为5%~20%的填料,所述脲醛树脂或氨基类树脂的粘度为400c.p~800c.p。
