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纖維編織纏繞拉擠成型管道、加工裝置及其生產方法與流程

文檔序號:11150885閱讀:715來源:國知局
纖維編織纏繞拉擠成型管道、加工裝置及其生產方法與制造工藝

本發(fā)明涉及一種輸送管道的加工技術領域,尤其涉及的是一種纖維編織纏繞拉擠成型管道、加工設備及其生產方法。



背景技術:

目前在市政工程、建筑給排水、電力系統(tǒng)、化工行業(yè)、通信、水利灌溉等工程上,都需要大量的輸送管道。現有的輸送管道,大多是采用金屬材料制成,如鋼管,鐵管等,但傳統(tǒng)的金屬材料管道因為生產過程的能耗比較高,工序比較復雜,成本也高,并且,因為所述管道的使用環(huán)境往往都比較潮濕,富有污積物堆積,或者是在沿海地區(qū)使用,金屬因為具有導電性和易氧化銹蝕性,其使用壽命往往就比較短,導致設施的維護費用較高。因此金屬材料的輸送管道已經無法滿足當前社會實踐的需要,逐步被淘汰。

取而代之的新型輸送管道材料,往往都是采用復合材料,例如玻璃鋼復合材料纏繞成型,或者單一高分子材料,如PVC材料擠出成型。但這些新型材料制作的輸送管道,都具有縱向剛度不足,或環(huán)向脆性較大的問題,導致不能承受載重型車輛和地貌等造成的附加載荷,容易形成管道失穩(wěn)和斷裂。

現有技術中所采用的新型輸送管道在制作時,一般都是先利用玻璃纖維等纖維材料作為增強材料,形成管道基材的骨架,再通過一浸膠槽,浸泡于液態(tài)樹脂材料中,待樹脂完全浸透所述增強材料后,離開浸膠槽,再進入相應的模具加熱固化拉擠成型。

目前技術中,所述浸膠槽一般都是敞口的,生產過程中,所述液態(tài)的樹脂材料濺落、揮發(fā)等情況都很常見。而所使用的液態(tài)樹脂材料,粘度較大,一般都需要使用有機溶劑進行稀釋,而這些有機溶劑,往往都含有有毒物質,很容易破壞環(huán)境,其VOC(Volatile Organic Compounds,有機揮發(fā)物)排放量較大,對環(huán)境污染嚴重,影響工人健康。

目前所采用的樹脂材料,例如不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、環(huán)氧樹脂等,其特點在于,樹脂膠液有較長的凝膠時間,因此具有良好的可操作性,可以很好的浸透所述增強材料,取得較好的強度和剛度,但同時樹脂膠液的黏度比較大,意味著生產速度比較慢,其拉擠速度通常只是在5至30毫米每分鐘,這就無法適應現代工業(yè)的快速生產要求。

而在生產過程中,保證樹脂材料能夠充分完全浸透所述增強材料,對新型輸送管道成品的強度和剛度,又具有極大的意義。

因此,現有新型復合材料的管道生產技術,對環(huán)境污染極大,并且一直無法突破上述強度與生產速度的平衡,還有待于改進和發(fā)展。



技術實現要素:

鑒于上述現有技術的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種纖維編織纏繞拉擠成型管道、加工裝置及其生產方法,在保證有效浸潤的同時,還可以提升生產效率,并增加沿所述管道長度方向的縱向剛度和強度。

本發(fā)明的技術方案如下:

一種纖維編織纏繞拉擠成型管道,包括由至少一層纖維增強材料構成的一纖維管道基材骨架,浸潤樹脂形成,其中,所述樹脂由雙組份聚氨酯原料合成,包括:異氰酸酯和多元醇按比例1.2 :1至1.4 :1合成。

所述的管道,其中,所述雙組份聚氨酯原料包括:聚合MDI和丙三醇聚氧丙烯化物按比例1.2 :1至1.4 :1合成所述樹脂;所述樹脂在溫度10℃-25℃,壓力高于大氣壓的環(huán)境下浸潤所述增強材料形成所述管道。

所述的管道,其中,所述增強材料包括內層、中層和外層,所述內層和外層為纖維編織層,所述纖維編織層中重復單元的兩組纖維夾角為35°-85°夾角。

所述的管道,其中,所述中層包括至少一環(huán)向纖維纏繞層。

所述的管道,其中,所述中層還包括一纖維軸向平鋪層。

所述的管道,其中,所述纖維為玻璃纖維。

所述管道的纖維編織纏繞拉擠成型加工裝置,其中,包括一靜態(tài)混合器,用于混合至少兩種所述雙組份聚氨酯原料,生成液態(tài)的所述雙組份樹脂;和至少一密封的注膠盒,連通并接受來自所述靜態(tài)混合器的液態(tài)雙組份合成樹脂;

根據具體生產過程需要調節(jié)所述靜態(tài)混合器和所述注膠盒的環(huán)境溫度為10-25℃;

所述管道設置為經過所述注膠盒內的液態(tài)合成樹脂壓力下注膠所述管道增強材料復合而成。

所述的加工裝置,其中,所述注膠盒連接一超聲發(fā)生裝置,產生超聲用于均勻并加速所述注膠盒內的浸膠過程。

所述管道的生產方法,其中,包括以下步驟:

a) 纖維層注膠樹脂:所述增強材料的各纖維層經過各自對應的密封注膠盒內的合成樹脂分段分層壓力注膠形成所述管道。

所述的管道生產方法,其中,所述纖維層設為至少兩層纖維層,在所述步驟a)之前還包括以下步驟:

A1)纖維層編織:通過至少一編織機編織所述至少一層的纖維層;

A2)纖維層纏繞:通過至少一纏繞機在所述編織的一層纖維層外纏繞至少一層纖維纏繞層。

本發(fā)明所提供的一種纖維編織纏繞拉擠成型管道、加工裝置及其生產方法,所述管道由一雙組份聚氨酯浸潤一增強材料復合而成,所述加工裝置包括用于混合所述雙組份聚氨酯樹脂的一靜態(tài)混合器和多個密封的注膠盒,采用了低溫及分段分層加壓注膠的方法,很好的根據所述管道生產線運行速度的要求,延緩所述雙組份聚氨酯樹脂材料凝膠的速度,保留適宜的浸膠時間以保證浸透所述增強材料,從而能夠利用所述雙組份樹脂的低粘度、高強度和快速固化能力,對所述管道的物理性能和生產效率予以同時提高,并可以保護環(huán)境。

附圖說明

圖1是本發(fā)明纖維編織纏繞拉擠成型管道的生產工藝流程圖。

圖2是本發(fā)明的纖維編織纏繞拉擠成型管道的纖維層骨架結構示意圖。

圖3是本發(fā)明圖2所示的纖維編織纏繞拉擠成型管道的纖維層骨架結構的A-A剖面結構放大圖。

圖4是本發(fā)明的纖維編織纏繞拉擠成型管道的纖維層骨架結構中編織層的結構放大圖。

圖5是本發(fā)明的纖維編織纏繞拉擠成型管道的纖維層骨架結構中纏繞層的結構放大圖。

圖6是本發(fā)明纖維編織纏繞拉擠成型管道的管壁展開示意圖。

附圖標記:1外層纖維編織層 2中層纖維纏繞層 3內層纖維編織層 5重復單元 21 正向纖維纏繞層 22 反向纖維纏繞層 221 管道模具 33靜態(tài)混合器 34 中間管道 330液態(tài)合成樹脂 331第一料筒 332第二料筒 333 計量泵 441第一注膠盒 442第二注膠盒 443第三注膠盒 444 第四注膠盒 55 低溫環(huán)境 6中層纏繞纖維 7 成品管道 91 內層編織機 92 第一纏繞機 93 第二纏繞機 94外層編織機 95 金屬模具。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種纖維編織纏繞拉擠成型管道、加工裝置及其生產方法,為使本發(fā)明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確,以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明的纖維編織纏繞拉擠成型管道及其生產方法,如圖1所示,通過對一組纖維增強材料進行編織和纏繞,首先分層形成一增強材料的纖維管道基材骨架,所述增強材料的各纖維層在形成后,即進入各自段的密封的注膠盒中進行浸膠,最后再通過一金屬模具加熱固化拉擠成型,生成最終產品管道。

本發(fā)明中,所述樹脂材料采用雙組份的聚氨酯材料合成?,F有技術中已經存在這種雙組份聚氨酯材料,由A組份和B組份混合形成,其中,所述A組份可選為一種高反應性的異氰酸酯,例如聚合MDI(二苯基甲烷二異氰酸酯),所述B組份可選為多元醇,例如丙三醇聚氧丙烯化物(聚醚多元醇混合物)。所述A組份異氰酸酯和所述B組份多元醇按比例1.2: 1至1.4: 1混合反應合成所述雙組份聚氨酯材料。由玻璃纖維經過所述雙組份樹脂材料浸潤固化拉擠成型后,可以達到非常好的強度,其強度可以比玻璃纖維配合PVC材料所取得的強度高8倍;而且,還具有非常良好的電絕緣性,同時,因為聚氨酯拉擠材料具有高韌性,使得所述管道具有更好的抗?jié)B漏性能,從而更經久耐用。

但現有技術雙組份的聚氨酯材料,因為是采用了兩種化學成份按比例混合反應,例如所述A組份聚合MDI和所述B組份丙三醇聚氧丙烯化物,按1.2:1-1.4:1的比例混合反應而成,在溫度為10℃時,其凝膠時間是28分鐘,在溫度為19℃時,其凝膠時間是21分鐘,而在溫度為25℃時,其凝膠時間縮短為16分鐘,但是在生產流程中,因為凝膠反應本身會放出大量的熱量,蓄積于所述注膠盒中,例如,固化過程的聚氨酯塊,其外表溫度可達100℃,其內部溫度可達130℃,這就導致其凝膠時間大大縮短,往往在沒有能夠完全浸透所述增強材料時,所述雙組份的液態(tài)聚氨酯就已經開始凝膠固化,這就導致所生產的管道產品樹脂化不均勻,并且,已經固化的分散聚氨酯顆粒很容易發(fā)生堵模事故,嚴重影響生產效率,從而根本無法實際使用這種聚氨酯材料進行管材加工,或者即使勉強加工也會導致所生產的管材的強度不夠,并生產過程中頻頻發(fā)生堵模事故,尤其是在夏季高溫高濕環(huán)境下,事故發(fā)生更為頻繁。故而在實際生產中幾乎不采用這種雙組份聚氨酯材料進行浸膠。

因此,對所述雙組份的聚氨酯混合生成的溫度和對所述增強材料進行注膠的注膠盒內溫度進行合理的控制,對于使用所述雙組份聚氨酯材料對所述增強材料進行完全浸膠就很重要。同時,能夠延長所述注膠盒中未被所述增強材料帶走的液態(tài)樹脂的凝膠時間,從而得到更多的被所述增強材料帶走的機會,對于防止所述液態(tài)樹脂在所述注膠盒中凝膠固化,造成堵模事故也非常關鍵。

本發(fā)明所述的纖維編織纏繞拉擠成型管道的一個較佳實施例中,所述管道的一側壁面結構如圖2所示,所述壁面結構包括3層:管腔最外層是一纖維編織層1,中層為環(huán)向的纖維纏繞層2,最內層也是一層纖維編織層3,其具體結構如圖3所示。本實施例中,所述纖維材料,優(yōu)選為玻璃纖維,其主要成分是高純度的二氧化硅(SiO2),以保證所生產的管道具有較輕的質量,和較好的強度。

當然,本發(fā)明中,所述纖維也可以選為碳纖維,玄武巖纖維,芳綸纖維以及聚乙烯纖維等,或采用其他的高分子材料纖維構成,只要其具有足夠的強度,并能夠與后續(xù)的高分子樹脂材料緊密結合即可。

在所述纖維層的加工生產中,可以使用一編織機,將兩組玻璃纖維沿著一管道模具221,以35°-85°夾角編織形成,如圖4所示,其纖維排列方向優(yōu)選為與所生產的管道長度方向呈45°角,即由所述兩組玻璃纖維編織成的重復單元5的一組對角線方向與所述管道的長度方向平行,也即編織所用的兩組玻璃纖維與所述管道長度方向上下對稱設置;所述玻璃纖維的直徑,則可由生產需要決定,其每千米重量一般選為2400克至4800克之間,即2400-4800號(特克斯,tex),例如,在一個具體實施例中,所需要生產的管道內徑為0.5米,所采用的纖維直徑可為15~30微米。

所述管腔最外層的纖維編織層1和最內層的纖維編織層3,皆可按照所述方案由編織機按照產品參數需要對所述纖維進行編織加工生成。所述管壁的最外層和最內層,采用編織層的好處是,可以調節(jié)其編織密度,使得所述管道在環(huán)向和縱向上的強度都滿足設計要求,從而保證最終產品管道的整體性能。

而所述中層則至少包括一纖維纏繞層2,如圖5所示,由一組中層纏繞纖維6,并行排列構成;所述中層纏繞纖維6,優(yōu)選為玻璃纖維。所述中層纏繞纖維6的直徑,可以直接采用與所述纖維編織層相同或相接近直徑的纖維材料。并且,根據最終產品管道的厚度需要,所述中層纏繞纖維6可以纏繞成一層或多層,形成所述管道的圓周結構。所述中層纏繞纖維6的排列方式優(yōu)選為緊密排列,其相互之間的間隔很小,比如小于其自身直徑。所述纖維纏繞層2主要用來提高所述管道承受內壓的能力,即抵抗沿徑向向外的膨脹力的負荷,將其轉化為所述中層纏繞纖維6的長度方向的拉伸。

在本發(fā)明一個更佳的實施例中,所述纖維纏繞層2還包括一纖維的軸向平鋪層。即由一組直徑相接近的玻璃纖維沿軸向平鋪設置于所述纖維纏繞層2中,具體可以設置于所述纖維纏繞層2的上層或下層,甚至可以采用編織的方式與所述纖維纏繞層2中的周向的中層纏繞纖維6構成網狀結構,從而進一步增加所述纖維纏繞層2對徑向受力的承受能力,以及對沿著所述管道長度方向的軸向受力的承受能力,也即同時增加最終形成的管道在軸向和徑向的韌性和強度。

所述內層纖維編織層3和所述中層纖維纏繞層2皆完成后,再在外覆蓋一纖維直徑與其他兩層的纖維直徑接近的外層纖維編織層1,最終形成一三層結構的纖維層。所述外層纖維編織層1的纖維角度,可以與所述內層編織層3的纖維角度相同也可以不同。

此時,所述的三層結構的纖維層,根據各組纖維的排列方向,可以保證最后所形成的管道的管壁在直徑方向的受力強度和管壁在與管長方向左右沿所述纖維編織層的纖維長度方向上受力的強度,如圖6所示。

所述外層纖維編織層3的近似正交的兩組纖維的方向和所述內層纖維編織層1的近似正交的兩組纖維的方向可以保持一致或略有偏差, 并不會很大影響所述管道壁面的強度。

圖6為本發(fā)明管道的管壁展開示意圖,圖中顯示,所述管道的管壁可以承受外力的主要方向有:管道軸向長度方向,由所述中層的纖維平鋪層中的軸向纖維的拉伸來承受外力,同時,所述內外的纖維編織層1和3的編織纖維,共4組纖維,也可以部分承擔所述軸向拉伸力,所述軸向受力,主要是應對可能的管道彎折等受力情況;管道的周向拉力,由所述中層纏繞纖維6的拉伸來承受外力,主要是應對可能的管道內部受壓膨脹等情況,并且,對于管道內部膨脹產生的壓力,也可以連同所述編織層1和3的編織纖維,共5組纖維來承擔。而一個管道可能受到的外力無非就是軸向的拉伸(包括彎折),徑向的剪切和周向的旋轉引起的剪切力。這些外力皆可以通過所述三層管道(內外編織層1,3和纏繞層2)的組成纖維的內部張力來承受。而我們知道,纖維材料的抗拉伸強度,尤其是玻璃纖維,是可以達到很高的。因此本發(fā)明的纖維編織纏繞拉擠成型管道大大提高了所述管道對其所受到的各方向上的外力的承受能力。

本發(fā)明的管道的特點在于, 采用雙組份的聚氨酯樹脂來填充所述增強材料,而不是如現有技術一樣的采用單組份聚氨酯樹脂或其他常用樹脂。聚氨酯復合材料力學性能如下表所示:

表1:聚氨酯復合材料的力學性能

由表中可見,雙組份聚氨酯復合材料的力學性能在各方面都比單組份材料有所提高,并表現出更好的耐腐蝕性,具有更好的防火性能,生產更為高效,并且因為不需要有機溶劑稀釋,從而更為環(huán)保,因此更適合于流水線自動化生產各種新型管道。

與現有技術中的單組份樹脂材料配合玻璃纖維的管道生產相比,所述雙組份聚氨酯復合材料配合玻璃纖維所生產的管道,因為采用了密封加壓的注膠盒方式在壓力下主動浸膠,而不是如目前常用樹脂材料浸膠所普遍采用的敞口式被動浸膠的模式,故而構成管道的骨架纖維可以比較密集,從而可以具有更高的增強材料纖維含量,其纖維體積含量可以增至80%左右,而大多數非聚氨酯拉擠制品的纖維含量在60%左右。這樣,更高的增強材料纖維含量與性能更好的樹脂相結合,這就使得所述雙組份聚氨酯復合材料配合增強材料纖維所生產的管道的強度和剛度更好。從而最終產品管道具有更好的相關力學性能。

用于生產所述管道的加工裝置,如圖1所示,主要包括:一內層編織機91,用于在所述管道模具221上編織所述內層纖維編織層3,一第一纏繞機92,用于在所述內層纖維編織層3上正向纏繞所述正向纖維纏繞層21,一第二纏繞機93,用于在所述正向纖維纏繞層21上再纏繞一反向纏繞層22,一外層編織機94,用于在所述纏繞層外再編織一層外層纖維編織層1,一靜態(tài)混合器33,用于混合產生所述雙組份聚氨酯的液體合成樹脂330,和一金屬模具95,用于在一定的加熱溫度下,如100-200℃下,所述雙組份的聚氨酯材料在其中固化,經過拉擠成型后,形成最終成品管道7;并且,在每個操作設備后,即在每個所述內層編織機91,外層編織機94,第一纏繞機92,和第二纏繞機93下游,都緊鄰設置一密封的注膠盒,所述每個注膠盒都通過各自的中間管道34與所述靜態(tài)混合器33連接,用于接受從所述靜態(tài)混合器33中混合好的雙組份聚氨酯液體,并對經過其內部的所述增強材料上新增加的最外層進行浸膠。

所述靜態(tài)混合器33包括兩個入口:第一料筒331和第二料筒332,分別用于注入所述雙組份的A組份或B組份化學原料之一。各料筒下方的計量泵333按照比例1.2:1~ 1.4:1分別將液態(tài)的組份A(聚合MDI)和組份B(丙三醇聚氧丙烯化物)注入所述靜態(tài)混合器33,進行混合并快速通過所述中間管道34后進入每個所述注膠盒。因為所述聚氨酯樹脂的高反應活性,為了適應所述聚氨酯的低粘度和快速的凝膠時間,所述每個注膠盒設置為一密封的樹脂注射系統(tǒng),包括相對設置的一入口和一出口,所述入口和出口的直徑根據所通過的所述增強材料各層的外徑設置,使得所述增強材料可以無障礙的進入所述注膠盒,同時每個所述注膠盒中的液態(tài)合成樹脂330不能滲出所述入口和所述出口;并需要考慮到所述出口的直徑要略大于所述入口的直徑,因為在出口處或之前,所述液態(tài)合成樹脂330已經開始部分凝膠。每個所述注膠盒的內部通常還施加一定的壓力,如1.5-2個大氣壓的內部壓力,以加快其內部的所述液態(tài)合成樹脂330對各自所通過的所述增強材料的浸透,進一步縮短所述浸透時間,從而可以增加所述增強材料通過所述注膠盒進行浸膠的速率,也即加快所述新型管道的生產效率,同時,施加一定的壓力,也可以保證所述液態(tài)合成樹脂330對所述增強材料的充分浸潤浸透,從而保證了最終產品管道中浸膠的均勻性,提高最終產品管道的品質和力學性能。所述注膠盒采用密封設置的好處是,防止反應中的化學物揮發(fā)和泄露,既節(jié)約了材料,又保護了環(huán)境,并可以通過適當加壓來加速浸膠過程。

所述各注膠盒中還可以設置一超聲發(fā)生裝置,用于產生超聲,從而排出所述液體聚氨酯樹脂中可能夾雜的氣泡,以加速并進一步均勻所述液態(tài)雙組份聚氨酯樹脂材料對所述增強材料的浸膠過程。

從傳統(tǒng)樹脂配合玻璃纖維的管道生產方式轉換為本發(fā)明所述的雙組份聚氨酯配合玻璃纖維的生產系統(tǒng)也比較簡單方便和經濟,需要改裝的設備主要包括兩部分:增加所述靜態(tài)混合器33和改變敞口的所述浸膠槽為密封的所述注膠盒。因為所述聚氨酯是雙組分體系,故需要專門的計量和混合裝置。同時,因為聚氨酯樹脂的反應活性,傳統(tǒng)的敞開式樹脂浸膠槽已經不適應,取而代之的是分段設置多個密封的注膠盒,其內部維持一定的壓力,以加速所述聚氨酯樹脂對所述增強材料的浸潤,也即由自由浸膠方式改為壓力下的浸膠方式,以加速所述浸潤過程。同時,因為所述聚氨酯樹脂的凝膠速度太快,還需要將所述靜態(tài)混合器和所述注膠盒內,尤其是所述注膠盒內設置為較低溫度。

在本發(fā)明的一個實施例中,所述新型纖維編織纏繞拉擠成型管道的生產方法,如圖1的生產流程示意圖所示,所述雙組份聚氨酯原料的兩種成分,例如,所述A料:液體聚合MDI,和所述B料:丙三醇聚氧丙烯化物,分別加入第一料筒331和第二料筒332,由各自的計量泵333按照1.2:1-1.4:1的比例,注入一靜態(tài)混合器33中,混合并發(fā)生反應,生成液態(tài)合成樹脂330,再快速通過多組中間管道34輸出至緊鄰設置的多個密封的注膠盒中。

在準備所述雙組份聚氨酯原料的同時,所述內層編織機91在所述管道模具221上,利用兩股纖維以35-85度角的方向,編織一內層纖維編織層3覆蓋于所述管道模具221的表面,所述纖維編織層3的每個重復單元的一組對角線方向與所述管道模具221的軸向平行,也即所述兩股纖維都與所述管道模具221的軸向呈兩邊對稱設置。一個更佳的實施例是,所述兩股編織纖維中,還可以再增加一股軸向設置的纖維,三股纖維一起編織,以增加所生產的管道在軸向的抗拉能力。所述內層纖維編織層3進入第一注膠盒441,在壓力下接受所述雙組份聚氨酯液體合成樹脂330的浸膠后離開所述第一注膠盒441,然后進入第一纏繞機92中,接受纖維正向的纏繞,形成正向纖維纏繞層21,再進入第二注膠盒442中,接受壓力注膠,主要是對剛剛生成的所述正向纖維纏繞層21進行浸膠;在離開所述第二注膠盒442后,所生成的管道纖維層進入第二纏繞機93,接受反向纖維纏繞,并生成反向纖維纏繞層22后,進入第三注膠盒443中接受浸膠;并形成所述中層纖維纏繞層2,所述正向和反向的纖維纏繞層的厚度由纖維纏繞的層數決定,而纖維纏繞的層數則取決于所需要生產的最終成品管道7的管壁厚度要求,即所需要生產的最終成品管道7的管壁厚度主要由所述中層纖維纏繞層2的厚度,即纏繞層數決定。當所述中層纖維纏繞層2完成后,所述部分浸膠的部分纖維增強材料繼續(xù)沿著所述管道模具221前行,同時接受一外層編織機94再在其外部形成一外層纖維編織層1,所述外層纖維編織層1與所述內層纖維編織層3的結構和設置都類似;再進入第四注膠盒444中接受注膠,離開所述第四注膠盒444后,即形成部分凝膠的最終管道的雛形;所述管道雛形再進入一加熱的金屬模具95,在100-200℃溫度中,加熱固化拉擠成型,形成最終產品管道。

本實施例中,所述管道增強材料層的浸膠過程,采用分段分層浸膠的方法,可以保證每層纖維都可以在短時間里浸膠完全,從而保證最終產品管道的物理性能。

在某些情況下,為了配合生產線的運行速度,或者為了保證所述液態(tài)合成樹脂330充分浸透所述增強材料,需要適當減緩所述液態(tài)合成樹脂330的凝膠速度,而這通過調節(jié)所述靜態(tài)混合器33和所述注膠盒的溫度來完成??梢詫⑺鲮o態(tài)混合器33和所述注膠盒置于一低溫環(huán)境55中,例如置于冷水或者冷凍環(huán)境中,更好的是在盛放所述液態(tài)合成樹脂的相應容器內部,如所述靜態(tài)混合器33內部和所述注膠盒內部,設置用于冷卻的裝置,如冷水管道等,就可以通過直接降低所述液態(tài)合成樹脂330的溫度來降低所述樹脂的固化速度,延長固化時間,提高所述液態(tài)合成樹脂330對所述增強材料的浸透率,從而增加所生產的新型纖維編織纏繞拉擠成型管道的均勻性和力學強度。

具體來說,就是在進入所述固化裝置95加熱之前,所述生成各層纖維層的操作和各層纖維層浸膠的操作皆處于一低溫環(huán)境55中,最佳是將所述液態(tài)合成樹脂330的溫度,通過在各相應設備中設置冷卻裝置,例如冷卻水管道等方式,直接控制為低溫,其具體溫度根據所生產的管道的需要控制,主要由所述管道的管壁厚度決定,即由實際需要的浸膠時間決定。一般控制在10℃~25℃,因為根據實驗測得:在25℃時,所述由聚合MDI和丙三醇聚氧丙烯化物按照1.2-1.4:1的比例混合的液體聚氨酯凝膠時間為16分鐘,而在10℃時,所述液態(tài)雙組份的聚氨酯凝膠時間延長為28分鐘,這就意味著,可以根據所需要生產的管道的實際要求,通過控制所述液態(tài)雙組份聚氨酯樹脂的溫度來控制所述樹脂的操作時間,延長所述樹脂的凝膠時間,讓所述樹脂長時間保持在低粘度狀態(tài);而浸膠所需要的時間與型材的結構,玻纖含量,樹脂粘度,浸膠壓力等因素有關,故而,在實際生產中,可以根據實際生產的需要,通過實驗來確定合適的操作時間,從而通過控制所述液態(tài)雙組份聚氨酯樹脂的溫度來控制浸膠所需要的時間,取得生產效率和所生產的管道強度與剛度之間的最佳平衡。

所生產的管道的實際浸膠時間,在生產中,可以通過控制牽引設備牽引所述增強材料在所述管道模具221中移動的速度來控制,即所生產的管道在所述管道模具221上的移動速度,所述管道通過所述注膠盒接受浸膠的時間,所述注膠盒中的液態(tài)合成樹脂330的凝膠時間,所述液態(tài)合成樹脂330的注膠速度,這幾個量都是相互關聯的,需要根據實際需要測定,并通過溫度設置進行調整。

通常情況下,套于所述管道模具221上的所述管道的前行速度,即生產線的運行速度,控制在10~60mm/min,從而既可以保證所述液態(tài)合成樹脂330充分浸透所述增強材料,又可以提高所述管道的生產效率。

綜上所述,本發(fā)明所提供的一種纖維編織纏繞拉擠成型管道、加工裝置及其生產方法,采用雙組份的聚氨酯的樹脂材料,通過控制液態(tài)聚氨酯樹脂的溫度,以及分段設置多個在各纖維層產生裝置后的密封注膠盒,很好的根據所述管道生產線運行速度的要求,延緩所述雙組份樹脂材料凝膠的速度,保留足夠的浸膠時間以保證浸透所述纖維層骨架,極大的增加了所述管道的強度。本發(fā)明能夠利用雙組份樹脂的低粘度、高強度和快速固化能力,平衡提高所述管道的性能和生產效率。

應當理解的是,本發(fā)明的應用不限于上述的舉例,對本領域普通技術人員來說,可以根據上述說明加以改進或變換,而所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。

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