[發(fā)明專利]復(fù)合材料管道及其制作方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811113952.9 | 申請日: | 2018-09-25 |
| 公開(公告)號: | CN109099229A | 公開(公告)日: | 2018-12-28 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 楊中甲;申宏璇;郭國萬;鄭知;江雷 | 申請(專利權(quán))人: | 北航(四川)西部國際創(chuàng)新港科技有限公司 |
| 主分類號: | F16L9/14 | 分類號: | F16L9/14;F16L57/06;B29C70/48;B29C70/34;B29C39/08;B29C39/44;B29C39/12 |
| 代理公司: | 成都超凡明遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51258 | 代理人: | 馮倩 |
| 地址: | 610000 四川省成都市天*** | 國省代碼: | 四川;51 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 復(fù)合材料管道 結(jié)構(gòu)層 防護(hù)層 內(nèi)襯層 復(fù)合材料應(yīng)用 聚氨酯彈性體 增強(qiáng)復(fù)合材料 空心管狀 三維織物 使用壽命 低成本 高耐磨 內(nèi)表面 輕量化 高抗 鋪覆 澆筑 制作 | ||
1.一種復(fù)合材料管道,其特征在于,包括內(nèi)襯層、結(jié)構(gòu)層和防護(hù)層;所述結(jié)構(gòu)層呈空心管狀,所述內(nèi)襯層鋪覆在所述結(jié)構(gòu)層的內(nèi)表面,所述防護(hù)層設(shè)于所述結(jié)構(gòu)層的外表面;
所述防護(hù)層采用三維織物增強(qiáng)復(fù)合材料;所述三維織物增強(qiáng)復(fù)合材料是將三維織物通過樹脂傳遞工藝,并經(jīng)室溫固化、熱壓罐固化后成型,形成所述防護(hù)層;
所述內(nèi)襯層采用離心澆筑聚氨酯彈性體并二次固化成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料管道,其特征在于,所述三維織物沿所述結(jié)構(gòu)層的徑向穿套在所述結(jié)構(gòu)層的外表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料管道,其特征在于,所述防護(hù)層為多層三維織物結(jié)構(gòu),包括上面板層、下面板層和中間層;所述中間層為接結(jié)經(jīng)紗,所述上面板層和所述下面板層通過所述接結(jié)經(jīng)紗連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合材料管道,其特征在于,所述上面板層包括表面經(jīng)紗和表面緯紗,所述下面板層包括底面經(jīng)紗和底面緯紗,所述接結(jié)經(jīng)紗既穿過所述上面板層,也穿過所述下面板層,將所述上面板層和所述下面板層連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料管道,其特征在于,所述樹脂采用不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂或者乙烯基樹脂;所述結(jié)構(gòu)層采用鋼管或塑料管。
6.一種復(fù)合材料管道制作方法,其特征在于,適用于權(quán)利要求1至5中任一項所述的復(fù)合材料管道,包括以下步驟:
制備結(jié)構(gòu)層;所述結(jié)構(gòu)層采用鋼管或塑料管;
制備防護(hù)層;將多層三維織物沿所述結(jié)構(gòu)層的徑向整體或者分段穿套在所述結(jié)構(gòu)層的外表面;所述三維織物通過樹脂傳遞工藝,并經(jīng)室溫固化、熱壓罐固化后成型,形成所述防護(hù)層;
制備內(nèi)襯層;將聚氨酯彈性體通過離心澆注工藝均勻鋪覆在所述結(jié)構(gòu)層的內(nèi)表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料管道制作方法,其特征在于,所述制備防護(hù)層步驟中,還包括:所述采用樹脂傳遞工藝后,將所述多層三維織物充分浸漬樹脂;依次經(jīng)過所述室溫下固化、所述熱壓罐固化成型;所述熱壓罐固化成型的條件為:溫度180℃至250℃,壓力2.5MPa至3.5MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料管道制作方法,其特征在于,所述制備內(nèi)襯層步驟中,還包括:
計算所述內(nèi)襯層所需用料,計算材料A和材料B的配比;
啟動料罐A和料罐B的導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng),將所述料罐A的溫度設(shè)定為80℃至100℃;將所述料罐B的溫度設(shè)定為100℃至120℃;并設(shè)定所述料罐A和料罐B的壓力;
將所述材料A加入所述料罐A中,啟動所述料罐A的攪拌裝置,待溫度達(dá)到設(shè)定溫度后,打開抽真空裝置的閥門,抽真空除氣泡;將所述材料B加入所述料罐B中;
開啟離心機(jī);設(shè)定離心溫度,調(diào)節(jié)所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)速;制取所述材料A和所述材料B的混合料;將所述混合料澆注到模具中;
二次固化;在100℃下固化12小時至16小時,常溫放置1周完成固化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合材料管道制作方法,其特征在于,所述抽真空除氣泡步驟中,所述料罐A內(nèi)的真空度為0.015MPa至0.025MPa,持續(xù)時間為110min至130min,壓力為0.05bar至0.15bar。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合材料管道制作方法,其特征在于,所述制取材料A和材料B的混合料步驟中,啟動所述離心機(jī)并打開計量泵,將所述料罐A和所述料罐B打開,在混合頭處混合后,觀察所述混合料有無氣泡,須完全無氣泡后才能進(jìn)行澆注;
所述將所述混合料澆注到模具的步驟中,所述模具溫度為60℃至100℃;所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為300rpm至500rpm,溫度為100℃至120℃,運轉(zhuǎn)時間為30min至60min。
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