[发明专利]一种纳米改性玻璃钢管

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃钢管道领域，特别地，涉及一种纳米改性玻璃钢管。

背景技术

目前玻璃钢夹砂管道夹砂层为树脂砂浆层(石英砂与树脂的混合物)，该层的作用是传递玻璃钢管道内层和外层的受力，提高了管道刚度，保证管道一定的剪切强度，避免产品挠曲性能检验时发生分层现象。现有的玻璃钢夹砂管道通常采用石英砂与树脂直接混合的方式来制得夹砂层，虽然在一定程度上提高了管道的性能，但在需要高压缩强度以及压缩韧度的场合，现有的夹砂管道仍然不能满足要求，因而需要设计一种能够满足高压缩强度以及压缩韧度要求的夹砂管道。

另外，改进石英砂界面状态的技术方法是对石英砂采用硅烷偶联剂处理，即用水溶解占比1％的硅烷偶联剂，再与石英砂混合搅拌后烘干。采用偶联剂处理的石英砂加工成的树脂砂浆的压缩强度比未处理的树脂砂浆提高30％以上。但由于硅烷偶联剂的价格昂贵，这大大增加了产品的生产成本，且不利于节能环保的生产要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种纳米改性玻璃钢管，以提高管道的强度和韧度，能够降低生产成本，达到节能环保的要求，并且在夹砂层中为非良好石英砂级配或较低的树脂含量的情况下，确保树脂砂浆层的性能保证率，提高玻璃钢夹砂管道的强度。

本发明的目的可以采取以下方法来实现：

一种纳米改性玻璃钢管，由内向外依次包括内层、夹砂层以及外层，所述夹砂层通过以下步骤制得：

(1)将纳米二氧化硅和/或纳米活性碳酸钙与树脂分散混合，得到改性树脂基体，其中纳米二氧化硅和/或纳米活性碳酸钙的重量比为1-8％；

(2)将所述改性树脂基体与石英砂进行搅拌混合，其中，树脂重量占总重量的15-18％。

优选地，所述步骤(1)中的分散混合包括以下步骤：

a、将纳米二氧化硅和/或纳米碳酸钙与树脂采用搅拌器进行初步混合；

b、将初步混合的混合物用真空搅拌器进行二次分散。

优选地，所述纳米二氧化硅和/或纳米活性碳酸钙的粒径小于50nm。

优选地，所述内层包括由树脂重量含量百分比为70-92％的表面毡和短切毡组成的内衬层。

优选地，所述内层还包括内环向缠绕层，所述外层还包括外环向缠绕层，所述内环向缠绕层以及所述外环向缠绕层均由玻璃纤维缠绕纱环向缠绕构成，其中所述玻璃纤维缠绕纱中含有25-35％重量的树脂。

优选地，所述内层还包括内轴向纤维层，所述外层还包括外轴向纤维层，所述内轴向纤维层以及所述外轴向纤维层均采用短切轴向纤维或纤维织物环向缠绕构成，其中所述纤维织物中含有45-65％重量的树脂。

优选地，所述石英砂的颗粒级配按以下配比：

粒径范围为10目-20目的石英砂颗粒，质量占比为45％；

粒径范围为30目-60目的石英砂颗粒，质量占比为15％；

粒径范围为70目-80目的石英砂颗粒，质量占比为15％；

粒径范围大于90目的石英砂颗粒，质量占比为25％。

由于本发明采用了上述的技术措施，使其对比现有技术有如下优点：通过本发明中的纳米材料混合分散技术，将1-8％重量的双组分纳米材料均匀的混合到树脂中，得到混合纳米材料改性树脂基体，再将该树脂基体和石英砂进行充分混合，形成夹砂层，可在非良好石英砂级配和较低的树脂含量的情况下，达到较高的强度和韧度(最低值大于65Mpa，平均值大于75Mpa)，并降低生产成本，达到节能环保的要求。

附图说明

图1是本发明纳米改性玻璃钢管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例详细描述本发明的实现方案。

本发明的纳米改性玻璃钢管由7层结构组成，分别为内衬层1、内环向缠绕层2、内轴向纤维层3、夹砂层4(即纳米改性树脂砂浆层)、外轴向纤维层5、外环向缠绕层6、外保护层7组成。

其中，内衬层1：该层的作用是保证纳米改性玻璃钢管在一定的压力下能安全正常地输送物料，使产品长期稳定的工作。该层由高树脂含量(树脂含量在70-92％重量)的表面毡和短切毡组成，具有耐磨、耐腐蚀、防渗漏等特点。

内环向缠绕层2和外环向缠绕层6：这两层为纳米改性玻璃钢管的承载层，它保证了管道的环向拉伸强度、环向弯曲强度及刚度。这两层由高强度的玻璃纤维连续缠绕纱，采用环向缠绕的方式加工而成，其树脂含量在25-35％重量之间。