专利名称：纤维增强阻燃抗静电薄壁钢塑复合管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于煤矿井下等易燃易爆场所的运输管道，尤其是一种纤维增强阻燃抗静电薄壁钢塑复合管结构设计的改进。
背景技术：
煤矿、石油天然气开采及输送等很多领域均需要不同口径管道运输气体、液体和流态化固体颗粒。这些领域不仅要求管道具有常规的物理学性能指标(如抗弯、抗压、抗冲击、抗静电)，还需要具有优良化学性能指标(抗腐蚀、阻燃、抗磨损)。在过去的十几年来，PVC和玻璃钢等非金属材料被广泛的应用于这些领域，也解决了阻燃和抗静电问题。但是随着国家对矿业等能源领域安全作业的更高重视，近年来很多非金属管道因其潜在安全隐患正在被逐步强化的技术指标而面临淘汰，金属管道又重返应用舞台。但金属在潮湿的环境中极易腐蚀而失去使用价值，而且普通金属管在保证压力等级条件下管壁较厚、重量较大，大大增加了安装的难度，使得大口径金属管道在煤矿井下的大量使用仍然处于十分困难的境地，金属资源的紧缺也需要改变目前的技术路线。公开号为CN 1648508A的专利申请公开了一种钢塑复合管，其包括带有孔网结构的筒形金属骨架增强体，曾经大大改善了玻璃钢管的力学性能。借助金属骨架与玻璃钢外层和内层的结合，形成外层管壁表面复合有具有防静电性能的热塑性纤维层和内层管壁的防腐耐磨层，使玻璃钢的应用价值得到了提高。该结构兼具塑料管和金属管的优点，但是孔网结构的金属骨架增强体与金属管相比，其抗压、抗拉和抗爆裂整体指标相差甚远。必然会要求复合塑料外层和内层的厚度较大，使钢塑复合管的管壁增厚、重量增大，形成了相互制约的矛盾。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种纤维增强阻燃抗静电薄壁钢塑复合管，其采用薄壁金属管代替金属网作为复合管的基础抗拉强度的支撑，并对管基的内、外表面分别进行处理，形成过渡界面层，在形成过渡界面层的内外表面分别复合上增强受力层和防腐耐磨层，实现整体力学结构改善。为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是:一种纤维增强阻燃抗静电薄壁钢塑复合管，其结构中包括金属管形骨架，所述金属管形骨架为薄壁金属管，在薄壁金属管的内壁和外壁分别涂敷或喷涂有内过渡界面层和外过渡界面层，在内过渡界面层的表面喷涂有阻燃抗静电涂层，在外过渡界面层的表面包覆有由纤维或纤维织物与加入阻燃剂、抗静电剂和填充料的树脂固化后形成的纤维树脂增强层。上述技术方案中采用薄壁金属管作复合管的基管，与设有孔网结构的金属骨架增强体相比，具有整体抗拉、抗压强度均衡的优点；所述薄壁金属管外壁设有阻燃、抗静电的纤维树脂增强层，一方面进一步增强了薄壁金属管的强度，另一方面可防止薄壁金属管在潮湿或化学环境下发生腐蚀；采用薄壁金属管和纤维树脂增强层，钢塑复合管的强度即可达到使用要求，内层的阻燃抗静电涂层只需起到抗静电、防止薄壁金属管在潮湿或化学环境下发生腐蚀的作用即可，进一步的改进是在内层涂料中加入了耐磨填料。钢塑复合管的自重较轻，便于井下安装。所述阻燃抗静电涂层的配方及原料已有市场专可供，也有公开的成熟配方，如授权号为CN100436910C的中国专利中涉及到的复合粘合固化剂。采用本实用新型产生的有益效果在于:(1)本实用新型的钢塑复合管具有重量轻、阻燃、抗静电、耐磨、耐蚀和界面结合强等优良的综合性能，其阻燃性能达到了 MT181-88要求，表面电阻为低于I X IO6欧姆，界面结合强度达到I级，重量是同规格普通钢塑复合管的约二分之一，大大降低了安装难度和劳动强度。(2)本实用新型的钢塑复合管兼具抗弯、抗压、抗冲击能力强，其能够广泛用于煤矿、石油天然气的开采及输送等诸多领域。
图1是本实用新型的结构示意图；其中，1、薄壁金属管，2、纤维树脂增强层，3、阻燃抗静电涂层，4、外过渡界面层，5、内过渡界面层。
具体实施方式
一种纤维增强阻燃抗静电薄壁钢塑复合管，其结构中包括金属管形骨架，所述金属管形骨架为薄壁金属管1，在薄壁金属管I的内壁和外壁分别涂敷或喷涂有内过渡界面层5和外过渡界面层4，在内过渡界面层5的表面喷涂有阻燃抗静电涂层3，在外过渡界面层4的表面包覆有由纤维或纤维织物与加入阻燃剂、抗静电剂和填充料的树脂固化后形成的纤维树脂增强层2。内过渡界面层5和外过渡界面层4的涂料中含有偶联剂、增强涂料与薄壁金属管I的结合力，界面结合强度达到I级。所述薄壁金属管I的壁厚为0.8-6 mm、配套外径为48-1527 mm。纤维树脂增强层2厚度为薄壁金属管I的壁厚1-5倍。起到阻燃抗静电的作用。所述纤维为玻璃纤维、锦纶纤维、丙纶纤维、预氧化聚丙烯腈纤维或碳纤维等。阻燃抗静电涂层3厚0.2-2.5mm。耐磨抗静电涂层起到阻燃、防静电和耐磨的作用。薄壁金属管I为低碳钢或低合金钢的直缝焊管、或螺旋缝焊管。作为另一个实施例，在薄壁金属管I与内过渡界面层5之间、以及薄壁金属管I与外过渡界面层4之间还喷涂有加有偶联剂的界面渗透层。界面渗透层和过渡界面层有利于增加薄壁金属管I与阻燃抗静电涂层3之间、以及薄壁金属管I与纤维树脂增强层2之间的结合力。具体地，本实施例的制备过程为:步骤一、制备薄壁金属管1，并将薄壁金属管I的内壁和外壁进行除锈、除油处理。步骤二、将薄壁金属管的内、外表面分别喷涂3-5遍含有偶联剂的界面渗透剂晾干后；再分别浸溃、涂刷或喷涂内过渡界面层5和外过渡界面层4。步骤三、以纤维或纤维织物为增强材料，以热固性树脂为粘合剂，加配阻燃剂、抗静电剂、固化剂、促进剂和填充料组成基体材料，在薄壁金属管上边缠绕纤维或纤维织物边涂覆基体材料，最终固化成型，形成纤维树脂增强层2。纤维树脂增强层2的厚度为薄壁金属管厚度广5倍。其中，阻燃剂、抗静电剂、固化剂和促进剂是玻璃钢产品制造业常用的工业原料。纤维树脂增强层2作为增强层，能够加强复合后金属管的强度。 步骤四、采用液体的阻燃防静电涂料对薄壁金属管内壁进行涂覆。起到防止薄壁金属管在潮湿或化学环境下发生腐蚀的作用。综上，本实用新型采用薄壁金属管作为管基体、并用纤维树脂增强层作为增强层，具有重量轻、阻燃、抗静电、耐磨、耐蚀和界面结合强等优良的综合性能，兼具抗弯、抗压、抗冲击能力强，界面结合强度达到I级。能够广泛用于煤矿、石油天然气的开采及输送等诸多领域。
权利要求1.一种纤维增强阻燃抗静电薄壁钢塑复合管，其结构中包括金属管形骨架，其特征在于所述金属管形骨架为薄壁金属管(1)，在薄壁金属管(I)的内壁和外壁分别涂敷或喷涂有内过渡界面层(5 )和外过渡界面层(4)，在内过渡界面层(5 )的表面喷涂有阻燃抗静电涂层(3 )，在外过渡界面层(4 )的表面包覆有纤维树脂增强层(2 )。
2.根据权利要求1所述纤维增强阻燃抗静电薄壁钢塑复合管，其特征在于在薄壁金属管(I)与内过渡界面层(5)之间、以及薄壁金属管(I)与外过渡界面层(4)之间还喷涂有界面渗透层。
3.根据权利要求1或2所述的纤维增强阻燃抗静电薄壁钢塑复合管，其特征在于所述薄壁金属管(I)的壁厚为0.8-6 mm、配套外径为48-1527 mm。
4.根据权利要求1或2所述的纤维增强阻燃抗静电薄壁钢塑复合管，其特征在于纤维树脂增强层(2)厚度为薄壁金属管(I)的壁厚1-5倍。
5.根据权利要求1或2所述的纤维增强阻燃抗静电薄壁钢塑复合管，其特征在于阻燃抗静电涂层(3 )厚0.2-2.5mm。
6.根据权利要求1所述的纤维增强阻燃抗静电薄壁钢塑复合管，其特征在于薄壁金属管(I)为低碳钢或低合金钢 的直缝焊管、或螺旋缝焊管。
专利摘要本实用新型公开了一种纤维增强阻燃抗静电薄壁钢塑复合管，其结构中包括金属管形骨架，所述金属管形骨架为薄壁金属管，在薄壁金属管的内壁和外壁分别涂敷或喷涂有内过渡界面层和外过渡界面层，在内过渡界面层的表面喷涂有阻燃抗静电涂层，在外过渡界面层的表面包覆有由纤维或纤维织物与加入阻燃剂、抗静电剂和填充料的树脂固化后形成的纤维树脂增强层。本实用新型具有重量轻、阻燃、抗静电、耐磨、耐蚀和界面结合强等优良的综合性能，其阻燃性能达到了MT181-88要求，表面电阻为低于1×106欧姆，界面结合强度达到1级，重量是同规格普通钢塑复合管的约二分之一，大大降低了安装难度和劳动强度，而且抗弯、抗压、抗冲击能力强。
文档编号F16L9/147GK203082383SQ201220726808
公开日2013年7月24日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者伦慧东 申请人:伦慧东