CN202209482U - 一种frp材料复合不锈钢管 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种FRP材料复合不锈钢管，包括不锈钢管、紧固在所述不锈钢管外表面的FRP材料。本实用新型在保证FRP材料复合不锈钢管各项性能指标的情况下，有效降低不锈钢管的壁厚，降低材料成本和材料重量；并且采用FRP材料符合绿色环保，资源节约型社会发展需求。

Description

一种FRP材料复合不锈钢管

技术领域

本实用新型涉及一种可用于医疗器械、生活饮用水、化学排液等多领域的FRP材料复合不锈钢管。

背景技术

不锈钢管安全可靠、卫生环保、经济适用，使其具有其它管材不可替代的优点，工程中的应用会越来越普及。

随着我国改革开放政策的实施，国民经济获得快速增长，城镇住宅、公共建筑和旅游设施大量兴建，对热水供应和生活用水供给提出了新的要求。特别是水质问题，人们越来越重视，要求也不断提高。镀锌钢管这一常用管材因其易腐蚀性，将逐渐退出历史舞台；塑料管、复合管及铜管成了管道系统的常用管材。但在许多情况下，不锈钢管更具有优越性，薄壁不锈钢管在优质饮用水系统、热水系统及将其它给水要求高的系统，具有安全可靠、卫生环保、经济适用等特点。薄壁不锈钢管已被国内外工程实践证明是给水系统综合性能最好的、新型、节能和环保型的管材之一，也是一种很有竞争力的给水管材，必将对改善水质、提高人们生活水平发挥无可比拟的作用。

不锈钢管经久耐用，但其成本较高，有关方面都在从减小壁厚、降低价格方面着手研究，以利于进一步推广。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有的不锈钢管厚度大而成本较高的技术问题，本实用新型主要采取以下技术方案。

本实用新型提供一种FRP材料复合不锈钢管，包括不锈钢管、紧固在所述不锈钢管外表面的FRP材料。

优先地，所述FRP材料为单向纤维材料。

优先地，所述FRP材料还包括多向纤维编织材料，所述多向纤维编织材料位于所述不锈钢管与所述单向纤维材料之间。

优先地，所述多向纤维编织材料为纤维织物或缠绕形成的双向纤维结构层。

优先地，所述不锈钢管的厚度为0.5mm。

优先地，所述不锈钢管的厚度为0.2mm。

优先地，所述FRP材料的厚度为2～3mm；所述单向纤维材料包括增强纤维和树脂。

优先地，所述增强纤维为玻璃纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维、碳纤维、苎麻纤维、亚麻纤维、黄麻纤维中的任意一种。

优先地，所述树脂为热固性树脂中的不饱和树脂、环氧树脂、乙烯基脂树脂中的任意一种。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：在保证FRP材料复合不锈钢管各项性能指标的情况下，有效降低不锈钢管的壁厚，降低材料成本和材料重量；并且采用FRP材料符合绿色环保，资源节约型社会发展需求。

附图说明

图1是本实用新型FRP材料为单向纤维材料的FRP材料复合不锈钢管的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是本实用新型FRP材料为单向纤维材料和多向纤维编织材料的FRP材料复合不锈钢管的结构示意图；

图4是图3的左视图；

图5是本实用新型一种FRP材料复合不锈钢管的制备工艺示意图。

图1至图5中：纤维纱架1，穿纱板2，树脂槽3，集束器4，预成型装置5，成型模具和缠绕机头6，加热固化装置7，牵引装置8，切割装置9，单向纤维材料10，多向纤维编织材料11，不锈钢管20。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进行详细的阐述。

FRP是Fiber Reinforced polymer(纤维增强材料)的简称。

如图1至图4所示，本实用新型提供一种FRP材料复合不锈钢管，包括不锈钢管20、紧固在所述不锈钢管20外表面的FRP材料。在保证FRP材料复合不锈钢管各项性能指标的情况下，有效降低不锈钢管20的壁厚，降低材料成本和材料重量；并且采用FRP材料符合绿色环保，资源节约型社会发展需求。本实用新型生产的FRP材料复合不锈钢管，FRP材料为光滑状使管材之间可通过插入法连接，很好地解决了管材应用的局限性。

FRP材料复合不锈钢管是通过将增强纤维和树脂混合物经过集束器4拉挤在不锈钢外表面预成型为圆柱形FRP材料，不锈钢管20置于该FRP材料正中间。如图1和图2所示，所述FRP材料可以只是单向纤维材料10。也可以如图3和图4所示，所述FRP材料包括单向纤维材料10和多向纤维编织材料11，所述多向纤维编织材料11位于所述不锈钢管与所述单向纤维材料10之间。所述多向纤维编织材料11为纤维织物或缠绕形成的双向纤维结构层。本实用新型所述的单向纤维材料10和多向纤维编织材料11为宏观形状的定义，单向纤维材料10指宏观形状表征为同一个方向的材料；多向纤维编织材料11指宏观形状表征为至少两个方向以上的纤维编织的材料。单向纤维材料10和多向纤维编织材料11两者在微观上来说都是单向纤维构成的。其中单向纤维材料10为FRP材料复合不锈钢管提供径向强度，多向纤维编织材料11保证FRP材料复合不锈钢管的环向力学性能。

所述不锈钢管20厚度≥0.2mm，可以选择所述不锈钢管20的厚度为0.5mm，优选地不锈钢管20的厚度为0.2mm；所述FRP材料的厚度≥1mm，优选地所述FRP材料的厚度为2～3mm。本实用新型采用0.2mm厚的不锈钢管20作为内壁支撑，不锈钢管20保证其耐腐蚀性，耐内压等性能按产品规格要求而改变外包FRP材料的用量、厚度或材质，可有效保证管材的耐腐蚀性和各项力学性能要求的条件下，降低材料成本和材料重量，为产品使用提供了成本优势和重量优势。

所述单向纤维材料10包括增强纤维和树脂。增强纤维的重量百分含量为75％，树脂的重量百分含量为25％。所述增强纤维为玻璃纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维、碳纤维、苎麻纤维、亚麻纤维、黄麻纤维中的任意一种。所述树脂为热固性树脂中的不饱和树脂、环氧树脂、乙烯基脂树脂中的任意一种。

本实用新型以FRP材料只是单向纤维材料10为例子，其中玻璃纤维为增强纤维，以乙烯基脂树脂为基体树脂，通过拉挤热固化成型工艺制备而得FRP材料复合不锈钢管。

其中，乙烯基脂树脂胶液是由乙烯基脂树脂、偶联剂、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、苯乙烯、填料与色浆混合而成；其中，取重量份数为100份的乙烯基脂树脂，在加入其它各组分的重量份数为：偶联剂0.5-3.0份，过氧化苯甲酰0.2-1.0份，过氧化苯甲酸叔丁酯0.8-1.8份，苯乙烯2-10份，填料3-10份与色浆0.5-1.5份。

FRP材料复合不锈钢管主要制备成型工艺可分为以下几个制备工序：

送纱→浸胶→纤维集束→不锈钢管置入→预成型→牵引→固化成型→切割

本实用新型FRP材料复合不锈钢管的制备工艺采用传统拉挤热固化成型工艺，设备改造要求不大，可在现行的拉挤缠绕设备上进行生产，应用前景广泛。

下面结合附图5具体描述本实用新型的成型制备工艺：

(1)所述的玻璃纤维置于纤维纱架1上，引出后经穿纱板2的若干个穿纱孔分股牵引，在牵引力的作用下，进入树脂槽3进行浸胶，胶液为上述乙烯基脂树脂胶液；

(2)浸胶后的玻璃纤维在牵引力的作用下依次通过集束器4和预成型装置5挤出纤维上富余的树脂胶液，同时不锈钢管20置入到玻璃纤维的正中间，不锈钢管20随浸胶后的玻璃纤维一起由牵引机往前牵引，在预成型装置5的挤压模具的作用下，玻璃纤维和树脂的混合物在不锈钢管20外表面编织并初步成型为圆柱形的FRP材料形状；

(3)预成型的圆柱形FRP材料再经过成型模具和缠绕机头6，进一步挤出富余的树脂胶液；

(4)经过上述步骤的FRP材料复合不锈钢管在牵引力的作用下，进入加热固化装置7，成型模具和缠绕机头6和加热固化装置7设置有加热板，FRP材料在设定好的温度下受热产生固化反应，最终得到表面形态为光滑状的FRP材料复合不锈钢管。

(5)最后FRP材料复合不锈钢管经牵引装置8牵引至切割装置9切割成符合要求的FRP复合不锈钢管成品。

本实用新型另一实施例以FRP材料包括单向纤维材料10和多向纤维编织材料11时为例子，其中玻璃纤维为增强纤维，以乙烯基脂树脂为基体树脂，多向纤维编织材料11采用经缠绕形成的双向纤维结构层，通过拉挤热固化成型工艺制备而得FRP材料复合不锈钢管。

制备工艺基本与前一制备工艺相同，只是在第(2)步骤不锈钢管20置入到玻璃纤维的正中间时，此时的不锈钢管20外表面缠有双向纤维结构层，即不锈钢管20都是缠好多向纤维编织材料11才进入第(2)步骤。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种FRP材料复合不锈钢管，其特征在于：包括不锈钢管、紧固在所述不锈钢管外表面的FRP材料。

2.根据权利要求1所述的FRP材料复合不锈钢管，其特征在于：所述FRP材料为单向纤维材料。

3.根据权利要求2所述的FRP材料复合不锈钢管，其特征在于：所述FRP材料还包括多向纤维编织材料，所述多向纤维编织材料位于所述不锈钢管与所述单向纤维材料之间。

4.根据权利要求3所述的FRP材料复合不锈钢管，其特征在于：所述多向纤维编织材料为纤维织物或缠绕形成的双向纤维结构层。

5.根据权利要求1所述的FRP材料复合不锈钢管，其特征在于：所述不锈钢管的厚度为0.5mm。

6.根据权利要求1所述的FRP材料复合不锈钢管，其特征在于：所述不锈钢管的厚度为0.2mm。

7.根据权利要求2所述的FRP材料复合不锈钢管，其特征在于：所述FRP材料的厚度为2～3mm所述单向纤维材料包括增强纤维和树脂。

8.根据权利要求7所述的FRP材料复合不锈钢管，其特征在于：所述增强纤维为玻璃纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、玄武岩纤维、碳纤维、苎麻纤维、亚麻纤维、黄麻纤维中的任意一种。

9.根据权利要求7所述的FRP材料复合不锈钢管，其特征在于：所述树脂为热固性树脂中的不饱和树脂、环氧树脂、乙烯基脂树脂中的任意一种。

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