[实用新型]抗静电阻燃纳米混杂纤维复合材料管道

说明书

一.技术领域

本实用新型属于流体、物料输送用复合材料管道技术领域，特别涉及一种含有纳米微粒的混杂纤维增强热固性树脂复合材料管道。

二.背景技术

随着流体、物料输送管道化的迅速发展，对兼具抗静电、阻燃、重量轻、强度高、耐腐蚀、耐磨损、不结垢、流阻小、节能降耗、输送效率高、使用寿命长，易运输安装等性能的综合技术经济效益良好的管道需求量急剧增加。由于所需管道的公称压力从低压(≤2.5Mpa)、中压(4.2-6.4Mpa)到高压(≥7Mpa)，管道直径从φ50-φ1000mm甚至突破φ3600mm，管道长度≤12m，因此，所需管道的规格尺寸和技术经济要求不仅使钢管、铸铁管、球墨铸铁管等传统的单质材料管无法兼顾实现，就连预应力混凝土管、塑料管、玻璃钢管、玻璃钢/塑料复合管、塑料/金属复合管等管道也难以兼顾实现。尤其是对内径大于φ600mm的管道，因一般钢管为螺旋焊管，塑料管为螺旋缠绕管，其轴向力学性能下降，管内壁流阻增大，连接部易出现缺陷等致使该管道及其复合管道的制造的技术难度增加，且直接影响着管道的综合技术经济效益。加之，塑料管、玻璃钢管易燃，易产生静电积聚，且弹性模量比钢铁低1-3个数量级，而钢铁管道存有耐腐蚀性较差，易结垢，重量大，运输安装费用高等不足，这些不利因素直接制约着现有管道的技术经济合理性，对于大口径管道其不利因素则更多。

三.发明内容

本实用新型的目的在于针对上述背景技术中现有管道的不足之处，根据管道的不同使用技术要求，充分发挥复合材料性能具有可合理设计优势，通过采用复合结构、纳米技术和混杂纤维增强等措施使各层分工合作，各组分材料相互扬长避短、优势互补，产生正混杂效应，为用户提供一种兼具抗静电、阻燃、耐腐蚀、耐磨损、不结垢、抗老化等性能的输送效率高，使用寿命长，综合技术经济效益良好的一种含纳米微粒混杂纤维增强热固树脂复合材料管道。

本实用新型的目的是这样实现的：该复合材料管道的管壁为层合结构，由内向外依次为功能内衬层、次内层、混杂结构层和外表层；其内衬层、外表层均含抗静电纳米微粒且与混杂结构层中所含导电纤维间有连通道；管道两端装有金属连接件。

本实用新型复合材料管的功能内衬层是用加有纳米金属或纳米无机导电微粒等抗静电添加剂的不饱和聚酯、环氧、酚醛等热固性树脂中的一种或两种浸渍粘接玻璃纤维表面毡或合成纤维无纺布制成的富树脂层。

本实用新型复合材料管的次内层是用玻璃纤维连续毡和连续玻璃纤维缠绕增强加有二氧化硅、三氧化二铝、碳酸钙等无机纳米微粒中的一种和热塑塑料粉的不饱和聚酯、环氧、酚醛等热固性树脂中的一种或两种制成的防腐蚀抗渗透层。

本实用新型复合材料管的混杂结构层是用连续玻璃纤维与钢丝或碳纤维等高弹性模量、高强度、导电纤维夹芯混杂分层缠绕共同增强同一种加有阻燃无机微粉填料的热固树脂，以保证管道所需要的强度、刚度和抗静电、阻燃性。

本实用新型复合材料管的外表层是用连续玻璃纤维缠绕增强同时加有抗静电纳米微粒和能屏蔽紫外线辐射的硫酸钡微粉的抗老化热固树脂层。

本实用新型与现有技术相比，由于加有抗静电组分的功能内衬层、外表层均与混杂结构层中的导电钢丝、碳纤维之间有连通道，可有效提高该管道的抗静电性能。由于外表层中加入可屏蔽紫外线等辐射线的硫酸钡微粉，可有效提高该管道的抗老化性能。

本实用新型的有益效果是根据不同使用技术要求，在与钢管相比其综合成本基本不变的前提下可使复合材料管道兼具重量轻、强度高、刚度较大、抗静电、阻燃、耐腐蚀、耐磨损、输送效率高、使用年限长、性价比高、实用性强，特别适合煤矿井下排水、注浆、抽瓦斯，油田注井、输水、油气输送，其潜在市场大，经济社会效益显著。

四.附图说明

图1为快速接头纳米混杂纤维复合管道示意图

图2为活套法兰纳米混杂纤维复合管道示意图

复合管道的管壁由内到外依次为功能内衬层1、次内层2、混杂结构层3和外表层4，管道端部为快速接头钢套5，或金属活套法兰盘6。

五.具体实施方式

下面结合实施例对实用新型作进一步详述。

实施例1