[发明专利]一种石墨烯传热增强环氧树脂复合管制备装置及工艺

说明书

一种石墨烯传热增强复合管生产装置及工艺，装置由操作与控制系统、硬质管、金属管旋转装置、挡环、硬质管支撑轴承、钢丝刷、金属管支撑架、复合喷嘴、压缩气体喷嘴、传动轮、加热固化装置、传动带、移动电机、移动导轨、树脂泵、压缩气源组成；树脂喷嘴采用轴承和钢丝刷内置于自转并轴向移动的金属管内，从而环氧树脂喷涂于内表面，管在移动同时逐步加热固化，待树脂丧失流动性后，让金属管继续固化制成复合管。

技术领域

本发明涉及到一种金属/聚合物复合管材的成型设备及工艺，尤其涉及到一种石墨烯传热增强环氧树脂复合管制备装置及工艺。

背景技术

复合管由于外层和内衬层可以采取特性各异的材料制成，外层管负责承压和刚性支撑的作用，内衬层则承担耐腐蚀、耐磨损等作用。外层管可以根据输送介质的流量和压力要求，选用不同通径和壁厚的金属管材，例如：热镀锌钢管、直缝焊管、螺旋管、低中压流体输送用无缝钢管、高压锅炉及石油裂化用无缝管钢管、管线管等。根据输送介质化学成分，内衬层则选用不同的耐腐蚀合金或其它材料。内衬材料主要以不锈钢、铜基合金、镍基合金、钛合金、双相不锈钢等新型高耐腐蚀合金为主。但双金属复合管一般先各自成型，然后再经清洗+复合的成型方法，其技术路线较长且复杂、及成本高昂。

而涂塑复合金属管是以焊接管、无缝管为基材，内外壁涂敷环氧树脂或聚乙烯粉末，是防腐、耐侵蚀、无毒、无辐射的绿色环保管材，应用于各种流体输送。这种金属/塑料复合管同时具有阻氧作用，可直接用于直饮水工程，而其内外层又是塑料材质，具有非常好的耐腐蚀性。涂塑复合金属管具有如此优良的性能，其用途非常广泛，在石油、天然气输送、工矿用管、饮水管、排水管等等各种领域均可以见到其身影。

但在一些腐蚀严重的场合下，并且需要热力交换或防止液体产生静电的场合，那么这种内衬层为树脂因其导热差，而双金属复合管则因耐腐蚀能力相对较差，这两类复合管均不太合适于此类工况。

发明内容

本发明针对内衬树脂复合管和双金属复合管的以上不足，提出一种石墨烯传热增强复合管生产装置及工艺，所述复合管的外层为不限于铁合金、铝及铝合金、铜及铜合金的金属管；内层为添加了石墨烯的环氧树脂，环氧树脂层的厚度为0.1-1 mm，环氧树脂层石墨烯的质量百分比为0.5-8%wt。

石墨烯传热增强环氧树脂复合管的工艺原理为，在一高速自转并能轴向移动的金属管内，树脂喷嘴采用轴承和钢丝刷支撑于内；从而，树脂喷嘴和树脂输送管不参与金属管的自转和轴向移动。添加了石墨烯的环氧树脂通过树脂泵和树脂输送管从树脂喷嘴喷涂于金属管内表面，金属管在自转和轴向移动的同时，逐步进入加热固化装置内加热初步固化，待被喷涂的复合树脂丧失流动性后，延时控制器和行程控制器联动电机停止金属管的旋转，让金属管进入固化区其它段，继续固化制成复合管。

所述石墨烯传热增强环氧树脂复合管生产装置由操作与控制系统、硬质管、金属管旋转装置、挡环、硬质管支撑轴承、钢丝刷、金属管支撑架、复合树脂喷嘴、压缩气体喷嘴、传动轮、加热固化装置、传动带、移动电机、移动导轨、树脂泵、压缩气源组成。

所述移动电机通过传动轮、传动带，带动金属管旋转装置和金属管支撑架的支座在移动导轨上作往复移动，支座移动采用行程控制器和延时控制器联动移动电机来控制。装置处于工作状态时，金属管被固定于金属管旋转装置（当金属管长度较小时，自转时金属管自由端摆动不是太明显时），或金属管旋转装置和金属管支撑架，金属管旋转装置提供金属管的自转动力，金属支撑架则在金属管带动下被动旋转，本装置金属管支撑架的数量不小于1。

所述金属管旋转装置为组合机构，包含旋转电机、轴承、轴、金属管卡紧装置、支座；金属管旋转装置通过支座可在移动导轨上做往复移动，旋转电机固定于支座，旋转电机通过传动机构带动轴旋转，轴通过轴承固定于支座，金属管卡紧装置通过机械连接方式与轴连接，金属管卡紧装置采用刚性三爪或四爪卡盘的结构形式。