專利名稱：可防腐、耐溫、耐壓力的新型管道材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用碳纖維復合材料制造的可防腐、耐溫、耐壓力的新型管道材料裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代生活中人們已離不開與生活息息相關(guān)的各種管材相互聯(lián)系。如最直接的自來水系列規(guī)格管道、下水系列規(guī)格管道，供熱取暖系列規(guī)格管道、煤氣系列管道，誰都知道還有工業(yè)需求的各種規(guī)格的系列管道、通信及輸電管道等等就不一一列舉。為了解決防腐、耐壓其管材提高使用壽命，工程技術(shù)人員采用鍍鋅、鍍烙等降低成本有效手段，腐蝕性極強的工業(yè)用管材就無法顧及成本地采用價格昂貴的白鋼管材。但是、有些工業(yè)化工原料是自鋼材料也不及成勝任的，幾乎在短暫的時間內(nèi)就被腐蝕壞，尤其濃硫酸、硝酸、鹽酸等是任何金屬材料無法勝任的。就現(xiàn)代海水淡化設(shè)備需求的管材因腐蝕性太強也不得不采用白鋼管材，因此，整體設(shè)備造價極高，本來是生活必需品的用水也不得不將供水價格提高的所居民難以承受的局面。所以，當務之急解決防腐、耐溫、耐壓力管材是管材工業(yè)的革命，是國家整體工業(yè)發(fā)展的重要組成部分，對環(huán)保節(jié)能和保持可持續(xù)發(fā)展都有著積極的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用碳纖維復合材料制造的可防腐、耐溫、耐壓力的新型管道材料，本新型管道的形狀與傳統(tǒng)材料制造的管道基本相似，只是在材料上和制造工藝上有所不同，是采用PNA基高強度碳纖維與橡膠、工程塑料、穩(wěn)定劑等材料復合制造而成，其制造工藝流程是根據(jù)管道的規(guī)格型號、質(zhì)量標準要求不同而采用的加工程序也有所不同，一般的硬質(zhì)管道制作方法是先將高強度碳纖維短切絲以風吹的方式摻入工程塑料中高溫熔化，制造出專用顆粒原料，再以傳統(tǒng)的制造管道方式加工制造出需要的管道；而橡膠軟管道的制造方法一般是采用傳統(tǒng)的專用制造管道用的布與熔化的橡膠在高溫圓形模具上、進行層層環(huán)繞粘貼方式制作，本發(fā)明的制造方法與傳統(tǒng)方式基本相同，只是將傳統(tǒng)的專用制造管道的布改變成布狀或網(wǎng)狀碳纖維，也可將碳纖維的短切絲及粉末狀碳纖維以風吹方式與橡膠原料高溫熔化制成專用原料，再用專用原料以傳統(tǒng)橡膠管道制造方式制造出橡膠軟管；新型管道所需用的質(zhì)量要求及規(guī)格標準不同，碳纖維的布狀、網(wǎng)狀、短切絲、粉末狀規(guī)格需用也不同、而其配伍數(shù)量也有所不同，同時與之相匹配的復合材料也不同。
本發(fā)明的原理是 采用高強度碳纖維產(chǎn)品作為高性能無機類纖維以其重量輕、強度大、剛度好、耐高溫、抗化學腐蝕、抗疲勞、耐燒蝕、高導電和導熱以及膨脹系數(shù)小等優(yōu)良特性，成為軍用高科技和民用工業(yè)不可缺少的第四代工業(yè)材料。T300J碳纖維在拉伸強度、斷裂伸長率、密度等方面的性能與其它材料均不能相提并論。因此采用如此優(yōu)越性能的材料與橡膠、工程塑料合成制造的防腐、耐溫、耐壓力管材并實施現(xiàn)代化工藝技術(shù)手段。并根據(jù)不同工程的需要采用碳纖維布狀和短切纖維及其粉末狀配伍不同工程塑料和穩(wěn)定劑等材料合成用于制造所有管材。成型工藝好，適合產(chǎn)業(yè)化，是國家整體工業(yè)發(fā)展的重要組成部分，對環(huán)保節(jié)能和保持可持續(xù)發(fā)展都有著積極的意義。碳纖維主要特點是從強度和密度得出的比強度和比模量高。碳纖維日趨兼?zhèn)湟幌盗袃?yōu)異性能和功能。密度小，質(zhì)量輕；高模量(200-700G)，高剛性，高強度，強而堅。三型碳纖維比強度是鋼的62倍以上，而且成型工藝好，其最大特點是彈性模量高，抗變性能力比鋼大兩倍多，抗拉強度30-40T/cm2pa，而比重不到鋼的四分之一，高彈模量比鋼鐵大16倍，僅3.6kg重的衛(wèi)星支架，卻承受9000ks重的負荷；耐疲勞，使用壽命長；自潤滑，耐磨損；吸能減振，對振動有優(yōu)異的衰減功能；熱膨脹系數(shù)小，尺寸穩(wěn)定；熱導性好，不蓄熱，耐腐蝕，不生銹。金屬中耐腐蝕最強的是黃金和鉑，在“王水”溶液中它們會千瘡百孔，而“王水，，中的碳纖維卻安然無恙，在惰性氣體中的耐熱性出類拔萃，導電，非磁性，具有屏蔽電磁波的功能，X射線透過性好。碳纖維及其復合材料具有如上所述優(yōu)異性能，充分顯示其優(yōu)異的一材多能、一材多用的特點。它和樹脂形成的復合材料的比模量比鋼和鋁合金高4倍，比強度也高8-10倍。因此由碳纖維增強的樹脂、陶瓷，金屬等復合材料，主要應用于如下幾個領(lǐng)域(1)航空航天領(lǐng)域上的應用。宇宙空間發(fā)射物體需要極大的推力，重量的減輕會帶來極大的效益，此外宇宙空間溫度變化劇烈，要求材料耐高低溫交變以及尺寸穩(wěn)定，碳纖維復合材料(CFRP)是比較理想的材料。早在七十年代初期，美國軍用F-14，F(xiàn)-15戰(zhàn)斗機就部分采用碳纖維復合材料作為主承力結(jié)構(gòu)材料。1986年底碳纖維復合材料用于“旅行者號”運輸機上占結(jié)構(gòu)材料的90％，隨著碳纖維復合材料性能的不斷提高，碳纖維復合材料在大型民用客機翼，機身等部位進一步擴大應用。(2)民用工業(yè)和高科技領(lǐng)域中的應用。目前全球正致力于“超導熱”的實用化，將給人類的生產(chǎn)和生活帶來許多好處，超導材料品種繁多，其中之一就是以碳纖維芯材而產(chǎn)生的超導現(xiàn)象，超導材料可應用于磁懸浮火車，超導電機，超導計算機集成電路等方面，有著很廣闊的應用前景。在紡織工業(yè)中箭桿織機是八十年代的一種新機型，為了保證送緯線及接緯劍頭交接緯線時的準確性及降低噪聲，剛性劍桿織機的箭桿，箭頭都使用碳纖維材料。此外，撓性劍桿織機劍帶，劍輪和其它配件也使用碳纖維，除紡織工業(yè)使用外，還可制造碳纖維復合材料消音磁頭殼，集成電路裝片機吸咀，揚聲器紙盒，電器儀表指針，賽車工業(yè)中汽車底盤，車身部件和剎車片以及各種汽車驅(qū)動軸等。碳纖/熱塑性樹脂復合材料還可以制造各種齒輪，閥門，耐腐蝕，耐高溫介質(zhì)幫泵的泵殼以及風機的零件，此外還可用做石棉代用品，高壓氣瓶，高精度羅拉等產(chǎn)品，以及近年來正在向橋梁加固、原油提取、混凝土的補強加固等領(lǐng)域延伸，顯示了廣闊前景。(3)體育休閑用品方面的應用。文體用品采用碳纖維復合材料是從釣魚竿和高爾夫球竿開始的，現(xiàn)已有二十多年歷史，目前碳纖維復合材料高爾夫球竿，網(wǎng)球拍，羽毛球拍，棒球棒，自行車，快艇，雪橇及音響設(shè)備等方面得到廣泛應用。用碳纖維復合材料制的釣魚竿不但重量輕，剛度大，而且振動衰減迅速，魚竿的重心點和竿的平衡可自由設(shè)計，使釣魚桿的性能得以極大提高。近年來用高強、高模碳纖維制造的高級魚竿的重量不到300克，而長度可達12米。高爾夫球竿在設(shè)計桿的撓曲度，扭轉(zhuǎn)或式樣上可有效利用碳纖維特征，伴隨桿重的減輕，球飛行距離可提高，另外，目前賽車，賽艇等也已都用碳纖維復合材料制造。人們對文體用品往往追求時髦和使用效果，碳纖維復合材料在文體用品方面市場將越來越廣闊。高性能纖維及其復合材料的主要特點是從強度和密度得出的比強度和比模量高。通常將比強度≥6.5×106厘米，比模量6.5×108厘米的纖維稱為高性能纖維增強體；比強度≥4.0×106厘米，比模量≥4.0×108厘米的復合材料則稱之為先進復合材料。大連興科公司的高強度碳纖維產(chǎn)品作為高性能無機類纖維以其重量輕、強度大、剛度好、耐高溫、抗化學腐蝕、抗疲勞、耐燒蝕、高導電和導熱以及膨脹系數(shù)小等優(yōu)良特性，成為軍用高科技和民用工業(yè)不可缺少的第四代工業(yè)材料。T300J在拉伸強度、斷裂伸長率、密度等方面的性能與其它材料均不能相提并論。因此采用如此優(yōu)越性能的碳纖維材料與橡膠、工程塑料合成制造的防腐、耐溫、耐壓力管材并實施現(xiàn)代化工藝技術(shù)手段。并根據(jù)不同工程的需要采用碳纖維布狀和短切纖維及其粉末狀配伍不同工程塑料和穩(wěn)定劑等材料合成用于制造所有管材。成型工藝好，適合產(chǎn)業(yè)化，質(zhì)量輕運輸安裝方便。
本發(fā)明的適用范圍是 采用高強度、高性能碳纖維以其重量輕、強度大、剛度好、耐高溫、抗化學腐蝕、抗疲勞、耐燒蝕及膨脹系數(shù)小等優(yōu)良特性制造的系列各種管材適合于所有行業(yè)需求的管材(目前因成本原因不適合鍋爐管材)。本發(fā)明最為適用于腐蝕性極強的化工等行業(yè)的管道使用，在具備防腐、耐溫、耐壓力等特點的基礎(chǔ)上還具備使用壽命長等特點。
本發(fā)明優(yōu)點 采用優(yōu)越性能的碳纖維材料與系列牌號的工程塑料、橡膠及實施現(xiàn)代工藝技術(shù)手段制造防腐、耐溫、耐壓力管材可替代金屬和有色金屬管材。其復合材料管材強度高、使用壽命是金屬材料的數(shù)十倍、成型工藝好，原料來源易得，重量輕、搬運、安裝方便，適合產(chǎn)業(yè)化，對環(huán)保節(jié)能將起到極大作用，并且可以回收永續(xù)利用價值，對現(xiàn)有工業(yè)技術(shù)升級將起到不可估量作用。


圖1是本發(fā)明的立體示意簡圖具體實施方式
在圖1所示的一種用碳纖維復合材料制造的可防腐、耐溫、耐壓力的新型管道材料立體示意簡圖中，本新型管道1的形狀與傳統(tǒng)材料制造的管道基本相似，只是在材料上和制造工藝上有所不同，是采用PNA基高強度碳纖維2與橡膠、工程塑料、穩(wěn)定劑等材料3復合制造而成，其制造工藝流程是根據(jù)管道的規(guī)格型號、質(zhì)量標準要求不同而采用的加工程序也有所不同，一般的硬質(zhì)管道制作方法是先將高強度碳纖維短切絲以風吹的方式摻入工程塑料中高溫熔化，制造出專用顆粒原料，再以傳統(tǒng)的制造管道方式加工制造出需要的管道；而橡膠軟管道的制造方法一般是采用傳統(tǒng)的布與熔化的橡膠在高溫圓形模具上、進行層層環(huán)繞粘貼方式制作，本發(fā)明的制造方法與傳統(tǒng)方式基本相同，只是將傳統(tǒng)的布改變成布狀或網(wǎng)狀碳纖維，也可將短切碳纖維以風吹方式與橡膠原料高溫熔化制成專用原料，再用專用原料以傳統(tǒng)橡膠制造方式制造出橡膠軟管；新型管道所需用的質(zhì)量要求及規(guī)格標準不同，碳纖維的布狀、網(wǎng)狀、短切絲、粉末狀規(guī)格需用也不同、而其配伍數(shù)量也有所不同，同時與之相匹配的復合材料也不同。
權(quán)利要求
1.一種用碳纖維復合材料制造的可防腐、耐溫、耐壓力的新型管道材料，本新型管道的形狀與傳統(tǒng)材料制造的管道基本相似，只是在材料上和制造工藝上有所不同，是采用PNA基高強度碳纖維與橡膠、工程塑料、穩(wěn)定劑等材料復合制造而成，其制造工藝流程是根據(jù)管道的規(guī)格型號、質(zhì)量標準要求不同而采用的加工程序也有所不同，一般的硬質(zhì)管道制作方法是先將高強度碳纖維短切絲以風吹的方式摻入工程塑料中高溫熔化，制造出專用顆粒原料，再以傳統(tǒng)的制造管道方式加工制造出需要的管道；而橡膠軟管道的制造方法一般是采用傳統(tǒng)的專用制造管道用的布與熔化的橡膠在高溫圓形模具上、進行層層環(huán)繞粘貼方式制作，本發(fā)明的制造方法與傳統(tǒng)方式基本相同，只是將傳統(tǒng)的專用制造管道的布改變成布狀或網(wǎng)狀碳纖維，也可將碳纖維的短切絲及粉末狀碳纖維以風吹方式與橡膠原料高溫熔化制成專用原料，再用專用原料以傳統(tǒng)橡膠管道制造方式制造出橡膠軟管；新型管道所需用的質(zhì)量要求及規(guī)格標準不同，碳纖維的布狀、網(wǎng)狀、短切絲、粉末狀規(guī)格需用也不同、而其配伍數(shù)量也有所不同，同時與之相匹配的復合材料也不同，適合于所有行業(yè)需求的管材(目前因成本原因不適合鍋爐管材)，本發(fā)明最為適用于腐蝕性極強的化工等行業(yè)的管道使用，在具備防腐、耐溫、耐壓力等特點的基礎(chǔ)上還具備使用壽命長等特點。
全文摘要
一種用碳纖維復合材料制造的可防腐、耐溫、耐壓力的新型管道材料，般的硬質(zhì)管道制作方法是先將高強度碳纖維短切絲以風吹的方式摻入工程塑料中高溫熔化，制造出專用顆粒原料，再以傳統(tǒng)的制造管道方式加工制造出需要的管道；而橡膠軟管道的制造方法一般是采用傳統(tǒng)的專用制造管道用的布與熔化的橡膠在高溫圓形模具上、進行層層環(huán)繞粘貼方式制作，本發(fā)明的制造方法與傳統(tǒng)方式基本相同，只是將傳統(tǒng)的專用制造管道的布改變成布狀或網(wǎng)狀碳纖維。其成型工藝好，原料來源易得，重量輕、安裝方便，適合產(chǎn)業(yè)化，對環(huán)保節(jié)能將起到極大作用，并具有可以回收永續(xù)利用價值。
文檔編號F16L11/04GK1896576SQ20061004705
公開日2007年1月17日 申請日期2006年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月27日
發(fā)明者肖忠淵 申請人:肖忠淵