復(fù)合碳纖維分集水器的制造方法
【專利摘要】一種復(fù)合碳纖維分集水器，包括在支架上置有分水干管、集水干管，在分水干管的兩端和集水干管的兩端均連接有堵頭，在分水干管和集水干管上均連接有若干個(gè)分支管，其特征是：所述的分水干管、集水干管、堵頭和分支管均含有下述重量份的原料組成，碳纖維20～30份、丙烯樹脂70～80份，色母0.01～0.02份。碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維或?yàn)r青基碳纖維。丙烯樹脂為聚丙烯樹脂粉，粒度50-60目，氯含量≤100mg/kg，灰份≤350mg/kg，揮發(fā)份≤0.2%。其抗拉強(qiáng)度是普通熱塑性樹脂的3倍，比重約為鋼的1/5，耐溫可達(dá)110℃以上，熱膨脹系數(shù)小蠕變低，耐腐蝕性能好，適用于中酸堿度的流體輸送，使用壽命長(zhǎng)。
【專利說明】復(fù)合碳纖維分集水器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是適用于建筑采暖、室內(nèi)冷熱給水、養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)業(yè)和工業(yè)等領(lǐng)域的各種流體輸送系統(tǒng)中，用于分配、收集流體的一種復(fù)合碳纖維分集水器。
【背景技術(shù)】
[0002]分集水器在民用中主要為建筑采暖和室內(nèi)冷熱給水等系統(tǒng)中使用。現(xiàn)代采暖因由歐美、日韓等地區(qū)傳入我國(guó)，一直以來受他們的影響，所以分集水器的制造材質(zhì)大多局限于不銹鋼、銅、鋁等金屬材料，這些金屬材料的拉伸強(qiáng)度比較強(qiáng)，剛性大，耐高溫，但相對(duì)來講在實(shí)際生產(chǎn)制造中，普遍存在著材料加工較難、制造工序繁瑣、產(chǎn)品成本高、不耐腐蝕使用壽命低等缺陷，近兩年雖然也出現(xiàn)了以單一熱塑性樹脂材料制成的塑料分集水器，但由于受材料本身的分子鏈結(jié)構(gòu)特性限制，其拉伸強(qiáng)度低、耐高溫性差、受熱易變形，抗蠕變不良等等諸多問題，一直沒有較好的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行實(shí)質(zhì)性創(chuàng)新，提供一種復(fù)合碳纖維分集水器，它的抗拉強(qiáng)度是普通熱塑性樹脂的3倍，比重約為鋼的1/5，耐溫可達(dá)110°C以上，熱膨脹系數(shù)小蠕變低，耐腐蝕性能好，適用于中酸堿度的流體輸送，使用壽命長(zhǎng)。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是，一種復(fù)合碳纖維分集水器，它包括支架，在支架上置有分水干管、集水干管，在分水干管的兩端和集水干管的兩端均連接有堵頭，在分水干管和集水干管上均連接有若干個(gè)分支管，其特征是:所述的分水干管、集水干管、堵頭和分支管均含有下述重量份的原料組成，碳纖維20~30份、丙烯樹脂70~80份，色母
0.01 ~0.02 份。
[0005]所述的碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維或浙青基碳纖維。
[0006]所述的丙烯樹脂為聚丙烯樹脂粉，粒度50-60目，氯含量≤100mg/kg,灰份(350mg/kg,揮發(fā)份< 0.2%。
[0007]本發(fā)明的復(fù)合碳纖維分集水器，由于采用碳纖維作為增強(qiáng)體，使制品獲得了優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度和耐高溫性，大大降低了丙烯樹脂材料的熱膨脹系數(shù)和材料蠕變性。色母的著色能力使產(chǎn)品具有外觀色彩多樣化，關(guān)鍵部件醒目突出化。復(fù)合碳纖維亦屬于塑料材質(zhì)的一種，它的使用不但在很大程度上減少了生產(chǎn)制造過程中對(duì)環(huán)境的污染危害，符合國(guó)家倡導(dǎo)的“以塑代鋼”號(hào)召要求，同時(shí)降低產(chǎn)品成本，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著，而且秉承了塑料的優(yōu)秀耐腐蝕性能，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，可適用于工業(yè)中對(duì)于中酸堿度流體系統(tǒng)中的分散和收集，使用壽命較銅、鋁等金屬材料提高4-5倍。具有原材料獲取容易，經(jīng)濟(jì)性佳，采用模具制作，尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良，耐高溫耐腐蝕，綠色無污染，使用壽命長(zhǎng)。
[0008]經(jīng)濟(jì)效益分析:市面上金屬材料的分集水器主要選用HPb58_59的黃銅，目前國(guó)內(nèi)原材料市場(chǎng)價(jià)格一般在40元/kg左右。經(jīng)過鑄造、熱處理、機(jī)械加工、表面處理和裝配檢測(cè)等諸多制造環(huán)節(jié)后，產(chǎn)品成本約為40元/孔(路)；而碳纖維材料市場(chǎng)價(jià)格約為170元/kg，丙烯樹脂粉市場(chǎng)價(jià)格約為13元/kg，則碳纖維復(fù)合材料成本約為90元/kg，由于碳纖維復(fù)合材料的比重約為金屬材料1/5，且制造工藝過程相對(duì)簡(jiǎn)潔經(jīng)濟(jì)，產(chǎn)品成本僅為27元/孔(路)左右，比黃銅材料的分集水器產(chǎn)品降低成本30%。
[0009]綜合性能提高:普通丙烯樹脂材料的抗拉強(qiáng)度約為20MPa，其制品的長(zhǎng)期工作溫度一般不超過70°C，最高工作溫度不超過95°C，在5°C以下會(huì)存在一定的低溫脆性；而采用碳纖維為增強(qiáng)體的復(fù)合材料，抗拉強(qiáng)度約為普通丙烯樹脂材料的3-4倍，制品的工作溫度可達(dá)110°C以上，低溫脆化溫度也降到_20°C?？蓾M足更高要求的耐壓、耐溫場(chǎng)合中使用。
[0010]使用壽命延長(zhǎng):HPb58_59的黃銅材料分集水器，一般作為建筑采暖系統(tǒng)中的熱媒分集樞紐，受其流體的水質(zhì)成分腐蝕，使用壽命約為8-10年就需要更換；而采用復(fù)合碳纖維分集水器，因其本體為塑料，耐酸堿腐蝕性大大提升，使用壽命基本與建筑物相同，是黃銅材料分集水器的5倍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為復(fù)合碳纖維分集水器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]本發(fā)明的一種復(fù)合碳纖維分集水器，它包括支架5，在支架5上置有分水干管1、集水干管2，在分水干管I的兩端和集水干管2的兩端均連接有堵頭3，在分水干管1和集水干管2上均連接有若干個(gè)分支管4，其特征是:所述的分水干管1、集水干管2、堵頭3和分支管4均含有下述重量份的原料組成，碳纖維20~30份、丙烯樹脂70~80份，色母0.01~
0.02 份。
[0013]所述的碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維或浙青基碳纖維。
[0014]所述的丙烯樹脂為聚丙烯樹脂粉，粒度50-60目，氯含量≤100mg/kg,灰份(350mg/kg,揮發(fā)份< 0.2%。
[0015]本發(fā)明復(fù)合碳纖維分集水器的分水干管1、集水干管2、堵頭3和分支管4制作由碳纖維表面處理一碳纖維分散一復(fù)合原料混配一擠出短切冷造粒一輔助材料混配一注塑熔融射出成型一制品表面處理一部件組合裝配一氣密性檢測(cè)一包裝入庫(kù)等工藝過程完成。
[0016]擠出短切冷造粒的擠出溫度控制在175_215°C，冷卻水溫不超過50°C，造粒直徑2-2.2mm，注塑熔融溫度控制在185_210°C，壓力75MPa，注塑成型周期不低于120s。氣密性檢測(cè)壓力不低于0.8MPa。
[0017]本發(fā)明的復(fù)合碳纖維分集水器的分水干管1、集水干管2、堵頭3和分支管4的增強(qiáng)體材料選用的是碳纖維，碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維或浙青基碳纖維，該類碳纖維的力學(xué)性能良好，生產(chǎn)工藝成熟，是目前碳纖維領(lǐng)域中最主要的并占絕對(duì)地位的品種?；w材料選用的是聚丙烯樹脂粉，是乙烯分子和丙烯分子同時(shí)進(jìn)行聚合反應(yīng)而制得的高分子合成樹脂材料，也是世界公認(rèn)的五大合成樹脂家族中的重要成員之一。易加工成型性好，對(duì)酸、堿、醇、低沸點(diǎn)碳?xì)浠衔锶軇┘昂芏嘤袡C(jī)化學(xué)品的作用有很強(qiáng)的抵抗力，室溫下基本不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑。且有很低的水、氧滲透率(水滲透率0.5克/毫升/100平方英寸/24小時(shí)，氧氣滲透率2500)。
[0018]本發(fā)明所 用碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維或浙青基碳纖維，基體材料選用聚丙烯樹脂粉和色母均為來源廣泛的市售產(chǎn)品，本 申請(qǐng)人:采用由吉林化纖股份有限公司生產(chǎn)的碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維或浙青基碳纖維；基體材料選用由北京燕山石化公司生產(chǎn)的聚丙烯樹脂粉；由遼寧撫順易桂塑膠科技有限公司生產(chǎn)的色母。
[0019]本發(fā)明的復(fù)合碳纖維分集水器的分水干管1、集水干管2、堵頭3和分支管4采用相同的原料，按重量比20~30份、丙烯樹脂70~80份，色母0.01~0.02份進(jìn)行配制。
[0020]實(shí)施例1:復(fù)合碳纖維分集水器的分水干管、集水干管、堵頭和分支管含有聚丙烯腈基碳纖維或浙青基碳纖維20kg,丙烯樹脂粉70kg,色母0.01kg,復(fù)合材料顆粒短切長(zhǎng)度3mm。
[0021]實(shí)施例2:復(fù)合碳纖維分集水器的分水干管1、集水干管2、堵頭3和分支管4含有聚丙烯腈基碳纖維或浙青基碳纖維25kg,丙烯樹脂粉75kg,色母0.015kg,復(fù)合材料顆粒短切長(zhǎng)度6mm。
[0022]實(shí)施例3:復(fù)合碳纖維分集水器的分水干管1、集水干管2、堵頭3和分支管4含有聚丙烯腈基碳纖維或浙青基碳纖維30kg,丙烯樹脂粉80kg,色母0.02kg,復(fù)合材料顆粒短切長(zhǎng)度8mm。
[0023]實(shí)施例4:復(fù)合碳纖維分集水器的分水干管1、集水干管2、堵頭3和分支管4含有聚丙烯腈基碳纖維或浙青基碳纖維30kg,丙烯樹脂粉70kg,色母0.015kg,復(fù)合材料顆粒短切長(zhǎng)度10mm。
[0024]在制作工藝條件一樣的條件下，其復(fù)合材料的結(jié)果對(duì)比:
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合碳纖維分集水器，它包括支架，在支架上置有分水干管、集水干管，在分水干管的兩端和集水干管的兩端均連接有堵頭，在分水干管和集水干管上均連接有若干個(gè)分支管，其特征是:所述的分水干管、集水干管、堵頭和分支管均含有下述重量份的原料組成，碳纖維20~30份、丙烯樹脂70~80份，色母0.01~0.02份。
2.根據(jù)所述的復(fù)合碳纖維分集水器，其特征是:所述的碳纖維為聚丙烯腈基碳纖維或浙青基碳纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合碳纖維分集水器，其特征是:所述的丙烯樹脂為聚丙烯樹脂粉，粒度50-60目，氯含量≤100mg/kg，灰份≤350mg/kg，揮發(fā)份≤0.2%。
【文檔編號(hào)】C08K13/04GK103589068SQ201310600645
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】劉興有 申請(qǐng)人:吉林省雙興地面輻射供暖工程有限公司, 吉林省松花湖管業(yè)有限公司