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CN111421733B - 一种缠绕成型复合保温风管的制备方法 - Google Patents

一种缠绕成型复合保温风管的制备方法 Download PDF

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CN111421733B CN202010248409.0A CN202010248409A CN111421733B CN 111421733 B CN111421733 B CN 111421733B CN 202010248409 A CN202010248409 A CN 202010248409A CN 111421733 B CN111421733 B CN 111421733B
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Abstract

本发明提供了一种缠绕成型复合保温风管的制备方法，该方法为：将玻璃纤维浸渍环氧树脂体系后，往复缠绕在风管模具的芯模上形成玻璃纤维内衬层，不间断地继续使用往复缠绕的玻璃纤维并同时增加植物纤维浸渍高温增韧酚醛发泡体系，然后共同往复缠绕在玻璃纤维内衬层上形成过渡层，停止使用玻璃纤维，不间断地继续用浸渍过所述高温增韧酚醛发泡体系的植物纤维往复缠绕，形成风管保温层，套设风管模具的外壳模具后，将芯模加热，使保温风管预成品中的环氧树脂体系固化，高温增韧酚醛发泡体系发泡成型，冷却至室温，最终得到保温风管。本发明制备的保温风管质轻、静音和保温性能良好，单位面积的漏风量低，耐风压能力强，抗折性能和抗变形性能优异。

Description

一种缠绕成型复合保温风管的制备方法
技术领域
本发明属于保温风管技术领域，具体涉及一种缠绕成型复合保温风管的制备方法。
背景技术
在暖通空调工程中，为了减少能量损失，要求对输送冷热介质的设备和管道保温，因此，管道的保温一直是设计和施工中的一项重要内容。风管优越的保温性能不仅是有利于满足建筑环境或气体输送过程的需求，还是评价气体输送质量，如恒定的气体温度、气流速度和方向，为提供优质室内环境的重要评价指标。同时，还有效的节约能耗，有效的保温措施，可以为气体输送解决50%以上的能源。
针对现有室内用的风管保温性能差的问题，复合保温风管安装难的问题，为了降低漏风量等缺点，本专利通过利用缠绕成型结构，提高风管整体性、增加风管耐正压性能；利用发泡保温材料，不仅可以降低风管总体重量，还可以保证风管具有较好的保温性能，避免风管出现凝露的现象。与发泡材料成型过程相比，缠绕成型过程缓慢，发泡成型和缠绕成型速率不匹配，如何实现两者同步成型是本专利重要解决的技术问题之一。其次，风管使用过程中内层风阻差异较大，需要进一步优化风管内层质量，降低风阻、提高静音性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种缠绕成型复合保温风管的制备方法，该方法制备的保温风管质轻、静音和保温性能良好，单位面积的漏风量低，耐风压能力强，抗折性能和抗变形性能优异。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种缠绕成型复合保温风管的制备方法，该缠绕成型复合保温风管包括由内至外依次设置的玻璃纤维内衬层、过渡层、风管保温层和外防护层，该制备方法为：
S1、高温增韧酚醛发泡体系的制备：将苯酚、甲醛、糠醛或乙醛、盐酸和改性剂按质量比为100：(60～70)：（20～35）：（5～6）：（8～12）混合后，在温度为40℃～50℃条件下混合反应20min～30min，然后在温度为85℃～90℃条件下缩减反应20min～30min后，调节pH至7.0～7.5，得到改性酚醛树脂，将所述改性酚醛树脂、表面活性剂、固化剂、发泡剂和助剂按质量比为100：（7～9）：（10～13）：（5～6）：（6～8）混合均匀后，得到高温增韧酚醛发泡体系；
S2、将玻璃纤维浸渍环氧树脂体系后，往复缠绕在风管模具的芯模上，缠绕角度为53°，缠绕张力为30N～50N，纱宽为1mm～3mm，缠绕后在所述芯模外壁上形成玻璃纤维内衬层，所述玻璃纤维内衬层中环氧树脂体系的质量分数为30%～40%；
S3、不间断地继续使用S2中往复缠绕的玻璃纤维并同时增加浸渍过S1中得到的高温增韧酚醛发泡体系的植物纤维，然后共同往复缠绕在S2中所述玻璃纤维内衬层上，往复缠绕2～3层，缠绕角度为20°～30°，缠绕张力为20N，纱宽为4mm～15mm，形成过渡层；所述过渡层中高温增韧酚醛发泡体系的质量分数为70%～75%；
S4、停止使用玻璃纤维，不间断地继续用浸渍过S1中得到的所述高温增韧酚醛发泡体系的植物纤维在S3中形成的过渡层上往复缠绕，缠绕角度为20°～30°，缠绕张力为20N，纱宽为4mm～15mm，形成风管保温层，最终在风管模具的芯模外壁形成保温风管预成品；所述风管保温层中高温增韧酚醛发泡体系的质量分数为70%；
S5、在S4中得到的保温风管预成品的外侧套设风管模具的外壳模具，所述外壳模具内附铝箔布，将风管模具的芯模在温度为85℃～90℃的条件加热，同时旋转风管模具，加热温度由内而外逐步传导，使得保温风管预成品中的环氧树脂体系先固化成型，然后高温增韧酚醛发泡体系受热发泡膨胀粘附在所述铝箔布上，并且通过风管模具的旋转，将多余的发泡后的高温增韧酚醛发泡体系挤出风管模具后，将风管模具的芯模自然冷却至室温，去除风管模具的外壳模具和芯模后，所述铝箔布与发泡高温增韧酚醛发泡体系整体成型融为一体，形成防护层，然后切割端头，存放熟化，得到缠绕成型复合保温风管。
本发明中玻璃纤维浸渍环氧树脂体系后缠绕形成玻璃纤维内衬层后，再继续不间断地用玻璃纤维缠绕，在缠绕过程中加入植物纤维，共同浸渍高温增韧酚醛发泡体系共同继续缠绕在所述玻璃纤维内衬层上形成过渡层，然后停止使用玻璃纤维，再继续不间断地用植物纤维浸渍高温增韧酚醛发泡体系后继续缠绕在所述过渡层上，形成保温风管预成品，由于在缠绕过程中，玻璃纤维和植物纤维之间不是直接硬过渡，而是采用玻璃纤维浸渍后缠绕形成玻璃纤维内衬层，植物纤维浸渍后缠绕形成风管保温层，两层之间通过玻璃纤维和植物纤维浸渍缠绕形成过渡层，实现软过渡，保证玻璃纤维内衬层和风管保温层能够具有良好的界面结合力，防止长时间使用之后本申请的风管出现分层现象，并且在玻璃纤维内衬层和风管保温层中缠绕玻璃纤维和植物纤维能够增加风管的抗折性能，通过植物纤维缠绕形成能够起到轻质化的作用，对于提高风管品质具有良好的作用。
优选地，S1中所述改性剂为桐油、亚麻油或丁腈；所述表面活性剂为乳化剂OP-10或吐温80；所述固化剂为对甲苯磺酸或质量比为1:1的对甲苯磺酸和磷酸的混合物；所述发泡剂为三氯甲烷或石油醚；所述助剂为聚醚4110。
优选地，S2、S3和S4中所述玻璃纤维为碱玻璃纤维合股无捻粗纱或者玻璃纤维无捻细纱。
优选地，S2中浸渍环氧树脂体系的玻璃纤维在所述风管模具的芯模上往返缠绕的次数为42次；S4中浸渍过高温增韧酚醛发泡体系的植物纤维在所述过渡层上往复缠绕缠的次数为10次～16次。
优选地，S4中所述保温风管预成品的壁厚为8mm～12mm；S5中所述保温风管的壁厚为15mm～20mm；S5中所述风管模具中外壳模具的内直径与芯模的外直径之差为30mm～40mm。
优选地，S2中所述环氧树脂体系为质量比为4:1的环氧树脂YD127和固化剂EC201的混合物。
优选地，S3中所述植物纤维为黄麻纤维纱线或黄麻布。
优选地，S5中加热的时间为25min～30min。
优选地，S5中所述风管模具的芯模内部通过含有通入导热油进行加热，使得加热温度由内而外传递。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明制备的高温增韧酚醛发泡体系在常温的条件下不发泡，能够在不发泡的情况下浸渍玻璃纤维和植物纤维，缠绕后最终得到尚未发泡成型的保温风管预成品，然后通过加热温度由内而外逐步传导，使得保温风管预成品中的环氧树脂体系先固化成型，然后高温增韧酚醛发泡体系受热发泡膨胀，实现保温功能，并且发泡膨胀后外层与铝箔布整体成型融为一体，形成防护层，提高缠绕成型复合保温风管的耐磨损度。能够解决常规发泡体系成型过程中，因发泡体系使用时常温条件下即发泡成型，但缠绕速率相对滞后，而导致的发泡成型的时间和缠绕成型速率不匹配的问题，本发明在完成各层的缠绕后，再通过高温加热，实现环氧树脂体系的固化和高温增韧酚醛发泡体系的发泡成型，加热后内层的环氧树脂体系填充在玻璃纤维的缝隙间，质地均匀地固化成型，完成纤维内衬层的固化，固化后的玻璃纤维内衬层孔隙度低，漏风量低，无凝露现象，热量由内而外扩散，过渡层的中的高温增韧酚醛发泡体系发泡成型，最终发泡成型后高温增韧酚醛发泡体系填充在过渡层中的植物纤维和玻璃纤维的缝隙间，实现过渡层的成型，发泡成型后的过渡层孔隙度低，漏风量低，同时植物纤维和玻璃纤维的共同缠绕提高了抗折性能，并且降低了因界面差异导致的容易断裂的风险，最后保温层中的高温增韧酚醛发泡体发泡膨胀同保温层中的植物纤维整体成型，高温增韧酚醛发泡体发泡后填充在植物纤维中，并且发泡膨胀实现保温功能，最终实现保温层的保温和增韧功能，最后受热发泡膨胀的高温增韧酚醛发泡体系粘附在铝箔布上整体成型融为一体，形成防护层，增加缠绕成型复合保温风管的耐磨性，制备的保温风管质轻、静音和保温性能良好，单位面积的漏风量低，耐风压能力强，抗折性能和抗变形性能优异。
2、本发明使用缠绕成型的方法，将玻璃纤维浸渍环氧树脂体系后，往复缠绕在风管模具的芯模，形成玻璃纤维内衬层，提高内衬层的表观质量和内衬层的支撑性能，减少内管壁的变形量，使得风阻性能稳定。本发明中玻璃纤维浸渍环氧树脂体系后缠绕形成玻璃纤维内衬层后，再继续不间断地用玻璃纤维缠绕，在缠绕过程中加入植物纤维，共同浸渍高温增韧酚醛发泡体系共同继续缠绕在所述玻璃纤维内衬层上形成过渡层，然后停止使用玻璃纤维，再继续不间断地用植物纤维浸渍高温增韧酚醛发泡体系后继续缠绕在所述过渡层上，形成保温风管预成品，由于在缠绕过程中，不间断地交替缠绕使用玻璃纤维和植物纤维，并且通过两种纤维界面的过渡，使得制备的缠绕成型复合保温风管的抗折性能和抗变形性能良好，并且过渡层能够提高玻璃纤维内衬层与保温层的界面性能，使得以玻璃纤维为材料的玻璃纤维内衬层与以植物纤维为材料的保温层之间不易断裂和脱落，能够延长使用寿命。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
本实施例的缠绕成型复合保温风管的制备方法，该缠绕成型复合保温风管包括由内至外依次设置的玻璃纤维内衬层、过渡层、风管保温层和外防护层，该制备方法为：
S1、高温增韧酚醛发泡体系的制备：将苯酚、甲醛、糠醛、盐酸和改性剂按质量比为100：70：20：5：10混合后，在温度为50℃条件下混合反应30min，然后在温度为90℃条件下缩减反应20min后，调节pH至7.0，得到改性酚醛树脂，将所述改性酚醛树脂、表面活性剂、固化剂、发泡剂和助剂按质量比为100：7：13：5：8混合均匀后，得到高温增韧酚醛发泡体系；所述改性剂为桐油；所述表面活性剂为吐温80；所述固化剂为对甲苯磺酸；所述发泡剂为石油醚；所述助剂为聚醚4110；所述改性酚醛树脂的固态质量分数为75%，粘度为3000Pa.s，水分含量≤14%，游离酚含量为5.0mg/L；
S2、将玻璃纤维浸渍环氧树脂体系后，往复缠绕在风管模具的芯模上，往复缠绕42次，缠绕角度为53°，缠绕张力为50N，纱宽为3mm，缠绕后在所述芯模外壁上形成玻璃纤维内衬层，所述玻璃纤维内衬层中环氧树脂体系的质量分数为40%；所述环氧树脂体系为质量比为4:1的环氧树脂YD127和固化剂EC201的混合物；所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维合股无捻粗纱；
S3、不间断地继续使用S2中往复缠绕的玻璃纤维并同时增加浸渍过S1中得到的高温增韧酚醛发泡体系的植物纤维，然后共同往复缠绕在S2中所述玻璃纤维内衬层上，往复缠绕3层，缠绕角度为30°，缠绕张力为20N，纱宽为4mm，形成过渡层；所述过渡层中高温增韧酚醛发泡体系的质量分数为70%；所述植物纤维为3股1.5公支黄麻纤维纱线；所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维合股无捻粗纱；
S4、停止使用玻璃纤维，不间断地继续用浸渍过S1中得到的所述高温增韧酚醛发泡体系的植物纤维在S3中形成的过渡层上往复缠绕，往复缠绕缠绕16次，缠绕角度为30°，缠绕张力为20N，纱宽为4mm，形成风管保温层，最终在风管模具的芯模外壁形成壁厚为12mm的保温风管预成品；所述风管保温层中高温增韧酚醛发泡体系的质量分数为70%；所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维合股无捻粗纱；
S5、在S4中得到的保温风管预成品的外侧套设风管模具的外壳模具，所述外壳模具内附铝箔布，将风管模具的芯模在温度为90℃的条件加热25min，所述风管模具的芯模内部通过含有通入导热油进行加热，使得加热温度由内而外传递，同时旋转风管模具，加热温度由内而外逐步传导，使得保温风管预成品中的环氧树脂体系先固化成型，然后高温增韧酚醛发泡体系受热发泡膨胀粘附在所述铝箔布上，并且通过风管模具的旋转，将多余的发泡后的高温增韧酚醛发泡体系挤出风管模具后，将风管模具的芯模自然冷却至室温，去除风管模具的外壳模具和芯模后，所述铝箔布与发泡高温增韧酚醛发泡体系整体成型融为一体，形成防护层，然后切割端头，存放熟化，得到壁厚为20mm的缠绕成型复合保温风管；所述风管模具中外壳模具的内直径与芯模的外直径之差为40mm。
本实施例制备的高温增韧酚醛发泡体系在常温的条件下不发泡，能够在不发泡的情况下浸渍玻璃纤维和植物纤维，缠绕后最终得到尚未发泡成型的保温风管预成品，然后通过加热温度由内而外逐步传导，使得保温风管预成品中的环氧树脂体系先固化成型，然后高温增韧酚醛发泡体系受热发泡膨胀，实现保温功能，并且发泡膨胀后外层与铝箔布整体成型融为一体，形成防护层，提高缠绕成型复合保温风管的耐磨损度。能够解决常规发泡体系成型过程中，因发泡体系使用时常温条件下即发泡成型，但缠绕速率相对滞后，而导致的发泡成型的时间和缠绕成型速率不匹配的问题，本发明在完成各层的缠绕后，再通过高温加热，实现环氧树脂体系的固化和高温增韧酚醛发泡体系的发泡成型，加热后内层的环氧树脂体系填充在玻璃纤维的缝隙间，质地均匀地固化成型，完成纤维内衬层的固化，固化后的玻璃纤维内衬层孔隙度低，漏风量低，无凝露现象，热量由内而外扩散，过渡层的中的高温增韧酚醛发泡体系发泡成型，最终发泡成型后高温增韧酚醛发泡体系填充在过渡层中的植物纤维和玻璃纤维的缝隙间，实现过渡层的成型，发泡成型后的过渡层孔隙度低，漏风量低，同时植物纤维和玻璃纤维的共同缠绕提高了抗折性能，并且降低了因界面差异导致的容易断裂的风险，最后保温层中的高温增韧酚醛发泡体发泡膨胀同保温层中的植物纤维整体成型，高温增韧酚醛发泡体发泡后填充在植物纤维中，并且发泡膨胀实现保温功能，最终实现保温层的保温和增韧功能，最后受热发泡膨胀的高温增韧酚醛发泡体系粘附在铝箔布上整体成型融为一体，形成防护层，增加缠绕成型复合保温风管的耐磨性，制备的保温风管质轻、静音和保温性能良好，单位面积的漏风量低，耐风压能力强，抗折性能和抗变形性能优异。
本实施例使用缠绕成型的方法，将玻璃纤维浸渍环氧树脂体系后，往复缠绕在风管模具的芯模，形成玻璃纤维内衬层，提高内衬层的表观质量和内衬层的支撑性能，减少内管壁的变形量，使得风阻性能稳定。本发明中玻璃纤维浸渍环氧树脂体系后缠绕形成玻璃纤维内衬层后，再继续不间断地用玻璃纤维缠绕，在缠绕过程中加入植物纤维，共同浸渍高温增韧酚醛发泡体系共同继续缠绕在所述玻璃纤维内衬层上形成过渡层，然后停止使用玻璃纤维，再继续不间断地用植物纤维浸渍高温增韧酚醛发泡体系后继续缠绕在所述过渡层上，形成保温风管预成品，由于在缠绕过程中，不间断地交替缠绕使用玻璃纤维和植物纤维，并且通过两种纤维界面的过渡，使得制备的缠绕成型复合保温风管的抗折性能和抗变形性能良好，并且过渡层能够提高玻璃纤维内衬层与保温层的界面性能，使得以玻璃纤维为材料的玻璃纤维内衬层与以植物纤维为材料的保温层之间不易断裂和脱落，能够延长使用寿命。
本实施例制备的复合保温风管的壁材性能：密度0.35 g/cm3、导热系数（w/m·k）为0.032，纵向抗折性能为4600N。耐风压（正压3500Pa和负压1000Pa）达到高压风管要求，参照标准JG/ 258-2018，测试所述复合保温风的性能得出：单位面积漏风量达到C级，管壁变形量D级（JG/T 258-2018，变形量≤2%），管壁变形量达到D级，TVOC含量为0.05mg/m3。风管无凝露现象。风管输送气体噪音等于40分贝，达到静音级别。
实施例2
本实施例的缠绕成型复合保温风管的制备方法，该缠绕成型复合保温风管包括由内至外依次设置的玻璃纤维内衬层、过渡层、风管保温层和外防护层，该制备方法为：
S1、高温增韧酚醛发泡体系的制备：将苯酚、甲醛、乙醛、盐酸和改性剂按质量比为100：70：30：6：12混合后，在温度为50℃条件下混合反应20min，然后在温度为85℃条件下缩减反应30min后，调节pH至7.5，得到改性酚醛树脂，将所述改性酚醛树脂、表面活性剂、固化剂、发泡剂和助剂按质量比为100：8：12：6：8混合均匀后，得到高温增韧酚醛发泡体系；所述改性剂为亚麻油；所述表面活性剂为吐温80；所述固化剂为质量比为1:1的对甲苯磺酸和磷酸的混合物；所述发泡剂为石油醚；所述助剂为聚醚4110；所述改性酚醛树脂的固态质量分数为70%～75%，粘度为3300Pa.s，水分含量≤13%，游离酚含量为4.0mg/L；
S2、将玻璃纤维浸渍环氧树脂体系后，往复缠绕在风管模具的芯模上，往复缠绕42次，缠绕角度为53°，缠绕张力为50N，纱宽为3mm，缠绕后在所述芯模外壁上形成玻璃纤维内衬层，所述玻璃纤维内衬层中环氧树脂体系的质量分数为40%；所述环氧树脂体系为质量比为4:1的环氧树脂YD127和固化剂EC201的混合物；所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维合股无捻粗纱；
S3、不间断地继续使用S2中往复缠绕的玻璃纤维并同时增加浸渍过S1中得到的高温增韧酚醛发泡体系的植物纤维，然后共同往复缠绕在S2中所述玻璃纤维内衬层上，往复缠绕2层，缠绕角度为20°，缠绕张力为20N，纱宽为15mm，形成过渡层；所述过渡层中高温增韧酚醛发泡体系的质量分数为75%；所述植物纤维为宽度为10mm、厚度为0.5mm的黄麻布；所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维合股无捻粗纱；
S4、停止使用玻璃纤维，不间断地继续用浸渍过S1中得到的所述高温增韧酚醛发泡体系的植物纤维在S3中形成的过渡层上往复缠绕，往复缠绕缠绕10次，缠绕角度为20°，缠绕张力为20N，纱宽为15mm，形成风管保温层，最终在风管模具的芯模外壁形成壁厚为8mm的保温风管预成品；所述风管保温层中高温增韧酚醛发泡体系的质量分数为75%；所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维合股无捻粗纱；
S5、在S4中得到的保温风管预成品的外侧套设风管模具的外壳模具，所述外壳模具内附铝箔布，将风管模具的芯模在温度为85℃的条件加热30min，所述风管模具的芯模内部通过含有通入导热油进行加热，使得加热温度由内而外传递，同时旋转风管模具，加热温度由内而外逐步传导，使得保温风管预成品中的环氧树脂体系先固化成型，然后高温增韧酚醛发泡体系受热发泡膨胀粘附在所述铝箔布上，并且通过风管模具的旋转，将多余的发泡后的高温增韧酚醛发泡体系挤出风管模具后，将风管模具的芯模自然冷却至室温，去除风管模具的外壳模具和芯模后，所述铝箔布与发泡高温增韧酚醛发泡体系整体成型融为一体，形成防护层，然后切割端头，存放熟化，得到壁厚为15mm的缠绕成型复合保温风管；所述风管模具中外壳模具的内直径与芯模的外直径之差为30mm。
本实施例制备的高温增韧酚醛发泡体系在常温的条件下不发泡，能够在不发泡的情况下浸渍玻璃纤维和植物纤维，缠绕后最终得到尚未发泡成型的保温风管预成品，然后通过加热温度由内而外逐步传导，使得保温风管预成品中的环氧树脂体系先固化成型，然后高温增韧酚醛发泡体系受热发泡膨胀，实现保温功能，并且发泡膨胀后外层与铝箔布整体成型融为一体，形成防护层，提高缠绕成型复合保温风管的耐磨损度。能够解决常规发泡体系成型过程中，因发泡体系使用时常温条件下即发泡成型，但缠绕速率相对滞后，而导致的发泡成型的时间和缠绕成型速率不匹配的问题，本发明在完成各层的缠绕后，再通过高温加热，实现环氧树脂体系的固化和高温增韧酚醛发泡体系的发泡成型，加热后内层的环氧树脂体系填充在玻璃纤维的缝隙间，质地均匀地固化成型，完成纤维内衬层的固化，固化后的玻璃纤维内衬层孔隙度低，漏风量低，无凝露现象，热量由内而外扩散，过渡层的中的高温增韧酚醛发泡体系发泡成型，最终发泡成型后高温增韧酚醛发泡体系填充在过渡层中的植物纤维和玻璃纤维的缝隙间，实现过渡层的成型，发泡成型后的过渡层孔隙度低，漏风量低，同时植物纤维和玻璃纤维的共同缠绕提高了抗折性能，并且降低了因界面差异导致的容易断裂的风险，最后保温层中的高温增韧酚醛发泡体发泡膨胀同保温层中的植物纤维整体成型，高温增韧酚醛发泡体发泡后填充在植物纤维中，并且发泡膨胀实现保温功能，最终实现保温层的保温和增韧功能，最后受热发泡膨胀的高温增韧酚醛发泡体系粘附在铝箔布上整体成型融为一体，形成防护层，增加缠绕成型复合保温风管的耐磨性，制备的保温风管质轻、静音和保温性能良好，单位面积的漏风量低，耐风压能力强，抗折性能和抗变形性能优异。
本实施例使用缠绕成型的方法，将玻璃纤维浸渍环氧树脂体系后，往复缠绕在风管模具的芯模，形成玻璃纤维内衬层，提高内衬层的表观质量和内衬层的支撑性能，减少内管壁的变形量，使得风阻性能稳定。本发明中玻璃纤维浸渍环氧树脂体系后缠绕形成玻璃纤维内衬层后，再继续不间断地用玻璃纤维缠绕，在缠绕过程中加入植物纤维，共同浸渍高温增韧酚醛发泡体系共同继续缠绕在所述玻璃纤维内衬层上形成过渡层，然后停止使用玻璃纤维，再继续不间断地用植物纤维浸渍高温增韧酚醛发泡体系后继续缠绕在所述过渡层上，形成保温风管预成品，由于在缠绕过程中，不间断地交替缠绕使用玻璃纤维和植物纤维，并且通过两种纤维界面的过渡，使得制备的缠绕成型复合保温风管的抗折性能和抗变形性能良好，并且过渡层能够提高玻璃纤维内衬层与保温层的界面性能，使得以玻璃纤维为材料的玻璃纤维内衬层与以植物纤维为材料的保温层之间不易断裂和脱落，能够延长使用寿命。
本实施例制备的复合保温风管的壁材性能：密度0.32g/cm3、导热系数（w/m·k）为0.033，纵向抗折性能为3900N。耐风压（正压3000Pa和负压750Pa）达到高压风管要求，参照标准JG/ 258-2018，测试复合风管性能得出：单位面积漏风量达到C级，管壁变形量D级（JG/T 258-2018，变形量≤1%），管壁变形量达到D级，TVOC含量为0.07mg/m3。风管无凝露现象。风管输送气体噪音等于30分贝，达到静音级别。
实施例3
本实施例的缠绕成型复合保温风管的制备方法，该缠绕成型复合保温风管包括由内至外依次设置的玻璃纤维内衬层、过渡层、风管保温层和外防护层，该制备方法为：
S1、高温增韧酚醛发泡体系的制备：将苯酚、甲醛、糠醛、盐酸和改性剂按质量比为100：60：35：6：8混合后，在温度为40℃条件下混合反应30min，然后在温度为90℃条件下缩减反应20min后，调节pH至7.0，得到改性酚醛树脂，将所述改性酚醛树脂、表面活性剂、固化剂、发泡剂和助剂按质量比为100：9：10：5：6混合均匀后，得到高温增韧酚醛发泡体系；所述改性剂为丁腈；所述表面活性剂为乳化剂OP-10；所述固化剂为对甲苯磺酸；所述发泡剂为三氯甲烷；所述助剂为聚醚4110；所述改性酚醛树脂的固态质量分数为70%，粘度为3000Pa.s，水分含量≤15%，游离酚含量为3.0mg/L；
S2、将玻璃纤维浸渍环氧树脂体系后，往复缠绕在风管模具的芯模上，往复缠绕42次，缠绕角度为53°，缠绕张力为30N，纱宽为1mm，缠绕后在所述芯模外壁上形成玻璃纤维内衬层，所述玻璃纤维内衬层中环氧树脂体系的质量分数为30%；所述环氧树脂体系为质量比为4:1的环氧树脂YD127和固化剂EC201的混合物；所述玻璃纤维为玻璃纤维无捻细纱；
S3、不间断地继续使用S2中往复缠绕的玻璃纤维并同时增加浸渍过S1中得到的高温增韧酚醛发泡体系的植物纤维，然后共同往复缠绕在S2中所述玻璃纤维内衬层上，往复缠绕3层，缠绕角度为25°，缠绕张力为20N，纱宽为5mm，形成过渡层；所述过渡层中高温增韧酚醛发泡体系的质量分数为70%；所述植物纤维为2股0.8公支黄麻纤维纱线；所述玻璃纤维为玻璃纤维无捻细纱；
S4、停止使用玻璃纤维，不间断地继续用浸渍过S1中得到的所述高温增韧酚醛发泡体系的植物纤维在S3中形成的过渡层上往复缠绕，往复缠绕缠绕12次，缠绕角度为25°，缠绕张力为20N，纱宽为5mm，形成风管保温层，最终在风管模具的芯模外壁形成壁厚为10mm的保温风管预成品；所述风管保温层中高温增韧酚醛发泡体系的质量分数为70%；所述玻璃纤维为玻璃纤维无捻细纱；
S5、在S4中得到的保温风管预成品的外侧套设风管模具的外壳模具，所述外壳模具内附铝箔布，将风管模具的芯模在温度为90℃的条件加热25min，所述风管模具的芯模内部通过含有通入导热油进行加热，使得加热温度由内而外传递，同时旋转风管模具，加热温度由内而外逐步传导，使得保温风管预成品中的环氧树脂体系先固化成型，然后高温增韧酚醛发泡体系受热发泡膨胀粘附在所述铝箔布上，并且通过风管模具的旋转，将多余的发泡后的高温增韧酚醛发泡体系挤出风管模具后，将风管模具的芯模自然冷却至室温，去除风管模具的外壳模具和芯模后，所述铝箔布与发泡高温增韧酚醛发泡体系整体成型融为一体，形成防护层，然后切割端头，存放熟化，得到壁厚为15mm的缠绕成型复合保温风管；所述风管模具中外壳模具的内直径与芯模的外直径之差为30mm。
本实施例制备的高温增韧酚醛发泡体系在常温的条件下不发泡，能够在不发泡的情况下浸渍玻璃纤维和植物纤维，缠绕后最终得到尚未发泡成型的保温风管预成品，然后通过加热温度由内而外逐步传导，使得保温风管预成品中的环氧树脂体系先固化成型，然后高温增韧酚醛发泡体系受热发泡膨胀，实现保温功能，并且发泡膨胀后外层与铝箔布整体成型融为一体，形成防护层，提高缠绕成型复合保温风管的耐磨损度。能够解决常规发泡体系成型过程中，因发泡体系使用时常温条件下即发泡成型，但缠绕速率相对滞后，而导致的发泡成型的时间和缠绕成型速率不匹配的问题，本实施例在完成各层的缠绕后，再通过高温加热，实现环氧树脂体系的固化和高温增韧酚醛发泡体系的发泡成型，加热后内层的环氧树脂体系填充在玻璃纤维的缝隙间，质地均匀地固化成型，完成纤维内衬层的固化，固化后的玻璃纤维内衬层孔隙度低，漏风量低，无凝露现象，热量由内而外扩散，过渡层的中的高温增韧酚醛发泡体系发泡成型，最终发泡成型后高温增韧酚醛发泡体系填充在过渡层中的植物纤维和玻璃纤维的缝隙间，实现过渡层的成型，发泡成型后的过渡层孔隙度低，漏风量低，同时植物纤维和玻璃纤维的共同缠绕提高了抗折性能，并且降低了因界面差异导致的容易断裂的风险，最后保温层中的高温增韧酚醛发泡体发泡膨胀同保温层中的植物纤维整体成型，高温增韧酚醛发泡体发泡后填充在植物纤维中，并且发泡膨胀实现保温功能，最终实现保温层的保温和增韧功能，最后受热发泡膨胀的高温增韧酚醛发泡体系粘附在铝箔布上整体成型融为一体，形成防护层，增加缠绕成型复合保温风管的耐磨性，制备的保温风管质轻、静音和保温性能良好，单位面积的漏风量低，耐风压能力强，抗折性能和抗变形性能优异。
本实施例使用缠绕成型的方法，将玻璃纤维浸渍环氧树脂体系后，往复缠绕在风管模具的芯模，形成玻璃纤维内衬层，提高内衬层的表观质量和内衬层的支撑性能，减少内管壁的变形量，使得风阻性能稳定。本发明中玻璃纤维浸渍环氧树脂体系后缠绕形成玻璃纤维内衬层后，再继续不间断地用玻璃纤维缠绕，在缠绕过程中加入植物纤维，共同浸渍高温增韧酚醛发泡体系共同继续缠绕在所述玻璃纤维内衬层上形成过渡层，然后停止使用玻璃纤维，再继续不间断地用植物纤维浸渍高温增韧酚醛发泡体系后继续缠绕在所述过渡层上，形成保温风管预成品，由于在缠绕过程中，不间断地交替缠绕使用玻璃纤维和植物纤维，并且通过两种纤维界面的过渡，使得制备的缠绕成型复合保温风管的抗折性能和抗变形性能良好，并且过渡层能够提高玻璃纤维内衬层与保温层的界面性能，使得以玻璃纤维为材料的玻璃纤维内衬层与以植物纤维为材料的保温层之间不易断裂和脱落，能够延长使用寿命。
本实施例制备的复合保温风管的壁材性能：密度0.30g/cm3、导热系数（w/m·k）为0.030，纵向抗折性能为4200N。耐风压（正压3000Pa和负压750Pa）达到高压风管要求，参照标准JG/ 258-2018，测试复合风管性能得出：单位面积漏风量达到C级，管壁变形量D级（JG/T 258-2018，变形量≤1.5%），管壁变形量达到D级，TVOC含量为0.09mg/m3。风管无凝露现象。风管输送气体噪音等于35分贝，达到静音级别。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种缠绕成型复合保温风管的制备方法，其特征在于，该缠绕成型复合保温风管包括由内至外依次设置的玻璃纤维内衬层、过渡层、风管保温层和外防护层，该制备方法为：
S1、高温增韧酚醛发泡体系的制备：将苯酚、甲醛、糠醛或乙醛、盐酸和改性剂按质量比为100：(60～70)：（20～35）：（5～6）：（8～12）混合后，在温度为40℃～50℃条件下混合反应20min～30min，然后在温度为85℃～90℃条件下缩减反应20min～30min后，调节pH至7.0～7.5，得到改性酚醛树脂，将所述改性酚醛树脂、表面活性剂、固化剂、发泡剂和助剂按质量比为100：（7～9）：（10～13）：（5～6）：（6～8）混合均匀后，得到高温增韧酚醛发泡体系；所述改性剂为桐油、亚麻油或丁腈；所述表面活性剂为乳化剂OP-10或吐温80；所述固化剂为对甲苯磺酸或质量比为1:1的对甲苯磺酸和磷酸的混合物；所述发泡剂为三氯甲烷或石油醚；所述助剂为聚醚4110；
S2、将玻璃纤维浸渍环氧树脂体系后，往复缠绕在风管模具的芯模上，缠绕角度为53°，缠绕张力为30N～50N，纱宽为1mm～3mm，缠绕后在所述芯模外壁上形成玻璃纤维内衬层，所述玻璃纤维内衬层中环氧树脂体系的质量分数为30%～40%；
S3、不间断地继续使用S2中往复缠绕的玻璃纤维并同时增加浸渍过S1中得到的高温增韧酚醛发泡体系的植物纤维，然后共同往复缠绕在S2中所述玻璃纤维内衬层上，往复缠绕2～3层，缠绕角度为20°～30°，缠绕张力为20N，纱宽为4mm～15mm，形成过渡层；所述过渡层中高温增韧酚醛发泡体系的质量分数为70%～75%；
S4、停止使用玻璃纤维，不间断地继续用浸渍过S1中得到的所述高温增韧酚醛发泡体系的植物纤维在S3中形成的过渡层上往复缠绕，缠绕角度为20°～30°，缠绕张力为20N，纱宽为4mm～15mm，形成风管保温层，最终在风管模具的芯模外壁形成保温风管预成品；所述风管保温层中高温增韧酚醛发泡体系的质量分数为70%；
S5、在S4中得到的保温风管预成品的外侧套设风管模具的外壳模具，所述外壳模具内附铝箔布，将风管模具的芯模在温度为85℃～90℃的条件加热，同时旋转风管模具，加热温度由内而外逐步传导，使得保温风管预成品中的环氧树脂体系先固化成型，然后高温增韧酚醛发泡体系受热发泡膨胀粘附在所述铝箔布上，并且通过风管模具的旋转，将多余的发泡后的高温增韧酚醛发泡体系挤出风管模具后，将风管模具的芯模自然冷却至室温，去除风管模具的外壳模具和芯模后，所述铝箔布与发泡高温增韧酚醛发泡体系整体成型融为一体，形成防护层，然后切割端头，存放熟化，得到缠绕成型复合保温风管。
2.根据权利要求1所述的一种缠绕成型复合保温风管的制备方法，其特征在于，S2、S3和S4中所述玻璃纤维为碱玻璃纤维合股无捻粗纱或者玻璃纤维无捻细纱。
3.根据权利要求1所述的一种缠绕成型复合保温风管的制备方法，其特征在于，S2中浸渍环氧树脂体系的玻璃纤维在所述风管模具的芯模上往返缠绕的次数为42次；S4中浸渍过高温增韧酚醛发泡体系的植物纤维在所述过渡层上往复缠绕缠的次数为10次～16次。
4.根据权利要求3所述的一种缠绕成型复合保温风管的制备方法，其特征在于，S4中所述保温风管预成品的壁厚为8mm～12mm；S5中所述保温风管的壁厚为15mm～20mm；S5中所述风管模具中外壳模具的内直径与芯模的外直径之差为30mm～40mm。
5.根据权利要求1所述的一种缠绕成型复合保温风管的制备方法，其特征在于，S2中所述环氧树脂体系为质量比为4:1的环氧树脂YD127和固化剂EC201的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种缠绕成型复合保温风管的制备方法，其特征在于，S3中所述植物纤维为黄麻纤维纱线或黄麻布。
7.根据权利要求1所述的一种缠绕成型复合保温风管的制备方法，其特征在于，S5中加热的时间为25min～30min。
8.根据权利要求1所述的一种缠绕成型复合保温风管的制备方法，其特征在于，S5中所述风管模具的芯模内部通过通入导热油进行加热。
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