一種熱塑性纖維纏繞成型的管材及其成型工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱塑性纖維纏繞成型的管材及其成型工藝，首先通過(guò)擠出機(jī)擠出熱塑性樹脂浸漬連續(xù)性增強(qiáng)纖維得到預(yù)浸漬片材，或者將增強(qiáng)纖維和熱塑性纖維復(fù)合得到復(fù)合纖維紗；然后經(jīng)過(guò)放卷、預(yù)熱、熔融過(guò)程使得預(yù)浸漬材料重新熔融，并纏繞到芯模上，最后進(jìn)行輥壓、冷卻固化、脫模即可。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明成型得到的纏繞制品具有非常好的粘結(jié)性能，產(chǎn)品具有更高的韌性、抗沖擊、耐水壓性能、可回收以及、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)該工藝能夠優(yōu)化員工工作環(huán)境。
【專利說(shuō)明】一種熱塑性纖維纏繞成型的管材及其成型工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種管材及其成型工藝，尤其是涉及一種熱塑性纖維纏繞成型的管材及其成型工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]纖維纏繞技術(shù)在復(fù)合材料成型技術(shù)中是一種非常重要的成型工藝，也是一種應(yīng)用非常廣的成型技術(shù)，比如在工業(yè)給排水、油管道、通風(fēng)管道、高壓容器、腐蝕液體儲(chǔ)存罐等。
[0003]目前纖維纏繞技術(shù)主要是通過(guò)玻璃纖維浸潰粘度較低的乙烯基不飽和樹脂或者環(huán)氧樹脂等熱固性樹脂進(jìn)行纏繞、固化成型。在玻璃纖維浸潰乙烯基不飽和樹脂或者環(huán)氧樹脂的纏繞過(guò)程中，由于增強(qiáng)纖維經(jīng)過(guò)浸膠槽浸潰樹脂時(shí)樹脂的滴落，在芯?？焖傩D(zhuǎn)時(shí)離心力的作用導(dǎo)致樹脂飛濺，和熱固性樹脂中小分子物質(zhì)的揮發(fā)導(dǎo)致了工作環(huán)境污染很大，長(zhǎng)期接觸對(duì)操作人員身體傷害很大。于此同時(shí)，熱固性樹脂性脆、抗沖擊性能較差，在一些管道的安裝施工當(dāng)中，由于操作人員的失誤很容易造成管道的破壞。加之，熱固性樹脂不可回收的特性，導(dǎo)致其在未來(lái)的發(fā)展勢(shì)必會(huì)遇到瓶頸。熱塑性樹脂無(wú)小分子揮發(fā)，而且粘度大也不容易滴落和飛濺，其抗沖擊性能也較熱固性樹脂好，并且可回收，可以預(yù)測(cè)在未來(lái)熱塑性纖維纏繞成型工藝將會(huì)成為一種趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有熱固性纖維纏繞成型工藝的不足缺陷而提供一種熱塑性纖維纏繞成型工藝，尤其是熱塑性纖維纏繞成型的管材及其成型工藝。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]首先通過(guò)擠出機(jī)擠出熱塑性樹脂浸潰連續(xù)性增強(qiáng)纖維得到預(yù)浸潰片材，或者將增強(qiáng)纖維和熱塑性纖維復(fù)合得到復(fù)合纖維紗；然后經(jīng)過(guò)放卷、預(yù)熱、熔融過(guò)程使得預(yù)浸潰材料重新熔融，并纏繞到芯模上，最后進(jìn)行輥壓、冷卻固化、脫模即可，具體包括以下步驟:
[0007](I)根據(jù)工藝需要將制備的預(yù)浸潰材料加工成所需的寬度；
[0008](2)將芯模預(yù)先加熱到一定的溫度:
[0009](3)將步驟(I)中加工好的預(yù)浸潰材料通過(guò)放卷裝置放卷，并牽引至芯模處固定，然后對(duì)放卷裝置和芯模之間的預(yù)浸潰材料進(jìn)行預(yù)熱；
[0010](4)啟動(dòng)纏繞程序，將步驟(3)中預(yù)浸潰材料纏繞到經(jīng)過(guò)步驟(2)處理的芯模上，保持對(duì)芯模處的預(yù)浸潰材料加熱至纏繞結(jié)束，一邊加熱一邊纏繞，使得纏繞到芯模上的每一層預(yù)浸潰材料完全熔融，在纏繞的過(guò)程進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹埩φ{(diào)節(jié)；
[0011](5)纏繞完成后，在管材表面還未冷卻固化時(shí)立即使用壓輥在管材表面進(jìn)行輥壓，使得管材表面平整且更加質(zhì)密，當(dāng)表面已冷卻時(shí)，可以加熱熔融后再進(jìn)行輥壓；
[0012](6)對(duì)管材進(jìn)行冷卻固化，固化完成后使用脫模機(jī)進(jìn)行脫模即可。
[0013]步驟(I)中所述的預(yù)浸潰材料為單向預(yù)浸潰材料或復(fù)合纖維紗；所述的單向預(yù)浸潰材料通過(guò)以下方法制得:經(jīng)由單螺桿擠出機(jī)或者雙螺桿擠出機(jī)擠出熱塑性樹脂，然后將連續(xù)性增強(qiáng)纖維經(jīng)過(guò)可旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)雙擠出模頭，通過(guò)模頭的擠壓作用浸潰熱塑性樹脂，制得所需單向預(yù)浸潰材料；所述的復(fù)合纖維紗是將連續(xù)性增強(qiáng)纖維和熱塑性樹脂在拉絲過(guò)程中進(jìn)行復(fù)合得到的。
[0014]所述的熱塑性樹脂為聚烯烴、尼龍、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或者幾種。
[0015]所述的連續(xù)性增強(qiáng)纖維為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、硼纖維或聚酯纖維中的一種或者幾種。
[0016]步驟(I)中所述的預(yù)浸潰材料加工成的寬度為10?400mm，優(yōu)選20?100mm。
[0017]步驟(I)中所述的預(yù)浸潰材料加工成的厚度為0.1?0.5mm。
[0018]步驟⑵中所述的芯模表面預(yù)先加熱的溫度為100?160°C。
[0019]步驟(3)中所述的預(yù)熱的溫度范圍為50°C至樹脂熔點(diǎn)，采用紅外加熱器進(jìn)行預(yù)熱。
[0020]步驟(4)采用可移動(dòng)的紅外加熱器對(duì)芯模處的預(yù)浸潰材料進(jìn)行持續(xù)加熱，加熱溫度控制在樹脂熔點(diǎn)以上，保證樹脂在纏繞過(guò)程中完全熔融，但不會(huì)降解和滴落。
[0021]紅外加熱器安裝在纏繞機(jī)的小車上，可隨著小車一起移動(dòng)對(duì)芯模進(jìn)行持續(xù)加熱。
[0022]步驟(4)中所述的預(yù)浸潰材料采用的纏繞方式可以為環(huán)向纏繞、螺旋纏繞或者二者混合使用，纏繞的纏繞角度為O?90°，優(yōu)選45?87°。
[0023]步驟(4)中所述的張力調(diào)節(jié)采取由內(nèi)之外逐層遞減的原則，纏繞張力小于30N。
[0024]步驟(5)中所述的壓輥采用氣動(dòng)壓輥，壓輥表面鍍聚四氟乙烯防止樹脂粘輥，其在纏繞完成后對(duì)管材表面進(jìn)行輥壓，也可以根據(jù)需要在纏繞過(guò)程中進(jìn)行輥壓。
[0025]步驟(5)中所述的輥壓的壓力為0.1?0.5MPa，優(yōu)選0.15?0.4MPa。，輥壓方式為直接用壓輥與管材接觸進(jìn)行輥壓，或者在管材表面纏繞上一層聚酯薄膜或者聚四氟乙烯布，然后再進(jìn)行輥壓。
[0026]利用上述方法可以制作得到熱塑性纖維纏繞成型管材。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0028](I)在纏繞過(guò)程中無(wú)小分子等有毒物質(zhì)揮發(fā)，工作環(huán)境更好，對(duì)操作人員無(wú)傷害；
[0029](2)纏繞制品之間具有非常好的粘結(jié)性能；
[0030](3)產(chǎn)品具有更高的韌性、抗沖擊和耐水壓性能；
[0031](4)產(chǎn)品具有更輕的重量；
[0032](5)產(chǎn)品的成型周期短，無(wú)需固化，只需冷卻即可；
[0033](6)操作工藝簡(jiǎn)單易行；
[0034](7)產(chǎn)品具有可回收性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本發(fā)明熱塑性纖維纏繞成型工藝流程示意圖。
[0036]圖中，I為放卷裝置；2為預(yù)熱紅外加熱器；3為紅外測(cè)溫儀；4為芯模紅外加熱器；5為芯模；6為氣動(dòng)壓輥；7為預(yù)浸帶；8為導(dǎo)輥。
【具體實(shí)施方式】[0037]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0038]實(shí)施例1
[0039]所用的預(yù)浸潰材料為被加工成50mm寬的玻纖含量為50%的玻璃纖維/聚丙烯預(yù)浸潰帶材，帶材厚度為0.2mm,整個(gè)纏繞過(guò)程采用螺旋纏繞，纏繞角度為75度，纏繞層數(shù)為14層，使用的芯模直徑為150_。纏繞開始前將芯模紅外加熱器4開啟對(duì)芯模5進(jìn)行加熱，當(dāng)芯模溫度被升溫至140°C時(shí)，開始進(jìn)行纏繞。將帶材由放卷裝置I進(jìn)行放卷，經(jīng)過(guò)導(dǎo)輥8牽引至芯模5處并固定端頭，防止在纏繞過(guò)程中由于張力的作用打滑。預(yù)浸帶7經(jīng)過(guò)預(yù)熱紅外加熱器2進(jìn)行預(yù)熱，使用紅外測(cè)溫儀測(cè)量預(yù)熱紅外加熱器2出口處預(yù)浸帶7的溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)預(yù)熱紅外加熱器2的溫度和纏繞速度將溫度控制在130°C。開始纏繞前3層時(shí)，纏繞速度控制的低一些，使得預(yù)浸帶能夠熔融，4-14層時(shí)將纏繞速度加快。在纏繞過(guò)程中芯模紅外加熱器4始終保持對(duì)芯模的加熱，溫度控制在能夠使得纏繞到芯模上的預(yù)浸帶基材完全熔融即可。纏繞過(guò)程中適當(dāng)?shù)闹饘訙p小纏繞張力。纏繞完成后，將氣動(dòng)壓輥6放下進(jìn)行輥壓，壓力控制在0.2MPa。輥壓完成后，待管材冷卻固化后，使用脫模機(jī)將管材從芯模上脫下。經(jīng)測(cè)試，所得管材性的環(huán)剛度為63KPa，水壓爆破壓力為15MPa。
[0040]實(shí)施例2
[0041 ] 所用的預(yù)浸潰材料為被加工成50mm寬的、玻纖含量為50 %的玻璃纖維/聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯預(yù)浸潰帶材，帶材厚度為0.2mm，整個(gè)纏繞過(guò)程采用環(huán)向纏繞，纏繞角度為85度，纏繞層數(shù)為14層，使用的芯模直徑為150mm。纏繞開始前將芯模紅外加熱器4開啟對(duì)芯模5進(jìn)行加熱，當(dāng)芯模溫度被升溫至140°C時(shí)，開始進(jìn)行纏繞。將帶材由放卷裝置I進(jìn)行放卷，經(jīng)過(guò)導(dǎo)輥8牽引至芯模5處并固定端頭，防止在纏繞過(guò)程中由于張力的作用打滑。預(yù)浸帶7經(jīng)過(guò)預(yù)熱紅外加熱器2進(jìn)行預(yù)熱，使用紅外測(cè)溫儀測(cè)量預(yù)熱紅外加熱器2出口處預(yù)浸帶7的溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)預(yù)熱紅外加熱器2的溫度和纏繞速度將溫度控制在150°C。開始纏繞前3層時(shí)，纏繞速度控制的低一些，使得預(yù)浸帶能夠熔融，4-14層時(shí)將纏繞速度加快。在纏繞過(guò)程中芯模紅外加熱器4始終保持對(duì)芯模的加熱，溫度控制在能夠使得纏繞到芯模上的預(yù)浸帶基材完全熔融即可。纏繞過(guò)程中適當(dāng)?shù)闹饘訙p小纏繞張力。纏繞完成后，將氣動(dòng)壓輥6放下進(jìn)行輥壓，壓力控制在0.15MPa。輥壓完成后，待管材冷卻固化后，使用脫模機(jī)將管材從芯模上脫下。
[0042]實(shí)施例3
[0043]所用的預(yù)浸潰材料為被加工成70mm寬的、碳纖維含量為50%的碳纖維/尼龍預(yù)浸潰帶材，帶材厚度為0.2mm，整個(gè)纏繞過(guò)程采用環(huán)向纏繞，纏繞角度為65度，纏繞層數(shù)為14層，使用的芯模直徑為150_。纏繞開始前將芯模紅外加熱器4開啟對(duì)芯模5進(jìn)行加熱，當(dāng)芯模溫度被升溫至160°C時(shí)，開始進(jìn)行纏繞。將帶材由放卷裝置I進(jìn)行放卷，經(jīng)過(guò)導(dǎo)輥8牽引至芯模5處并固定端頭，防止在纏繞過(guò)程中由于張力的作用打滑。預(yù)浸帶7經(jīng)過(guò)預(yù)熱紅外加熱器2進(jìn)行預(yù)熱，使用紅外測(cè)溫儀測(cè)量預(yù)熱紅外加熱器2出口處預(yù)浸帶7的溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)預(yù)熱紅外加熱器2的溫度和纏繞速度將溫度控制在150°C。開始纏繞前3層時(shí)，纏繞速度控制的低一些，使得預(yù)浸帶能夠熔融，4~14層時(shí)將纏繞速度加快。在纏繞過(guò)程中芯模紅外加熱器4始終保持對(duì)芯模的加熱，溫度控制在能夠使得纏繞到芯模上的預(yù)浸帶基材完全熔融即可。纏繞過(guò)程中適當(dāng)?shù)闹饘訙p小纏繞張力。纏繞完成后，將氣動(dòng)壓輥6放下進(jìn)行輥壓，壓力控制在0.2MPa。輥壓完成后，待管材冷卻固化后，使用脫模機(jī)將管材從芯模上脫下。
[0044]實(shí)施例4
[0045]所用的預(yù)浸潰材料為被加工成50mm寬的、芳綸纖維含量為50 %的芳綸纖維/聚乙烯預(yù)浸潰帶材，帶材厚度為0.2mm，整個(gè)纏繞過(guò)程采用環(huán)向纏繞和螺旋纏繞混合使用，螺旋纏繞角度為45度，總纏繞層數(shù)為14層，起始3層采取環(huán)向纏繞，后面11層采取螺旋纏繞，使用的芯模直徑為150_。纏繞開始前將芯模紅外加熱器4開啟對(duì)芯模5進(jìn)行加熱，當(dāng)芯模溫度被升溫至120°C時(shí)，開始進(jìn)行纏繞。將帶材由放卷裝置I進(jìn)行放卷，經(jīng)過(guò)導(dǎo)輥8牽引至芯模5處并固定端頭，防止在纏繞過(guò)程中由于張力的作用打滑。預(yù)浸帶7經(jīng)過(guò)預(yù)熱紅外加熱器2進(jìn)行預(yù)熱，使用紅外測(cè)溫儀測(cè)量預(yù)熱紅外加熱器2出口處預(yù)浸帶7的溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)預(yù)熱紅外加熱器2的溫度和纏繞速度將溫度控制在110°C。開始纏繞前3層時(shí)，纏繞速度控制的低一些，使得預(yù)浸帶能夠熔融，4?14層時(shí)將纏繞速度加快。在纏繞過(guò)程中芯模紅外加熱器4始終保持對(duì)芯模的加熱，溫度控制在能夠使得纏繞到芯模上的預(yù)浸帶基材完全熔融即可。纏繞過(guò)程中適當(dāng)?shù)闹饘訙p小纏繞張力。纏繞完成后，在管材表面纏繞一層聚四氟乙烯布，然后將氣動(dòng)壓輥6放下進(jìn)行輥壓，壓力控制在0.25MPa。輥壓完成后，待管材冷卻固化后，使用脫模機(jī)將管材從芯模上脫下。
[0046]實(shí)施例5
[0047]熱塑性纖維纏繞管材成型工藝具體包括以下步驟:
[0048](I)根據(jù)工藝需要將預(yù)浸潰材料的寬度加工成為20mm，厚度為0.1mm，其中，預(yù)浸潰材料為通過(guò)單螺桿擠出機(jī)擠出聚碳酸酯，然后將玄武巖纖維經(jīng)過(guò)可旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)雙擠出模頭，通過(guò)模頭的擠壓作用浸潰聚碳酸酯得到的單向預(yù)浸潰材料；
[0049](2)將芯模預(yù)先加熱到100°C ；
[0050](3)將步驟(I)中加工好的預(yù)浸潰材料通過(guò)放卷裝置放卷，并牽引至芯模處固定，然后采用紅外加熱器對(duì)放卷裝置和芯模之間的預(yù)浸潰材料進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度為150°C ；
[0051](4)啟動(dòng)纏繞程序，將步驟(3)中預(yù)浸潰材料纏繞到經(jīng)過(guò)步驟(2)處理的芯模上，采用芯模紅外加熱器對(duì)芯模處的預(yù)浸潰材料進(jìn)行持續(xù)加熱，加熱溫度控制在樹脂熔點(diǎn)以上，保證樹脂在纏繞過(guò)程中完全熔融，但不會(huì)降解和滴落，保持對(duì)芯模處的預(yù)浸潰材料加熱至纏繞結(jié)束，一邊加熱一邊纏繞，采用的纏繞方式為環(huán)向纏繞，纏繞的角度為87°，纏繞的層數(shù)為12層，使得纏繞到芯模上的每一層預(yù)浸潰材料完全熔融，在纏繞的過(guò)程對(duì)張力采取由內(nèi)之外逐層遞減的原則進(jìn)行調(diào)節(jié)，纏繞張力小于30N ；
[0052](5)纏繞完成后，在管材表面還未冷卻固化時(shí)立即使用壓輥在管材表面進(jìn)行輥壓，使得管材表面平整且更加質(zhì)密，當(dāng)表面已冷卻時(shí)，可以加熱熔融后再進(jìn)行輥壓，壓輥采用氣動(dòng)壓輥，壓輥表面鍍聚四氟乙烯防止樹脂粘輥，其在纏繞完成后對(duì)管材表面進(jìn)行輥壓，輥壓的壓力為0.5MPa，輥壓方式為直接用壓輥與管材接觸進(jìn)行輥壓，或者在管材表面纏繞上一層聚酯薄膜或者聚四氟乙烯布，然后再進(jìn)行輥壓；
[0053](6)對(duì)管材進(jìn)行冷卻固化，固化完成后使用脫模機(jī)進(jìn)行脫模即可，制作得到熱塑性纖維纏繞成型的管材。
[0054]實(shí)施例6
[0055]熱塑性纖維纏繞管材成型工藝具體包括以下步驟:
[0056](I)根據(jù)工藝需要將預(yù)浸潰材料的寬度加工成為10mm，厚度為0.3mm，其中，預(yù)浸潰材料為通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出聚甲基丙烯酸甲酯，然后將硼纖維經(jīng)過(guò)可旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)雙擠出模頭，通過(guò)模頭的擠壓作用浸潰聚甲基丙烯酸甲酯得到的單向預(yù)浸潰材料；
[0057](2)將芯模預(yù)先加熱到150°C ；
[0058](3)將步驟(I)中加工好的預(yù)浸潰材料通過(guò)放卷裝置放卷，并牽引至芯模處固定，然后采用紅外加熱器對(duì)放卷裝置和芯模之間的預(yù)浸潰材料進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度為接近聚甲基丙烯酸甲酯的熔點(diǎn)；
[0059](4)啟動(dòng)纏繞程序，將步驟(3)中預(yù)浸潰材料纏繞到經(jīng)過(guò)步驟(2)處理的芯模上，采用芯模紅外加熱器對(duì)芯模處的預(yù)浸潰材料進(jìn)行持續(xù)加熱，加熱溫度控制在樹脂熔點(diǎn)以上，保證樹脂在纏繞過(guò)程中完全熔融，但不會(huì)降解和滴落，保持對(duì)芯模處的預(yù)浸潰材料加熱至纏繞結(jié)束，一邊加熱一邊纏繞，采用的纏繞方式為環(huán)向纏繞，纏繞的角度為45°，纏繞的層數(shù)為14層，使得纏繞到芯模上的每一層預(yù)浸潰材料完全熔融，在纏繞的過(guò)程對(duì)張力采取由內(nèi)之外逐層遞減的原則進(jìn)行調(diào)節(jié)，纏繞張力小于30N ；
[0060](5)纏繞完成后，在管材表面還未冷卻固化時(shí)立即使用壓輥在管材表面進(jìn)行輥壓，使得管材表面平整且更加質(zhì)密，當(dāng)表面已冷卻時(shí)，可以加熱熔融后再進(jìn)行輥壓，壓輥采用氣動(dòng)壓輥，壓輥表面鍍聚四氟乙烯防止樹脂粘輥，其在纏繞完成后對(duì)管材表面進(jìn)行輥壓，輥壓的壓力為0.4MPa，輥壓方式為在管材表面纏繞上一層聚酯薄膜或者聚四氟乙烯布，然后再進(jìn)行輥壓；
[0061](6)對(duì)管材進(jìn)行冷卻固化，固化完成后使用脫模機(jī)進(jìn)行脫模即可，制作得到熱塑性纖維纏繞成型的管材。
[0062]實(shí)施例7
[0063]熱塑性纖維纏繞管材成型工藝具體包括以下步驟:
[0064](I)根據(jù)工藝需要將預(yù)浸潰材料的寬度加工成為100mm，厚度為0.3mm，其中，預(yù)浸潰材料為將玻璃纖維和聚丙烯在拉絲過(guò)程中進(jìn)行復(fù)合制備得到復(fù)合纖維紗；
[0065](2)將芯模預(yù)先加熱到120°C ；
[0066](3)將步驟(I)中加工好的預(yù)浸潰材料通過(guò)放卷裝置放卷，并牽引至芯模處固定，然后采用紅外加熱器對(duì)放卷裝置和芯模之間的預(yù)浸潰材料進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度為100°c ；
[0067](4)啟動(dòng)纏繞程序，將步驟(3)中預(yù)浸潰材料纏繞到經(jīng)過(guò)步驟(2)處理的芯模上，采用芯模紅外加熱器對(duì)芯模處的預(yù)浸潰材料進(jìn)行持續(xù)加熱，加熱溫度控制在樹脂熔點(diǎn)以上，保證樹脂在纏繞過(guò)程中完全熔融，但不會(huì)降解和滴落，保持對(duì)芯模處的預(yù)浸潰材料加熱至纏繞結(jié)束，一邊加熱一邊纏繞，采用的纏繞方式為螺旋纏繞，纏繞的角度為65°，纏繞的層數(shù)為16層，使得纏繞到芯模上的每一層預(yù)浸潰材料完全熔融，在纏繞的過(guò)程對(duì)張力采取由內(nèi)之外逐層遞減的原則進(jìn)行調(diào)節(jié)，纏繞張力小于30N ；
[0068](5)纏繞完成后，在管材表面還未冷卻固化時(shí)立即使用壓輥在管材表面進(jìn)行輥壓，使得管材表面平整且更加質(zhì)密，當(dāng)表面已冷卻時(shí)，可以加熱熔融后再進(jìn)行輥壓，壓輥采用氣動(dòng)壓輥，輥壓的壓力為0.1MPa，輥壓方式為直接輥壓；
[0069](6)對(duì)管材進(jìn)行冷卻固化，固化完成后使用脫模機(jī)進(jìn)行脫模即可，制作得到熱塑性纖維纏繞成型的管材。
[0070]實(shí)施例8
[0071]熱塑性纖維纏繞管材成型工藝具體包括以下步驟:[0072](I)根據(jù)工藝需要將預(yù)浸潰材料的寬度加工成為100mm，厚度為0.5mm，其中，預(yù)浸潰材料為將碳纖維和尼龍?jiān)诶z過(guò)程中進(jìn)行復(fù)合制備得到復(fù)合纖維紗；
[0073](2)將芯模預(yù)先加熱到130°C ；
[0074](3)將步驟(I)中加工好的預(yù)浸潰材料通過(guò)放卷裝置放卷，并牽引至芯模處固定，然后采用紅外加熱器對(duì)放卷裝置和芯模之間的預(yù)浸潰材料進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度為尼龍的熔點(diǎn)；
[0075](4)啟動(dòng)纏繞程序，將步驟(3)中預(yù)浸潰材料纏繞到經(jīng)過(guò)步驟(2)處理的芯模上，采用芯模紅外加熱器對(duì)芯模處的預(yù)浸潰材料進(jìn)行持續(xù)加熱，加熱溫度控制在樹脂熔點(diǎn)以上，保證樹脂在纏繞過(guò)程中完全熔融，但不會(huì)降解和滴落，保持對(duì)芯模處的預(yù)浸潰材料加熱至纏繞結(jié)束，一邊加熱一邊纏繞，采用的纏繞方式為螺旋纏繞，纏繞的角度為75°，纏繞的層數(shù)為16層，使得纏繞到芯模上的每一層預(yù)浸潰材料完全熔融，在纏繞的過(guò)程對(duì)張力采取由內(nèi)之外逐層遞減的原則進(jìn)行調(diào)節(jié)，纏繞張力小于30N ；
[0076](5)纏繞完成后，在管材表面還未冷卻固化時(shí)立即使用壓輥在管材表面進(jìn)行輥壓，使得管材表面平整且更加質(zhì)密，當(dāng)表面已冷卻時(shí)，可以加熱熔融后再進(jìn)行輥壓，壓輥采用氣動(dòng)壓輥，輥壓的壓力為0.5MPa，輥壓方式為直接輥壓；
[0077](6)對(duì)管材進(jìn)行冷卻固化，固化完成后使用脫模機(jī)進(jìn)行脫模即可，制作得到熱塑性纖維纏繞成型的管材。
[0078]實(shí)施例9
[0079]熱塑性纖維纏繞管材成型工藝具體包括以下步驟:
[0080](I)根據(jù)工藝需要將預(yù)浸潰材料的寬度加工成為200mm，厚度為0.4mm，其中，預(yù)浸潰材料為將聚酯纖維和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯在拉絲過(guò)程中進(jìn)行復(fù)合制備得到復(fù)合纖維紗；
[0081](2)將芯模預(yù)先加熱到130°C ；
[0082](3)將步驟(I)中加工好的預(yù)浸潰材料通過(guò)放卷裝置放卷，并牽引至芯模處固定，然后采用紅外加熱器對(duì)放卷裝置和芯模之間的預(yù)浸潰材料進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度為尼龍的熔點(diǎn)；
[0083](4)啟動(dòng)纏繞程序，將步驟(3)中預(yù)浸潰材料纏繞到經(jīng)過(guò)步驟(2)處理的芯模上，采用芯模紅外加熱器對(duì)芯模處的預(yù)浸潰材料進(jìn)行持續(xù)加熱，加熱溫度控制在樹脂熔點(diǎn)以上，保證樹脂在纏繞過(guò)程中完全熔融，但不會(huì)降解和滴落，保持對(duì)芯模處的預(yù)浸潰材料加熱至纏繞結(jié)束，一邊加熱一邊纏繞，采用的纏繞方式為螺旋纏繞，纏繞的角度為80°，纏繞的層數(shù)為15層，使得纏繞到芯模上的每一層預(yù)浸潰材料完全熔融，在纏繞的過(guò)程對(duì)張力采取由內(nèi)之外逐層遞減的原則進(jìn)行調(diào)節(jié)，纏繞張力小于30N ；
[0084](5)纏繞完成后，在管材表面還未冷卻固化時(shí)立即使用壓輥在管材表面進(jìn)行輥壓，使得管材表面平整且更加質(zhì)密，當(dāng)表面已冷卻時(shí)，可以加熱熔融后再進(jìn)行輥壓，壓輥采用氣動(dòng)壓輥，輥壓的壓力為0.4MPa，輥壓方式為直接輥壓；
[0085](6)對(duì)管材進(jìn)行冷卻固化，固化完成后使用脫模機(jī)進(jìn)行脫模即可，制作得到熱塑性纖維纏繞成型的管材。
[0086]上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱塑性纖維纏繞成型工藝，其特征在于，該工藝包括以下步驟: (1)根據(jù)工藝需要將制備的預(yù)浸潰材料加工成所需的寬度； (2)將芯模預(yù)先加熱到一定的溫度； (3)將步驟(1)中加工好的預(yù)浸潰材料通過(guò)放卷裝置放卷，并牽引至芯模處固定，然后對(duì)放卷裝置和芯模之間的預(yù)浸潰材料進(jìn)行預(yù)熱； (4)啟動(dòng)纏繞程序，將步驟(3)中預(yù)浸潰材料纏繞到經(jīng)過(guò)步驟(2)處理的芯模上，保持對(duì)芯模處的預(yù)浸潰材料加熱至纏繞結(jié)束，一邊加熱一邊纏繞，使得纏繞到芯模上的每一層預(yù)浸潰材料完全熔融，在纏繞的過(guò)程進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹埩φ{(diào)節(jié)； (5)纏繞完成后，在管材表面還未冷卻固化時(shí)立即使用壓輥在管材表面進(jìn)行輥壓，使得管材表面平整且更加質(zhì)密，當(dāng)表面已冷卻時(shí)，可以加熱熔融后再進(jìn)行輥壓； (6)對(duì)管材進(jìn)行冷卻固化，固化完成后使用脫模機(jī)進(jìn)行脫模即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱塑性纖維纏繞成型工藝，其特征在于，步驟(1)中所述的預(yù)浸潰材料為單向預(yù)浸潰材料或復(fù)合纖維紗；所述的單向預(yù)浸潰材料通過(guò)以下方法制得:經(jīng)由單螺桿擠出機(jī)或者雙螺桿擠出機(jī)擠出熱塑性樹脂，然后將連續(xù)性增強(qiáng)纖維經(jīng)過(guò)可旋轉(zhuǎn)交錯(cuò)雙擠出模頭，通過(guò)模頭的擠壓作用浸潰熱塑性樹脂，制得所需單向預(yù)浸潰材料；所述的復(fù)合纖維紗是將連續(xù)性增強(qiáng)纖維和熱塑性樹脂在拉絲過(guò)程中進(jìn)行復(fù)合得到的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱塑性纖維纏繞成型工藝，其特征在于，所述的熱塑性樹脂為聚烯烴、尼龍、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯中的一種或者幾種；所述的連續(xù)性增強(qiáng)纖維為玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、硼纖維或聚酯纖維中的一種或者幾種。·
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱塑性纖維纏繞成型工藝，其特征在于，步驟(1)中所述的預(yù)浸潰材料加工成的為10~400mm,優(yōu)選20~100mm,厚度為0.1~0.5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱塑性纖維纏繞成型工藝，其特征在于，步驟(2)中所述的預(yù)先加熱的溫度為100~160°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱塑性纖維纏繞成型工藝，其特征在于，步驟(3)中所述的預(yù)熱的溫度范圍為50°C至樹脂熔點(diǎn)，采用紅外加熱器進(jìn)行預(yù)熱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱塑性纖維纏繞成型工藝，其特征在于，步驟(4)采用可移動(dòng)的紅外加熱器對(duì)芯模處的預(yù)浸潰材料進(jìn)行持續(xù)加熱，加熱溫度控制在樹脂熔點(diǎn)以上，保證樹脂在纏繞過(guò)程中完全熔融，但不會(huì)降解和滴落。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱塑性纖維纏繞成型工藝，其特征在于，步驟(4)中所述的預(yù)浸潰材料采用的纏繞方式可以為環(huán)向纏繞、螺旋纏繞或者二者混合使用，纏繞的纏繞角度為O~90°，優(yōu)選45~87°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱塑性纖維纏繞成型工藝，其特征在于，步驟(4)中所述的張力調(diào)節(jié)采取由內(nèi)之外逐層遞減的原則，纏繞張力小于30N。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱塑性纖維纏繞成型工藝，其特征在于，步驟(5)中所述的壓輥采用氣動(dòng)壓輥，壓輥表面鍍聚四氟乙烯防止樹脂粘輥，其在纏繞完成后對(duì)管材表面進(jìn)行輥壓，也可以根據(jù)需要在纏繞過(guò)程中進(jìn)行輥壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱塑性纖維纏繞成型工藝，其特征在于，步驟(5)中所述的輥壓的壓力為0.1~0.5MPa，優(yōu)選0.15~0.4MPa，輥壓方式為直接用壓輥與管材接觸進(jìn)行輥壓，或者在管材表面纏繞上一層聚酯薄膜或者聚四氟乙烯布，然后再進(jìn)行輥壓。
12.—種如權(quán)利要 求1~11中任一權(quán)利要求成型得到的熱塑性纖維纏繞成型管材。
【文檔編號(hào)】B29C53/56GK103707496SQ201210378202
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月8日
【發(fā)明者】徐龍彬 申請(qǐng)人:合肥杰事杰新材料股份有限公司