一種塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材及其制備方法，該管材包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)襯層及結(jié)構(gòu)層，內(nèi)襯層為塑料內(nèi)襯管，結(jié)構(gòu)層由預(yù)浸帶片材纏繞在內(nèi)襯層外部并經(jīng)輥壓形成。制備方法如下：在塑料內(nèi)襯管里面套上橡膠管，然后將其一起固定到纏繞機的氣脹軸上；將預(yù)浸帶片材放卷、預(yù)熱后纏繞在套有塑料內(nèi)襯管的芯模上，預(yù)浸帶片材在此處被加熱至熔融狀態(tài)；當(dāng)預(yù)浸帶片材纏繞完成后，對管材進(jìn)行輥壓，使得預(yù)浸帶片材層與層之間的粘結(jié)更質(zhì)密；將氣脹軸排氣，脫模，獲得塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)層與內(nèi)襯層界面結(jié)合性能好、管材密封性好、管材強度高等優(yōu)點。
【專利說明】一種塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱塑性纏繞管材，尤其是涉及一種塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]纖維纏繞成型工藝是樹脂基復(fù)合材料的一種重要的制造工藝，其制品具有輕質(zhì)、高強等優(yōu)異的性能。纏繞成型是將連續(xù)增強纖維通過浸潰熱固性或者熱塑性樹脂制成預(yù)浸潰片材，然后連續(xù)、均勻且有規(guī)律地纏繞到芯模或者內(nèi)襯上，然后經(jīng)過固化得到所需的制品。纏繞成型制品往往氣密性和水密封性不好，因此在制造纏繞制品前需要制作內(nèi)襯。內(nèi)襯材料主要有金屬、塑料和橡膠等，在使用內(nèi)襯材料時，存在內(nèi)襯層與結(jié)構(gòu)層的界面粘結(jié)問題。在熱塑性纏繞過程中，由于樹脂粘度大，樹脂在熔融過程中容易產(chǎn)生微氣孔，如果直接將連續(xù)纖維浸潰熱塑性樹脂預(yù)浸帶進(jìn)行纏繞，其纏繞制品的內(nèi)表面會存在缺陷，影響整個纏繞制品的密封性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種具備良好的耐水壓性能的塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材及其制備方法。
[0004]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]一種塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材，該管材包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)襯層及結(jié)構(gòu)層，所述的內(nèi)襯層為塑料內(nèi)襯管，所述的結(jié)構(gòu)層由預(yù)浸帶片材纏繞在內(nèi)襯層外部并經(jīng)輥壓形成。
[0006]所述的塑料內(nèi)襯管的壁厚為I?10mm。
[0007]所述的塑料內(nèi)襯管的材料為聚丙烯或聚乙烯。
[0008]所述的預(yù)浸帶片材為纖維增強樹脂片材，其中的樹脂基材為聚丙烯或聚乙烯，纖維包為玻璃纖維、碳纖維或芳綸纖維。
[0009]預(yù)浸帶片材的纏繞角度為0°?90°，但不包含0°和90°，優(yōu)選45°?85°。
[0010]所述的結(jié)構(gòu)層的厚度為2mm以上，具體厚度取決于管徑和設(shè)計壓力，優(yōu)選2?15mm。
[0011]一種塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0012](I)在塑料內(nèi)襯管里面套上橡膠管，然后將其一起固定到纏繞機的氣脹軸上；
[0013](2)用纏繞機將預(yù)浸帶片材纏繞至塑料內(nèi)襯管上:將預(yù)浸帶片材放卷、預(yù)熱后纏繞在套有塑料內(nèi)襯管的芯模上，預(yù)浸帶片材在此處被加熱至熔融狀態(tài)，使得預(yù)浸帶片材的層與層之間粘結(jié)，以及預(yù)浸帶片材與內(nèi)襯層之間具有良好界面性能；
[0014](3)當(dāng)預(yù)浸帶片材纏繞完成后，對管材進(jìn)行輥壓，使得預(yù)浸帶片材層與層之間的粘結(jié)更質(zhì)密；
[0015](4)將氣脹軸排氣，脫模，獲得塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材。[0016]步驟⑴中塑料內(nèi)襯管的材質(zhì)與步驟(2)中預(yù)浸帶片材中的樹脂基材相同。
[0017]步驟(2)中預(yù)熱和加熱熔融過程均由紅外加熱器產(chǎn)生，其中預(yù)浸帶片材的預(yù)熱溫度為100?170°C，芯模處加熱器的加熱溫度控制在使得纏繞至芯模上的預(yù)浸帶片材完全熔融，溫度范圍根據(jù)纏繞速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0018]步驟⑶所述的輥壓的壓力為0.2?0.8Mpa。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0020](I)結(jié)構(gòu)層與內(nèi)襯層界面結(jié)合性能好；
[0021](2)管材密封性更好；
[0022](3)管材強度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材的橫截面示意圖；
[0024]圖2為塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖中，I為內(nèi)襯層，2為結(jié)構(gòu)層。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]實施例1
[0028]使用內(nèi)徑100mm、壁厚Imm聚丙烯塑料管內(nèi)襯(一般管材壁厚與管徑呈正比)，在內(nèi)襯管中套上橡膠管，橡膠管與內(nèi)襯管緊密貼附，然后將內(nèi)襯管套在纏繞機氣脹軸上，充氣脹緊。將連續(xù)玻璃纖維增強聚丙烯預(yù)浸帶(玻璃纖維質(zhì)量百分含量為60%)經(jīng)過紅外加熱器預(yù)熱，紅外加熱器出口處溫度為170°C，以85°纏繞角度在內(nèi)襯管上環(huán)向纏繞2層，其余以75°纏繞至內(nèi)襯管上，總纏繞厚度2mm，在纏繞機小車上安裝紅外紅外加熱器對芯模進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在使得纏繞到芯模上的預(yù)浸帶完全熔融即可。纏繞完成后，關(guān)閉預(yù)熱紅外加熱器，芯模處紅外加熱器繼續(xù)開著，將加熱溫度降至聚丙烯熔點，然后將氣動壓輥壓上，壓力設(shè)置為0.4MPa。輥壓完成后，將氣脹軸排氣，脫模得到管材。
[0029]實施例2
[0030]使用內(nèi)徑150mm、壁厚2mm聚乙烯塑料管內(nèi)襯(一般管材壁厚與管徑呈正比)，在內(nèi)襯管中套上橡膠管，橡膠管與內(nèi)襯管緊密貼附，然后將內(nèi)襯管套在纏繞機氣脹軸上，充氣脹緊。將連續(xù)玻璃纖維增強聚乙烯預(yù)浸帶(玻璃纖維質(zhì)量百分含量為60%)經(jīng)過紅外加熱器預(yù)熱，紅外加熱器出口處溫度為140°C，以85°纏繞角度在內(nèi)襯管上環(huán)向纏繞2層，其余以65°纏繞角度纏繞至內(nèi)襯管上，纏繞厚度3mm，在纏繞機小車上安裝紅外紅外加熱器對芯模進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在使得纏繞到芯模上的預(yù)浸帶完全熔融即可。纏繞完成后，關(guān)閉預(yù)熱紅外加熱器，芯模處紅外加熱器繼續(xù)開著，將加熱溫度降至聚丙烯熔點，然后將氣動壓輥壓上，壓力設(shè)置為0.6MPa。輥壓完成后，將氣脹軸排氣，脫模得到管材。
[0031]實施例3
[0032]使用內(nèi)徑200mm、壁厚5mm聚丙烯塑料管內(nèi)襯(一般管材壁厚與管徑呈正比)，在內(nèi)襯管中套上橡膠管，橡膠管與內(nèi)襯管緊密貼附，然后將內(nèi)襯管套在纏繞機氣脹軸上，充氣脹緊。將連續(xù)碳纖維增強聚丙烯預(yù)浸帶(碳纖維質(zhì)量百分含量為60%)經(jīng)過紅外加熱器預(yù)熱，紅外加熱器出口處溫度為160°C，以85°纏繞角度在內(nèi)襯管上環(huán)向纏繞2層，其余以45°纏繞角度纏繞至內(nèi)襯管上，纏繞厚度5mm，在纏繞機小車上安裝紅外紅外加熱器對芯模進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在使得纏繞到芯模上的預(yù)浸帶完全熔融即可。纏繞完成后，關(guān)閉預(yù)熱紅外加熱器，芯模處紅外加熱器繼續(xù)開著，將加熱溫度降至聚丙烯熔點，然后將氣動壓輥壓上，壓力設(shè)置為0.4MPa。輥壓完成后，將氣脹軸排氣，脫模得到管材。
[0033]實施例4
[0034]使用內(nèi)徑200mm、壁厚IOmm聚丙烯塑料管內(nèi)襯(一般管材壁厚與管徑呈正比)，在內(nèi)襯管中套上橡膠管，橡膠管與內(nèi)襯管緊密貼附，然后將內(nèi)襯管套在纏繞機氣脹軸上，充氣脹緊。將連續(xù)芳綸纖維增強聚丙烯預(yù)浸帶(芳綸纖維質(zhì)量百分含量為60%)經(jīng)過紅外加熱器預(yù)熱，紅外加熱器出口處溫度為160°C，以85°纏繞角度在內(nèi)襯管上環(huán)向纏繞2層，其余以75°纏繞角度纏繞至內(nèi)襯管上，纏繞厚度15mm，在纏繞機小車上安裝紅外紅外加熱器對芯模進(jìn)行加熱，加熱溫度控制在使得纏繞到芯模上的預(yù)浸帶完全熔融即可。纏繞完成后，關(guān)閉預(yù)熱紅外加熱器，芯模處紅外加熱器繼續(xù)開著，將加熱溫度降至聚丙烯熔點，然后將氣動壓輥壓上，壓力設(shè)置為0.SMPa0輥壓完成后，將氣脹軸排氣，脫模得到管材。
[0035]表1
[0036]
【權(quán)利要求】
1.一種塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材，其特征在于，該管材包括由內(nèi)向外依次設(shè)置的內(nèi)襯層及結(jié)構(gòu)層，所述的內(nèi)襯層為塑料內(nèi)襯管，所述的結(jié)構(gòu)層由預(yù)浸帶片材纏繞在內(nèi)襯層外部并經(jīng)輥壓形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材，其特征在于，所述的塑料內(nèi)襯管的壁厚為I?10mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材，其特征在于，所述的塑料內(nèi)襯管的材料為聚丙烯或聚乙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材，其特征在于，所述的預(yù)浸帶片材為纖維增強樹脂片材，其中的樹脂基材為聚丙烯或聚乙烯，纖維為玻璃纖維、碳纖維或芳綸纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材，其特征在于，預(yù)浸帶片材的纏繞角度為0°?90°，但不包含0°和90°，優(yōu)選45°?85°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材，其特征在于，所述的結(jié)構(gòu)層的厚度為2_以上，具體厚度取決于管徑和設(shè)計壓力，優(yōu)選2?15_。
7.—種如權(quán)利要求1所述的塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)在塑料內(nèi)襯管里面套上橡膠管，然后將其一起固定到纏繞機的氣脹軸上； (2)用纏繞機將預(yù)浸帶片材纏繞至塑料內(nèi)襯管上:將預(yù)浸帶片材放卷、預(yù)熱后纏繞在套有塑料內(nèi)襯管的芯模上，預(yù)浸帶片材在此處被加熱至熔融狀態(tài)，使得預(yù)浸帶片材的層與層之間粘結(jié)，以及預(yù)浸帶片材與內(nèi)襯層之間具有良好界面性能； (3)當(dāng)預(yù)浸帶片材纏繞完成后，對管材進(jìn)行輥壓，使得預(yù)浸帶片材層與層之間的粘結(jié)更質(zhì)密； (4)將氣脹軸排氣，脫模，獲得塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材的制備方法，其特征在于，步驟(I)中塑料內(nèi)襯管的材質(zhì)與步驟(2)中預(yù)浸帶片材中的樹脂基材相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材的制備方法，其特征在于，步驟(2)中預(yù)熱和加熱熔融過程均由紅外加熱器產(chǎn)生，其中預(yù)浸帶片材的預(yù)熱溫度為100?170°C，芯模處加熱器的加熱溫度控制在使得纏繞至芯模上的預(yù)浸帶片材完全熔融，溫度范圍根據(jù)纏繞速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種塑料內(nèi)襯熱塑性纏繞管材的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的輥壓的壓力為0.2?0.8Mpa。
【文檔編號】F16L9/16GK103851278SQ201210504246
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月30日
【發(fā)明者】徐龍彬 申請人:合肥杰事杰新材料股份有限公司