[發(fā)明專利]一種熱塑性纏繞壓力管道及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310410911.7
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN104421537A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設計）人: 楊桂生;徐龍彬
• 申請（專利權(quán)）人: 上海杰事杰新材料（集團）股份有限公司
• 主分類號: F16L9/16
• 分類號: F16L9/16;B29C53/58
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于管道材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種熱塑性纏繞壓力管道及其制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)在工業(yè)和生活中使用的管道主要有兩種，金屬管道和非金屬管道。金屬管道主要是鋼管，非金屬管道主要是塑料管道和玻璃鋼管道。鋼管強度高，耐壓能力強，但是重量大，運輸施工較為麻煩，而且不耐腐蝕，在腐蝕性場合應用必須做防腐處理，成本較高。塑料管道輕，耐腐蝕性也很好，但是塑料管道強度較差，一般只在低壓領(lǐng)域進行應用，強行在高壓領(lǐng)域進行應用時，只能增大壁厚，大大的增加了成本，其成本甚至超過了鋼管。玻璃鋼管目前通常指的是不飽和聚酯或者環(huán)氧玻璃鋼管道，強度高，耐腐蝕，但是樹脂基體均是熱固性樹脂，環(huán)保性差，一度因為安全性問題，在一些地方的市政給水管道領(lǐng)域被禁止使用，并且熱固性樹脂脆，導致玻璃鋼管道在使用過程中對外界損傷表現(xiàn)出零容忍，一旦出現(xiàn)外部破壞整個管道將被破壞，直接影響著管道的使用性能和安全性。因此開發(fā)出一款質(zhì)量輕、耐腐蝕、強度高、抗沖擊強度高的管材具有十分重要的意義。

公開號為CN101418886A的中國專利申請公開了一種連續(xù)纖維增強熱塑性復合管道，其結(jié)構(gòu)上包含內(nèi)襯層、增強層和外表面層三層結(jié)構(gòu)，然而其增強層的制備方式是先鋪設連續(xù)纖維或其織物，然后再浸潤熱塑性樹脂，此工藝制備的增強層樹脂浸潤性差，管材性能低，從其實施例中就可以看出，62mm內(nèi)徑管，壁厚5mm，爆破壓力才只有15MPa。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種質(zhì)量輕、強度高、抗沖擊性能好、耐壓性能好、大口徑、經(jīng)濟實用的熱塑性纏繞壓力管道及其制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種熱塑性纏繞壓力管道，該管道從內(nèi)到外依次包括內(nèi)襯層、結(jié)構(gòu)層和外保護層，內(nèi)襯層與結(jié)構(gòu)層的內(nèi)壁連接，結(jié)構(gòu)層的外壁與外保護層連接。

所述的熱塑性纏繞壓力管道的內(nèi)徑為80mm～1400mm；優(yōu)選150mm～1000mm；

所述的內(nèi)襯層厚度為1.0～10mm；

所述的結(jié)構(gòu)層厚度為1.0～50mm；

所述的外保護層厚度為1.0～10mm。

所述的內(nèi)襯層選自塑料管或熱塑性塑料片材纏繞層，其中所述的塑料管選自聚乙烯管或聚丙烯管。所述的結(jié)構(gòu)層為連續(xù)纖維增強熱塑性塑料預浸帶纏繞層。

優(yōu)選的，所述連續(xù)纖維增強熱塑性塑料預浸帶中玻璃纖維重量百分比為50%～80%。

優(yōu)選的，所述的連續(xù)纖維增強熱塑性塑料預浸帶纏繞層為連續(xù)纖維增強熱塑性塑料預浸帶通過交叉環(huán)向纏繞，層與層之間實現(xiàn)熱熔粘結(jié)的纏繞層；

所述的外保護層為熱塑性塑料片材纏繞層。

所述的熱塑性塑料選自聚丙烯或聚乙烯。

所述的連續(xù)纖維選自玻璃纖維、碳纖維或芳綸纖維。

一種上述熱塑性纏繞壓力管道的制備方法，包括以下步驟：

（1）制備內(nèi)襯層；

（2）將連續(xù)纖維增強熱塑性塑料預浸帶裁成纏繞需要的寬度，進行預熱后通過纏繞機纏繞在步驟（1）制備的內(nèi)襯層上，纏繞過程中邊纏繞邊進行輥壓，纏繞時對材料保持加熱，使得預浸帶完全熔融，形成結(jié)構(gòu)層；

（3）將熱塑性片材通過纏繞機纏繞在步驟（2）制備的結(jié)構(gòu)層上，加熱使之熔融，并用PET薄膜纏繞在熱塑性片材外面，使得管材外部光亮，然后通過冷風冷卻管材，撕掉PET薄膜，制得熱塑性纏繞壓力管道。

所述的步驟（1）中，內(nèi)襯層的制備是將熱塑性塑料管套在脹縮軸上，然后將脹縮軸脹緊，作為內(nèi)襯層；或?qū)崴苄运芰掀睦p繞在圓柱狀芯模上，加熱熔融粘結(jié)為一體作為內(nèi)襯層。

所述的步驟（1）中，當采用熱塑性塑料片材纏繞在圓柱狀芯模上僅纏繞一層時，可以不進行加熱。

所述的步驟（2）中，預浸帶的纏繞方式為交叉纏繞和環(huán)向纏繞配合使用；優(yōu)選的所述的纏繞方式為交叉纏繞1～2層配合1層環(huán)向纏繞壓實；所述交叉纏繞角度為45°～75°，優(yōu)選55°～65°；所述輥壓壓力為0.1～0.2MPa；

所述步驟（1）、（2）和（3）中的熔融加熱方式選自紅外加熱器加熱、火焰加熱或者激光加熱器加熱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，發(fā)明具有以下優(yōu)點：

（1）本發(fā)明制備的熱塑性纏繞壓力管道擁有較高的強度與剛性，能夠制備大口徑管道，同時輕質(zhì)高強，運輸施工方便。

（2）結(jié)構(gòu)層的厚度可以根據(jù)管道壓力等級和口徑大小調(diào)節(jié)，抗沖擊性能好。

（4）管材內(nèi)層具有很好的密封性能。

（5）管材具有很好外密封、抗破壞性。

（6）環(huán)保。