[發明專利]一種RTP管熱熔連接用碳纖維復合材料套管及其應用方法

在審

• 申請號: 201711352744.X
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108105507A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 蔡浩鵬;代開炎
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F16L47/03
• 分類號: F16L47/03;F16L57/02;F16L57/06;F16L58/18;B29C47/02;B29C47/06;B29L23/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鄔麗明

本發明公開了一種RTP管熱熔連接用碳纖維復合材料套管，適用于大口徑高內壓RTP管的熱熔連接，包括內襯層、增強層、外保護層以及導電裝置，其中導電裝置包括四個接線柱。每一層的基體均為熱塑性樹脂，增強層是由連續的碳纖維纏繞而成，外保護層是在外管擠出機內擠出包裹在增強層上而成，導電裝置位于連接套管的兩端。本發明碳纖維復合材料套管一方面利用碳纖維強度高，提高了套管的強度，降低了套管的厚度；另一方面利用碳纖維高導電、低電阻特性，起到電阻絲的作用，通電碳纖維發熱使套管的內表面塑料及RTP管材的外表面分別被熔化，冷卻到要求的時間后達到熔接。

技術領域

本發明涉及一種用于管路連接的連接件，尤其涉及一種RTP管熱熔連接用碳纖維復合材料套管及其應用方法，屬于管件制造與工程連接技術領域。

背景技術

增強熱塑性塑料管(RTP管)通常主要由三層構成，即內、外塑料層以及設置在中間由增強材料復合而成的增強層。RTP管由于其承壓能力高、同等管徑性價比高、線膨脹系數小、柔性好等特點，應用領域不斷擴大。由于應用場合的特殊性，因而對其接頭的要求就更高，接頭要實現三種功能：連接、密封和提供連接強度。目前，低壓力等級、小口徑RTP管大部分連接接頭為是PE、PVC等純塑料注塑而成。純塑料接頭與管材之間同體共熔連接，連接效果好，但是純塑料連接接頭承受壓力在1.6MPa以下，只能用于低壓場合，無法在高壓領域運用。另外，在大于1.6MPa環境中運用的是鋼骨架增強的聚合物連接接頭，存在的主要問題是鋼骨架連接接頭在受熱時，對管體或連接接頭的膨脹起到阻礙作用，所以不能完全使得管材外壁與連接接頭之間的間隙和空氣排盡，使得連接的可靠性降低。隨著RTP管向大口徑(300mm～600mm)及以上、高內壓(>5MPa)發展，傳統的PE電熔套筒強度不足，限制了其在進一步的應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提出一種RTP管熱熔連接用碳纖維復合材料套管及其應用方法，適用于大口徑高內壓RTP管的熱熔連接。該套管由碳纖維增強熱塑性復合材料組成，一方面碳纖維強度高、極大地提高了套管的強度和剛度；另一方面碳纖維具有高導電、低電阻特性，起到電阻絲的作用，通電碳纖維發熱使套管的內表面塑料及RTP管材的外表面分別被熔化，冷卻到要求的時間后達到熔接。

本發明通過以下技術方案解決技術問題：

一種RTP管熱熔連接用碳纖維復合材料套管，適用于大口徑高內壓RTP管的熱熔連接，所述碳纖維復合材料套管包括內襯層、增強層、外保護層以及導電裝置；每一層的基體材料均為熱塑性樹脂，增強層是由連續的碳纖維纏繞而成，外保護層包裹在增強層上，所述導電裝置用于給增強層的碳纖維通電。

上述方案中，所述導電裝置包括多個接線柱，所述多個接線柱與增強層相接觸。

上述方案中，所述接線柱為四個，每兩個對稱分布在外保護層的兩端。

上述方案中，所述接線柱為鋁制或者銅質。

上述方案中，所述內襯層、增強層及外保護層所用基體材質相同，其為聚乙烯、聚烯烴樹脂或聚酰胺樹脂。

上述方案中，所述大口徑的尺寸為200mm以上。

上述方案中，所述增強層的碳纖維纏繞角為0-90°。

上述方案中，所述高內壓值為1.6MPa以上。

所述的一種RTP管熱熔連接用碳纖維復合材料套管，其制備工藝如下：

(1)將內襯層原料放進內管擠出機中，對其進行加熱處理后得到粘流態物料，擠出成型形成內襯層；

(2)在冷卻定型的內襯層外壁上，用連續的碳纖維按照一定的纏繞角在內襯層1的外壁上纏繞而形成增強層，在纏繞的過程中均勻的在增強層2的兩端涂抹上導電膠增強碳纖維的導電性；