一种连续大口径编织纤维增强的热固性拉挤管道及生产方法
【专利摘要】本发明涉及一种连续大口径编织纤维增强热固性拉挤管道及生产方法，其特征在于管子的形状为圆柱型，管子的内外壁为光滑面；所述的管子的内径20～400毫米，管子的大小厚度根据设计要求确定，管子由多根长纤维编织构成纤维层，每层纤维层上设有一层树脂材料，通过热固化成型，纤维层由多层纤维编织层组成。该生产方法包括以下步骤：多层编织工艺、缠绕工艺、连续RTM浸胶工艺、固化工艺、牵引、切割成品。本发明创造与现有技术相比，发挥了纤维复合材料轻质高强的优点，克服了普通复合材料拉挤管道环向强度及刚度不足的弱点，解决了定长缠绕管纵向强度不足，用工多，工艺繁琐的毛病，在模具不动的状态下拉挤出大口径纤维编织管道，且连续生产，生产效率高。
【专利说明】一种连续大口径编织纤维增强的热固性拉挤管道及生产方法
[【技术领域】]
[0001 ] 本发明涉及建筑给水及排水、排污、光纤、电缆、公路和铁路地下施工、水利灌溉、化工、矿山流体连续大口径的输送管道【技术领域】，具体地说是一种编织纤维增强的热固性拉挤管道及生产方法。
[【背景技术】]
[0002]随着我国经济的发展，对市政工程、建筑给排水、电力系统、化工行业、通信、水利灌溉安全的要求也日益提高，因此选择较好的输送管道更为重要，长期以来，输送管道采用金属材料制成，如钢管、铁管等，传统金属材料管道由于其生产过程能耗大、工序多以及实际使用中在潮湿、污积物、沿海盐雾等恶劣环境中的金属导电性、易锈蚀、寿命短、设施维护费用高等缺点而渐渐被淘汰，取而代之的是各种新型材质管道。现在市场上常见有玻璃钢复合材料缠绕成型的管道、挤出成型的PVC、PE、PP等塑料管道以及各种塑料波纹管道。
[0003]众所周知，采用玻璃钢复合材料缠绕成型的管道，纵向强度低，工艺繁锁，普通拉挤成型管道环向强度差，而且，管径的大小只限在一定范围内。PVC等各种单一的塑料管道，刚度低、强底差、寿命短、脆性大，易断裂。
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【发明内容】
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[0004]本发明的目的是为了解决上述矛盾，根据玻璃钢拉挤成型的技术原理，采用长纤维编织为该管的增强材料与树脂材料相结合，将长纤维的编织增强材料与牵引设备的拉挤技术相结合，在世界上提出了一种新产品的生产方法，采用长纤维与树脂材料通过连续编织拉挤成型，生产出一种形状为圆柱形的管道，这种产品刚性大，强度高，且耐腐蚀，使用寿命长，并且，在管径大小上取得新的突破，是取代现有塑料管道、缠绕玻璃钢管道的新一代产品。
[0005]为实现上述目的，设计一种连续大口径编织纤维增强的热固性拉挤管道，其特征在于所述的管子的形状为圆柱型，管子的内外壁为光滑面；所述的管子的内径20?400毫米，管子的大小厚度根据设计要求确定，管子由多根长纤维编织构成纤维层，每层纤维层上设有一层树脂材料，通过热固化牵引拉挤成型，所述的纤维层由内层纤维层或第一层纤维编织层和外层纤维层或第三层纤维编织层及内层或第一层和外层或第三层之间的中间层组成，所述的中间层由纵向纤维层或环向纤维层或短纤维毡构成，所述的每层纤维层采用的纤维是玻璃纤维或碳纤维或玄武岩纤维或芳伦纤维；所用树脂是环氧树脂或聚酯树脂或酚醛树脂或各种改性高性能的热固性树脂。
[0006]为加强管子的强度，设计一种连续大口径编织纤维增强的热固性拉挤管道，其特征在于所述的管子的形状为圆柱型，管子的内外壁为光滑面；所述的管子的内径20?400毫米，管子的大小厚度根据设计要求确定，管子由多根长纤维编织构成纤维层，每层纤维层上设有一层树脂材料，通过热固化牵引拉挤成型，管子的纤维层为五层结构，由第一层长纤维编织层和第五层长纤维编织层及第一层和第五层之间的夹层组成，所述的夹层由第二层纵向纤维层或短纤维毡、第三层长纤维编织层或环向纤维层、第四层纵向纤维层或短纤维租组成。
[0007]为进一步加强强度，设计一种连续大口径编织纤维增强的热固性拉挤管道，其特征在于所述的管子的形状为圆柱型，管子的内外壁为光滑面；所述的管子的内径20?400毫米，管子的大小厚度根据设计要求确定，管子由多根长纤维编织构成纤维层，每层纤维层上设有一层树脂材料，通过热固化牵引拉挤成型，管子的纤维层为多层结构，由第一层长纤维编织层、第二层纵向纤维层或短纤维毡、第三层长纤维编织层或环向纤维层、第四层纵向纤维层或短纤维毡、第五层为长纤维编织层或环向纤维层、第六层纵向纤维层或短纤维毡、第七层长纤维编织层组成。
[0008]上述的管子其内外壁光滑，第一层长纤维至第七层纤维或中间层或夹层的纤维采用玻璃纤维或碳纤维或玄武岩纤维或芳伦纤维制成。
[0009]每层纤维层上设有一层树脂材料，所采用的树脂是环氧树脂或聚酯树脂或酚醛树脂或各种改性高性能的热固性树脂。
[0010]一种连续大口径编织纤维增强的热固性拉挤管道生产方法，其特征在于该方法包含以下工艺步骤:编织工艺:通过两台编织机或多台编织机在圆柱形芯模上编织等距离交叉排列纤维层；缠绕工艺:在内外编织层之间，可以根据需要缠绕各种中间层的纤维增强材料；浸胶工艺:在容器里面设有已配好的树脂材料，采用连续RTM注射对每一层纤维浸胶，每一层都要浸透；浸胶工艺后进入固化成型工艺:浸胶后的纤维材料进入金属外模具内在一定温度的作用下固化成型，固化温度120°c?170°C度；牵引工艺:采用连续不断的牵引设备，自动将固化好的产品拉出来；切割成品:通过跟踪切割机，按设计长度要求切割成成品，所述拉挤工艺中，内、外模具固定不动，内、外层纤维及中间层纤维在内外模挤压下加温固化，从模具出来即为成品，成品可无限长，根据用户需要长度切割，所述的产品的内、外层结构采用纤维编织层，解决了大型拉挤产品内外表面易产生裂纹强度低的问题。
[0011]本发明与现有技术相比，结构不同，内外层结构为纤维编织层，中间层结构可以按使用要求选择纵向纤维，环向纤维或纤维毡；具有非常高的强度和刚度及抗冲击能力，弥补了缠绕成型管纵向强度不足的缺点，也解决了普通拉挤管道环向强度不足的问题；充分发挥了纤维复合材料轻质高强的优点，具有良好的强度、刚度与综合性能；生产工艺自动化，连续生产，生产效率高，克服了定长缠绕管用工多，工艺繁琐的毛病。
[【专利附图】
【附图说明】]
[0012]图1为本发明创造的广品构造图；
[0013]图2为本发明创造的生产工艺示意图；
[0014]参见图1，纤维编织层三层结构:1.纤维编织内层2.中间层3.纤维编织外层；
[0015]参见图2，21.模具支座22.模具23.编织机24.中间层25.编织机26.浸胶模27.固化炉28.牵引机29.切割机；
[0016]指定图1作为本发明的摘要附图。
[【具体实施方式】][0017]以下结合附图，对本发明创造做进一步详细说明，这种纤维层编织技术包括中间层生产技术对本专业的人来说是清楚的，不同的生产方法其产品结构和技术指标是不同的。
[0018]图1给出了纤维编织层的基本结构三层示意图，图2给出了工艺流程图，参见图2，将模具22固定在模具支架21上，将外模27升温，准备好编织机23和编织机25和纤维纱锭及中间层24，图1的纤维层包覆在芯模22上经过浸胶模26浸胶，连同中间纤维在牵引机28牵引下进入外模具27，加温固化，产品从右端出来，到6米长或设计需求的长度后切割机29自动切割，成为产品，本拉挤工艺中，内、外模具固定不动，内、外层纤维及中间层纤维在内外模挤压下加温固化，从模具出来即为成品，成品可无限长，根据用户需要长度切害I]，产品的内、外层结构采用纤维编织层，不是常规的纵向纤维层，解决了大型拉挤产品内外表面易产生裂纹强度低的问题，编织工艺:通过两台或多台编织机在圆柱形芯模上编织等距离交叉排列的纤维层，浸胶工艺采用RTM注射已配好的树脂材料，树脂材料为环氧树脂或酚醛树脂或聚酯树脂等热固性的树脂材料，固化成型工艺是经过浸胶的材料进入金属外模具内在加热炉电热板的作用下固化成型，固化温度120°C?170°C度，加热炉采用电阻丝加热或高频加热或其它电热设备，同时，在牵引设备作用下向前运行，形成内外壁光滑的管道；切割成品工艺通过跟踪切割机，按设计长度要求切割成成品。
【权利要求】
1.一种连续大口径编织纤维增强的热固性拉挤管道，其特征在于管子的形状为圆柱型，管子的内外壁为光滑面；所述的管子的内径20?400毫米，管子的大小厚度根据设计要求确定，管子由多层纤维层构成，每层纤维层上设有一层树脂材料，通过热固化成型，所述的纤维层由内层纤维编织层和外层纤维编织层及内层和外层之间的中间层组成，所述的中间层由纵向纤维层或环向纤维层或短纤维毡构成，所述的每层纤维层采用的纤维是玻璃纤维或碳纤维或玄武岩纤维或芳伦纤维。
2.如权利要求1所述的一种连续大口径编织纤维增强的热固性拉挤管道，其特征在于所述的管子其内外壁光滑，内外层纤维或中间层纤维采用玻璃纤维或碳纤维或玄武岩纤维或芳伦纤维制成。
3.如权利要求1所述的一种连续大口径编织纤维增强的热固性拉挤管道，其特征在于每层纤维层上设有一层树脂材料，所采用的树脂是环氧树脂或聚酯树脂或酚醛树脂或各种改性高性能的热固性树脂。
4.一种连续大口径编织纤维增强的热固性拉挤管道生产方法，其特征在于该方法包含以下工艺步骤: 编织工艺:通过两台编织机或多台编织机在圆柱形芯模上编织等距离交叉排列纤维层； 缠绕工艺:在内外编织层之间，可以根据需要缠绕各种中间层的纤维增强材料； 浸胶工艺:在容器里面设有已配好的树脂材料，采用连续RTM注射对每一层纤维浸胶，每一层都要浸透； 固化成型工艺:浸胶后的纤维材料进入金属外模具内在一定温度的作用下固化成型，固化温度120°C?170°C度； 牵引工艺:采用连续不断的牵引设备，自动将固化好的产品拉出来； 切割工艺:通过跟踪切割机，按设计长度要求切割成成品； 所述的拉挤工艺中，内、外模具固定不动，内、外纤维层及中间纤维层在内外模挤压下加温固化，从模具出来即为成品，成品可无限长，根据用户需要长度切割； 所述的产品的内、外层结构采用纤维编织层，解决了大型拉挤产品内外表面易产生裂纹强度低的问题。
【文档编号】B29C70/30GK103557376SQ201310573700
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】王云凯, 黄起满, 黄海咏, 魏朝贵, 麻加伟, 游雄伟 申请人:广东宝通玻璃钢有限公司