本发明属于塑料排水管道技术领域，涉及一种预浸带缠绕结构壁管及其制备方法。
背景技术：
目前，市场上的排水管道主要有双壁波纹管、单壁波纹管、聚乙烯/聚丙烯缠绕结构壁管(俗称克拉管)以及钢带增强聚乙烯螺旋波纹管等。排水管道作为一种非压力管道，环刚度是衡量其性能的最重要的性能指标之一。根据环刚度的计算公式
由于克拉管适合于大口径的管材应用，因此得到了较广泛的应用。克拉管是首先在模具上缠绕聚乙烯或者聚丙烯扁平带形成管材内壁，然后在扁平带外侧缠绕中空聚丙烯肋管或者聚乙烯包覆聚丙烯骨架管得到最终管材；并且随着管道口径的增加，内壁层厚度也需要随之增加，这也使得原材料的消耗量大大增加。也有部分研究采用增加缠绕在内壁层外测增强肋管的直径来提高管材的环刚度，并且降低整体管道的原料用量，进而降低成本，例如，公开号为cn202972239u的专利中介绍了一种大口径骨架管及大口径骨架管聚乙烯缠绕结构管材，通过增加骨架管的直径来提高管材环刚度，虽然减少了原料用量，但此方法对生产设备及工艺要求更高。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种具有较高的环刚度并且在环刚度相同的情况下内壁层的原料用量又较低的预浸带缠绕结构壁管。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种预浸带缠绕结构壁管，其包括：中空的内平壁管，以及缠绕在内平壁管外表面上的外异型增强管。
其中，在本发明的优选实施例中，内平壁管的内直径可以为300‐3000mm，内平壁管的 厚度可以为2‐15mm。
在本发明的优选实施例中，内平壁管可以由连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带制成。在连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带中，玻璃纤维的质量百分可以比为40‐70％，热塑性树脂的质量百分比可以为30‐60％。进一步地，玻璃纤维的质量百分比还可以优选为60％，热塑性树脂的质量百分比还可以优选为40％。
在本发明的优选实施例中，热塑性树脂可以为聚丙烯或聚乙烯。
在本发明的优选实施例中，外异型增强管可以为聚乙烯管、聚丙烯管、聚乙烯包覆聚丙烯骨架管、玻璃纤维增强聚乙烯管、玻璃纤维增强聚丙烯管和玻璃纤维增强聚乙烯包覆聚丙烯骨架管中的任意一种。
在聚乙烯包覆聚丙烯骨架管中，聚乙烯的质量百分数可以为10％‐20％，聚丙烯的质量百分数可以为80％‐90％。
在玻璃纤维增强聚乙烯管中，玻璃纤维的质量百分数可以为20％‐35％，聚乙烯的质量百分数可以为65％‐80％。
在玻璃纤维增强聚丙烯管中，玻璃纤维的质量百分数可以为20％‐35％，聚丙烯的质量百分数可以为65％‐80％。
在本发明的优选实施例中，外异型增强管可以是内直径为30‐90mm的中空圆管。
一种上述的预浸带缠绕结构壁管的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、加热芯模至80‐120℃；预热连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带至其表面温度为120‐140℃；
(2)、将预热后的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带缠绕在加热后的芯模上，继续对该连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带进行加热，直至其完全熔融，冷却后形成内平壁管；
(3)、加热内平壁管直至其表面熔融，从挤塑机口模挤出外异型增强管，并将其缠绕在内平壁管的外表面，冷却后去除芯模，得到预浸带缠绕结构壁管。
其中，在步骤(1)中，芯模的加热方式可以为红外加热或火焰加热；连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的预热方式可以为红外预热。
在步骤(2)中，内平壁管的厚度可以为2‐15mm。
在步骤(3)中，挤塑机口模的挤出温度可以为170‐200℃；冷却采用鼓风机冷却。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
本发明的内平壁管采用连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带制成。一方面，由于该连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带中含有连续玻璃纤维，因此，与仅采用由热塑性树脂制成的内平壁管相比，其环刚度有了很大的提高。另一方面，在需要增加内平壁管口径的场合下， 为了维持一定的环刚度，仅采用由热塑性树脂制成的内平壁管的原料使用量需要有大幅度的增加；与之相比，本发明的内平壁管的原料使用量不需要有大幅度的增加，故能够降低内平壁管的生产成本，并获得综合力学性能较好的产品。
附图说明
图1为本发明的预浸带缠绕结构壁管的纵截面示意图。
附图标记
内平壁管1、外异型增强管2。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种预浸带缠绕结构壁管，其包括内平壁管1和外异型增强管2。
其中，内平壁管1为中空结构，优选为中空的圆管。内平壁管的内直径优选为300‐3000mm，厚度优选为2‐15mm。内平壁管由连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带制成。在该连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带中，玻璃纤维的质量百分比优选为40‐70％，热塑性树脂的质量百分比为30‐60％。进一步地，玻璃纤维的质量百分比还可以优选为60％，热塑性树脂的质量百分比还可以优选为40％。热塑性树脂可以为聚丙烯或聚乙烯。
外异型增强管2缠绕在内平壁管1的外表面上，可以为直径是30‐90mm的实心圆管，还可以优选为内直径为30‐90mm的中空圆管。外异型增强管2可以为聚乙烯管、聚丙烯管、聚乙烯包覆聚丙烯骨架管、玻璃纤维增强聚乙烯管和玻璃纤维增强聚丙烯管中的任意一种。其中，当外异型增强管2为聚乙烯包覆聚丙烯骨架管时，聚乙烯的质量百分数为10％‐20％，聚丙烯的质量百分数为80％‐90％。当外异型增强管2为玻璃纤维增强聚乙烯管时，玻璃纤维的质量百分数为20％‐35％，聚乙烯的质量百分数为65％‐80％。当外异型增强管2为玻璃纤维增强聚丙烯管时，玻璃纤维的质量百分数为20％‐35％，聚丙烯的质量百分数为65％‐80％。
本发明的预浸带缠绕结构壁管的制备方法包括如下步骤：
(1)、加热芯模至80‐120℃；预热连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带至其表面温度为120‐140℃；
(2)、将预热后的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带缠绕在加热后的芯模上，根据需要调节连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的缠绕厚度，继续对该连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带进行加热，直至其完全熔融，冷却后形成内平壁管；
(3)、加热内平壁管直至其表面熔融，从挤塑机口模挤出外异型增强管，并将其按照预定的位置均匀地缠绕在内平壁管的外表面，冷却后去除芯模，得到预浸带缠绕结构壁管。
其中，在步骤(1)中，芯模的加热方式为红外加热或火焰加热，连续玻璃纤维增强热塑 性树脂预浸带的预热方式为红外预热。
在步骤(2)中，内平壁管的厚度为2‐15mm。需要根据内平壁管的预期口径大小来选择连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的缠绕厚度，以使最终产生的内平壁管(具有一定的厚度)能够提供所需的环刚度。
在步骤(3)中，挤塑机口模的挤出温度为170‐200℃，冷却采用鼓风机冷却。外异型增强管的缠绕轨迹符合d＝d*cosα，其中，d为连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的宽度，d为芯模的外直径，α为缠绕角。
下面结合示实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一
本实施例的预浸带缠绕结构壁管包括内平壁管和外异型增强管。
其中，内平壁管由连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带制成。在该连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带中，玻璃纤维的质量百分比为60％，热塑性树脂的质量百分比为40％。外异型增强管为聚乙烯圆管。
本实施例的预浸带缠绕结构壁管的生产方法包括如下步骤：
(1)、加热外径为300mm的芯模至100℃；采用红外线预热连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带至其表面温度为140℃；
(2)、将预热后的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带缠绕在加热后的芯模上，缠绕轨迹符合d＝d*cosα(d为连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的宽度，d为芯模的外直径，α为缠绕角)，然后继续对该连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带进行红外加热，直至其完全熔融，冷却后得到厚度为2mm的内平壁管；
(3)、加热内平壁管直至其表面熔融，从挤塑机口模挤出内直径为30mm的外异型增强管(聚乙烯圆管)，口模的温度为170℃，将其缠绕在内平壁管已经熔融的外表面上，自然冷却后去除芯模，得到内径为300mm的预浸带缠绕结构壁管。
采用gbt9647‐2003的方法测定预浸带缠绕结构壁管的环刚度，测试结果表明，环刚度可达8kpa。
实施例二
本实施例的预浸带缠绕结构壁管包括内平壁管和外异型增强管。
其中，内平壁管由连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带制成。在该连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带中，玻璃纤维的质量百分比为60％，热塑性树脂的质量百分比为40％。外异型增强管为聚乙烯包覆聚丙烯骨架圆管。
本实施例的预浸带缠绕结构壁管的生产方法包括如下步骤：
(1)、加热外径为1500mm的芯模至100℃；采用红外线预热连续玻璃纤维增强热塑性 树脂预浸带至其表面温度为120℃；
(2)、将预热后的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带缠绕在加热后的芯模上，缠绕轨迹符合d＝d*cosα(d为连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的宽度，d为芯模的外直径，α为缠绕角)，然后继续对该连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带进行火焰加热，直至其完全熔融，冷却后得到厚度为5mm的内平壁管；
(3)、加热内平壁管直至其表面熔融，从挤塑机口模挤出内直径为60mm的外异型增强管(聚乙烯包覆聚丙烯骨架圆管)，口模的温度为170℃，将其缠绕在内平壁管已经熔融的外表面上，通过鼓风机冷却后去除芯模，得到内径为1500mm的预浸带缠绕结构壁管。
采用gbt9647‐2003的方法测定预浸带缠绕结构壁管的环刚度，测试结果表明，环刚度可达4kpa。
实施例三
本实施例的预浸带缠绕结构壁管包括内平壁管和外异型增强管。
其中，内平壁管由连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带制成。在该连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带中，玻璃纤维的质量百分比为60％，热塑性树脂的质量百分比为40％。外异型增强管为聚丙烯圆管。
本实施例的预浸带缠绕结构壁管的生产方法包括如下步骤：
(1)、加热外径为3000mm的芯模至100℃；采用红外线预热连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带至其表面温度为140℃；
(2)、将预热后的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带缠绕在加热后的芯模上，缠绕轨迹符合d＝d*cosα(d为连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的宽度，d为芯模的外直径，α为缠绕角)，然后继续对该连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带进行火焰加热，直至其完全熔融，冷却后得到厚度为10mm的内平壁管；
(3)、加热内平壁管直至其表面熔融，从挤塑机口模挤出内直径为90mm的外异型增强管(聚丙烯圆管)，口模的温度为200℃，将其缠绕在内平壁管已经熔融的外表面上，通过鼓风机冷却后去除芯模，得到内径为3000mm的预浸带缠绕结构壁管。
采用gbt9647‐2003的方法测定预浸带缠绕结构壁管的环刚度，测试结果表明，环刚度可达2kpa。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。