一种高环刚度的拉缠FRP管及其制备方法与流程

本发明属于frp管生产设备技术领域，特别涉及一种高环刚度的拉缠frp管及其制备方法。

背景技术：

frp管是纤维增强复合材料的管材。纤维增强复合材料由增强纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，与基体材料经过缠绕，模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料管道。根据增强材料的不同，常见的纤维增强复合材料分为玻璃纤维增强复合材料(gfrp)，碳纤维增强复合材料(cfrp)以及芳纶纤维增强复合材料(afrp)。

玻璃纤维是由熔融玻璃快速抽拉而成的细丝，按原材料组分可分为有碱，无碱、中碱及特种玻璃纤维，如高硅氧、回石英纤维等。玻璃纤维制品主要有玻璃纤维布、毡及特种立体织物等。常用的玻璃纤维复合材一料指树脂基复合材料，可采用手糊、缠绕、压制等成型工艺，也可采用注射及拉挤成型工艺。玻璃纤维增强复合材料由于轻质、耐腐蚀、绝缘等特性，可广泛应用答手机械、化工、交通运输等领域。

在frp管材的成型过程中，通过不同的纱线与毡布的包覆结构和牵引的协调动作，控制成型质量，本申请对布线方式、组合结构和制备方法进行新的设计，提供一种高环刚度的拉缠frp管及其制备方法。

技术实现要素：

本发明之目的在于提供一种高环刚度的拉缠frp管，生产出高强度、高质量的管材；并实现不停机在线自动生产，提高产品的生产质量和生产效率，促进frp管生产工艺的进一步优化和提升。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高环刚度的拉缠frp管，包括由内而外依次设置的内复合毡、直纱层、内缠绕层、外缠绕层和外复合毡。

优选的，所述内复合毡和外复合毡均为无捻粗纱方格复合毡。

优选的，所述直纱层为若干玻璃钎维直纱线；所述玻璃钎维直纱线的线密度不大于9600tex。

优选的，所述内缠绕层和外缠绕层均为玻璃钎维纬向纱线缠绕层，玻璃钎维纬向纱线均浸透有树脂胶液；所述玻璃钎维纬向纱线的线密度不大于9600tex。

优选的，所述的树脂胶液包括邻苯型不饱和树脂胶液、间苯型不饱和树脂胶液、乙烯基树脂胶液、环氧树脂胶液。

优选的，所述内复合毡、直纱层、内缠绕层、外缠绕层和外复合毡经过成型模具加热缩聚固化连接。

优选的，所述外复合毡外侧面为光滑面。

本发明还提供一种高环刚度的拉缠frp管的制备方法，包括如下步骤：

第一步、将所述内复合毡由导毡器包裹在模芯上；

第二步、采用纱架，轴向直纱纱卷放置在对应的纱架上，直纱线经穿纱板汇至内复合毡外，形成直纱层；

第三步、将纬向缠绕纱纱卷放置在缠绕机转盘纱桶内，缠绕机包括缠绕组、动力组、浸胶槽、成型模具和导纱导毡组，动力组驱动缠绕组通过不间断的缠绕转动，将纱线充分浸入浸胶槽浸胶且均匀密实的纬向缠绕至包覆有内复合毡、直沙层的模芯外圆面上；缠绕两层，形成内缠绕层和外缠绕层；

第四步、模芯上的原材料继续行进，经过外复合毡包覆，进入成型模具，热塑固化成高环刚度的拉缠frp管；

第五步、拉缠frp管由拉挤机牵引装置交替连续牵引作业，实现连续拉挤生产；

第六步、拉挤机牵引拉缠frp管进至切割机，切割机重复完成设定长度的切割动作，实现定长拉缠frp管的不停机在线自动生产。

优选的，所述纱卷的纱线均采用无碱缠绕用玻璃钎维无捻粗纱。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明高环度高环刚度的拉缠frp管强度高、质量好；本发明原材料进入成型模具前，完成轴向直纱线与环向纱线的拢紧集合，充分浸胶的双层环向纱线和轴向纱线、内外复合毡，经过固化成型，生产出高强度、高质量的管材；本发明通过纱线、毡布和胶液的排布给料，并经过缠绕、固化成型、牵引、裁切，实现了不停机在线自动生产，提高了产品的生产质量和生产效率，促进frp管生产工艺的进一步优化和提升。

附图说明

图1为本发明的高环刚度的拉缠frp管的分层结构示意图。

图2为本发明的高环刚度的拉缠frp管的切面结构示意图。

图中：1、内复合毡，2、直纱层，3、内缠绕层，4、外缠绕层，5、外复合毡。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和2，本实施例提供一种高环刚度的拉缠frp管，包括由内而外依次设置的内复合毡1、直纱层2、内缠绕层3、外缠绕层4和外复合毡5。

本实施例中，所述内复合毡1和外复合毡5均为无捻粗纱方格复合毡。

本实施例中，所述直纱层2为若干4800tex玻璃钎维直纱线。

本实施例中，所述内缠绕层3和外缠绕层4均为4800tex玻璃钎维纬向纱线缠绕层，玻璃钎维纬向纱线均浸透有树脂胶液。

本实施例中，所述的树脂胶液包括邻苯型不饱和树脂胶液、间苯型不饱和树脂胶液、乙烯基树脂胶液、环氧树脂胶液。

本实施例中，所述内复合毡1、直纱层2、内缠绕层3、外缠绕层4和外复合毡5经过成型模具加热缩聚固化连接。成型模具加热使内复合毡1、直纱层2、内缠绕层3、外缠绕层4和外复合毡5的组合结构缩聚固化成型。

本实施例中，所述外复合毡5外侧面为光滑面。成型模具内壁设置为光滑面，使外复合毡5外侧面在成型固化为光滑面。

本实施例还提供一种高环刚度的拉缠frp管的制备方法，包括如下步骤：

第一步、将所述内复合毡1由导毡器包裹在模芯上；

第二步、采用纱架，轴向直纱纱卷放置在对应的纱架上，直纱线经穿纱板汇至内复合毡1外，形成直纱层2；直纱线圆周均匀布置。

第三步、将纬向缠绕纱纱卷放置在缠绕机转盘纱桶内，缠绕机包括缠绕组、动力组、浸胶槽、成型模具和导纱导毡组，动力组驱动缠绕组通过不间断的缠绕转动，将纱线充分浸入浸胶槽浸胶且均匀密实的纬向缠绕至包覆有内复合毡、直沙层的模芯外圆面上；缠绕两层，形成内缠绕层3和外缠绕层4；缠绕组包括两个缠绕头，两个缠绕头转向相反，分别缠绕形成内缠绕层3和外缠绕层4；浸胶槽位于缠绕头下部外侧，在缠绕头旋转过程中实现对纱线浸树脂胶液。

第四步、模芯上的原材料继续行进，经过外复合毡5包覆，进入成型模具，热塑固化成高环刚度的拉缠frp管；导纱导毡组为纬向纱线提供导向，导纱导毡组为外复合毡5提供导向；成型模具热塑固化成型过程中，内缠绕层3和外缠绕层4的纬向纱线所浸树脂胶液使直纱线沾染树脂胶液，树脂胶液浸润的纱层稳定连接内复合毡1和外复合毡5。

第五步、拉缠frp管由拉挤机牵引装置交替连续牵引作业，实现连续拉挤生产；设置两个牵引装置，牵引装置能够往复移动，两个牵引装置交替迁移管材，从而实现成型管材牵引的连续。

第六步、拉挤机牵引拉缠frp管进至切割机，切割机重复完成设定长度的切割动作，实现定长拉缠frp管的不停机在线自动生产。切割机的切割结构设置能够往复移动，从而实现在管材连续出料的条件下，进行随管材移动状态下的管材定长切割。

本实施例中，所述纱卷的纱线均采用无碱缠绕用玻璃钎维无捻粗纱。

本发明高环度高环刚度的拉缠frp管强度高、质量好；本发明原材料进入成型模具前，完成轴向直纱线与环向纱线的拢紧集合，充分浸胶的双层环向（即纬向）纱线和轴向纱线、内外复合毡，经过固化成型，生产出高强度、高质量的管材；本发明通过纱线、毡布和胶液的排布给料，并经过缠绕、固化成型、牵引、裁切，实现了不停机在线自动生产，提高了产品的生产质量和生产效率，促进frp管生产工艺的进一步优化和提升。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。