复合增强缠绕式压力管及其成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及塑料压力管技术领域，尤其涉及一种复合增强缠绕式压力管及其成型方法。
【背景技术】
[0002]由于大直径塑料压力管相对于传统的压力管道具有着更好的卫生性能和抗震性能，相比传统的大直径压力管(例如PCCP管或球墨铸铁管等)综合性能更好，因此制造符合应用要求的大直径塑料压力管是本领域人员致力于解决的问题。
[0003]目前，采用缠绕熔接成型技术制造大直径无压塑料管已经得到普及，且通过实践证明按照相关标准制造的缠绕熔接结构壁管应用于埋地排水管等无压管领域是可靠的。另夕卜，在国际上少量采用缠绕熔接成型技术制造的大口径塑料压力管进入市场。
[0004]例如，德国KRAH公司在2004年10月在德国杜塞尔多夫国际橡塑展上推出大口径塑料压力管生产技术和设备。通过类似“克拉管”的缠绕熔接成型技术，将产品设置成三层结构。其中，内外层均由标准的PE100材料构成，但是中间层由短玻纤增强聚乙烯PE-GF增强，此种管名为KPPS管，直径范围在1000mm-4000mm之间，工作压力在1.2Mpa，在中低压输给水或输气工程中应用前景好。
[0005]然而，利用短玻纤增强聚乙烯PE-GF增强存在以下缺陷:
[0006]第一、工艺较为复杂且生产的压力管强度不稳定。例如，采用双螺杆挤出机混炼塑化短玻纤和PE材料时，短玻纤很容易被剪断，使增强效果降低；另外短玻纤很难保证完全均匀的分散在PE中，进而导致成型后的压力管强度不均一。
[0007]第二、该工艺需要利用到双螺杆设备，设备购置与使用成本高。
[0008]因此，采用简单工艺制造高强度且强度均一稳定的塑料压力管成为当务之急。
【发明内容】
[0009]有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种复合增强缠绕式压力管，以解决现有塑料增强压力管的强度较低、不均一，且成型工艺复杂、不稳定的问题。
[0010]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
[0011]根据本发明的一个方面，提供的一种复合增强缠绕式压力管，其特征在于，包括:
[0012]塑料外层、塑料内层及设置在所述塑料外层与所述塑料内层之间的长玻纤片材增强塑料层；
[0013]所述长玻纤片材增强塑料层包括长玻纤片材及包覆所述长玻纤片材的塑料复合层，所述长玻纤片材通过包覆的塑料复合层缠绕在所述塑料内层的外表面形成所述长玻纤片材增强塑料层；
[0014]所述长玻纤片材由规律排布的长玻璃纤维构成，所述长玻璃纤维构成片材结构。
[0015]优选的，所述长玻璃纤维沿所述长玻纤片材的长度延伸方向排布和/或沿所述长玻纤片材的宽度延伸方向排布。
[0016]优选的，所述长玻纤片材增强塑料层具有若干缠绕层，与所述塑料内层连接的所述缠绕层缠绕在所述塑料内层的外表面，且相邻的所述缠绕层之间的缠绕角度交错。
[0017]优选的，所述塑料复合层包括包覆所述长玻纤片材的第一塑料复合层及包覆所述第一塑料复合层的第二塑料复合层。
[0018]优选的，所述塑料内层由内塑料片材构成，所述内塑料片材缠绕在缠绕模具的外端面形成所述塑料内层，所述塑料外层由外塑料片材构成，所述外塑料片材缠绕在所述长玻纤片材增强塑料层的外表面形成所述塑料外层。
[0019]根据本发明的另一个方面，提供的一种复合增强缠绕式压力管的成型方法，包括:
[0020]塑料挤出机加热塑料至熔融状态后挤出并进入第一模具成型模腔形成第一片材，将所述第一片材涂覆在管材模具上形成塑料内层；
[0021]单螺杆挤出机加热塑料至熔融状态后挤出并进入复合模具，同时长玻纤片材通过展平辊展平，接着展平的所述长玻纤片材经烘箱加热，加热后的所述长玻纤片材进入所述复合模具，使得所述长玻纤片材被所述单螺杆挤出机挤出的塑料均匀包覆；
[0022]将被所述塑料包覆的所述长玻纤片材缠绕涂覆在所述塑料内层的外表面并形成长玻纤片材增强塑料层；
[0023]塑料挤出机再次加热塑料至熔融状态后挤出并进入所述第一模具形成第二片材，将所述第二片材涂覆在所述长玻纤片材增强塑料层外表面形成塑料外层。
[0024]优选的，将被所述塑料包覆的所述长玻纤片材缠绕涂覆在所述塑料内层的外表面并形成长玻纤片材增强塑料层包括:
[0025]调整所述管材模具并旋转所述管材模具；
[0026]将被所述塑料包覆的所述长玻纤片材涂覆在所述塑料内层的外表面，每涂覆一圈所述管材模具沿所述管材模具的轴向移动一个导程，直至完全覆盖所述塑料内层的外表面并形成第一缠绕层；
[0027]若涂覆在所述塑料内层外表面的所述长玻纤片材厚度达到预设值，停止涂覆，若涂覆在所述塑料内层外表面的所述长玻纤片材厚度低于预设值，则再次将被所述塑料包覆的所述长玻纤片材涂覆在所述第一缠绕层的外表面，直至完全覆盖所述第一缠绕层形成第二缠绕层；
[0028]如此反复，直至覆盖在所述塑料内层外表面被所述塑料包覆的长玻纤片材厚度达到预设值停止涂覆。
[0029]优选的，所述第一缠绕层与第二缠绕层之间的缠绕角度交错。
[0030]优选的，所述塑料挤出机加热塑料至熔融状态后挤出并进入第一模具形成第一片材，将所述第一片材涂覆在管材模具上形成塑料内层包括:
[0031 ]调整所述管材模具并旋转所述管材模具；
[0032]塑料挤出机加热塑料至熔融状态后挤出并进入第一模具形成第一片材，将所述第一片材缠绕涂覆在管材模具上形成第一塑料内层；
[0033]若形成的所述第一塑料内层的厚度达到预设值，则停止缠绕涂覆；
[0034]若形成的所述第一塑料内层的厚度低于预设值，则再次调整所述管材模具并旋转所述管材模具；
[0035]再次将所述第一片材缠绕涂覆在所述第一塑料内层的外端面，直至缠绕涂覆在所述管材外表面的所述第一片材厚度达到预设值，停止缠绕涂覆。
[0036]优选的，在所述长波纤片材通过展平辊展平之前，在所述长波纤片材的外表面均匀包覆一层融合层，且在所述长波纤片材通过展平辊展平之后，接着展平的所述长波纤片材经烘箱加热至所述融合层软化。
[0037]与现有技术相比，本发明提供的复合增强缠绕式压力管，通过将长玻璃纤维设置在本发明的压力管内，相对于短玻璃纤维对压力管的增强效果更佳；且将长玻璃纤维聚合成成片材结构，压力管成型工艺简单，生产成本低，成品率高；长玻璃纤维均匀布置在塑料外层与塑料内层之间，构成的压力管强度均一。
【附图说明】
[0038]图1为复合增强缠绕式压力管沿径向的剖视示意图。
[0039]图2为复合增强缠绕式压力管中相邻缠绕层的结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0041]如图1所示，图1为复合增强缠绕式压力管沿径向的剖视示意图。在本实施例中，复合增强缠绕式压力管包括塑料外层10、塑料内层30及设置在塑料外层10与塑料内层30之间的长玻纤片材增强塑料层20。其中，长波纤片材增强塑料层20包括长波纤片材22及包覆长波纤片材22的塑料复合层21，长玻纤片材22通过包覆的塑料复合层21均匀缠绕在塑料内层30的外表面并完全覆盖塑料内层30的内表面，形成长玻纤片材增强塑料层20。在本实施例中，长波纤片材22由规律排布的长玻璃纤维构成，长玻璃纤维集合在一起构成片材的形状。
[0042]与现有技术相比，本发明提供的复合增强缠绕式压力管，通过将长玻璃纤维设置在本发明的压力管内，相对于短玻璃纤维对压力