有关连续纤维增强的热塑性管道的制作方法
【专利说明】
[技术领域]
[0001]本实用新型涉及玻璃纤维和管道成型技术领域，具体来说是一种有关连续纤维增强的热塑性管道。
[【背景技术】]
[0002]近十年来，连续纤维增强热塑性管道(Reinforced Thermoplastic Pipes) 一直是国际管道领域热门的研究方向，因为它有非常明显的优点，既能发挥纤维的高强度，承受高压，又能保持热塑性塑料良好的柔韧性及耐腐蚀性，在石油输送管、燃气管、给排水管等高压管应用方面有着广阔的市场。
[0003]传统的RTP管分三层结构，即内、外为挤出热塑性塑料层，中间为纤维增强层或钢丝增强层。所采用的方法是先挤出热塑性内层管，再在内层上缠绕增强层，最后挤出外表面保护层。如专利文件CN103878990A中所述，这种方法生产的产品抗压能力高，安全性好，但这种工艺生产线很长，一般需要80M长左右，对于多层增强厚管甚至要100M以上，由于对层与层之间加温熔融技术要求较高，控制不好，容易出现质量问题，目前，成熟的欧洲生产线大约需要2000-3000万人民币，国内的生产线还在研发阶段，预计也需要1000万人民币以上，这种高成本投入，低效率生产阻碍了 RTP管的应用。专利文件CN102363363A中所述的方法虽然简单，但目前纤维的在线浸胶技术还远达不到要求，纤维难以浸透，所生产的产品微气泡太多，不能作为抗高压产品使用。如果纤维采用编织型式增强，该方法则根本行不通。
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【发明内容】
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[0004]本实用新型的目的是为了克服传统的生产玻璃纤维增强热塑性管道的缺陷，根据热固性拉挤成型的技术原理，结合热塑性挤出方法，采用热塑性膜或片材构成内层，在内层上设有预浸热塑性纤维纱编织、缠绕及纵向配置构成增强层，在内层和增强层上设有外层，外层采用挤出机挤出成型，并使三层结构融为一体一次成型的有关连续纤维增强的热塑性管道。这种产品韧性好，抗压高，质量稳定，且耐腐蚀，使用寿命长，在给排水、燃气管、石油输送管等领域有广阔的应用前景，而且该方法生产设备投入少，占用场地小，具有重要的实用价值。
[0005]为了实现上述目的，设计一种有关连续纤维增强的热塑性管道，该管道由热塑性内层及内层上的编织增强结构层，以及在内层和增强结构层上设有外层热塑性保护层组成，所述的三层结构通过拉挤和挤出混合法一次成型，所述的内层采用热塑性膜或片材构成；所述的增强层采用预浸热塑性纤维纱编织、缠绕及纵向配置构成；所述的外层采用热塑性材料在内管和增强层上用挤出机挤出而成，并使三层结构融为一体；所述的管道规格为DlOOOmm以下，使用压力l_15MPa。
[0006]所述的内层由热塑性膜或片材以缠绕或者纵向方式构成，在融熔温度下形成整体内层，厚度约0.2-2mm。
[0007]所述的增强层是将预浸有热塑性材料的纤维按设计要求进行编织、缠绕、纵向配置到内层上，其厚度由强度要求决定。
[0008]所述的外层是采用热塑性材料在内层和增强层融熔时，用挤出机加压挤出补料，使三层结构融为一体，并在其表面形成厚度为0.5-2mm的热塑性保护层。
[0009]所述的纤维采用为玻璃纤维或玄武岩纤维或碳纤维或芳纶纤维等。
[0010]所述的热塑性材料为PVC或PE或HDPE或PP或PA或其他改性热塑性塑料基体。
[0011]本实用新型同现有技术相比，产品结构设计合理，保留现有的RTP管三层结构，但却是一次成型的一个完整的整体，创造性的采用拉挤/挤出混合法生产出一种全新的产品，并使使产品质量得到了一个飞跃，产品质量更稳定，具有非常高的抗压强度及抗冲击能力，产品内、外层厚度可达到0.5mm左右，这是传统RTP管无法实现的，大大降低了产品成本，可连续生产。
[【附图说明】]
[0012]图1是本实用新型的断面结构示意图；
[0013]图2是本实用新型的生产线的结构示意图；
[0014]图1中:21.外管22.增强层23.内管；
[0015]图2中:1.内热塑性层2.内编织机3.缠绕机4.外编织机5.芯模6.夕卜模具7.加热圈8.螺杆挤出机9.挤出模头10.内加热棒11.定型套12.真空定型箱13.冷却箱14.牵引机15.切割机；
[0016]指定图1作为本实用新型的摘要附图。
[【具体实施方式】]
[0017]下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0018]如图1所示，本实用新型中的管道由内层及内层上编织增强层结构，在增强层结构上设有外层，三层结构一次成型而成，内层采用热塑性膜或片材构成，增强层采用预浸热塑性纤维纱编织、缠绕及纵向配置构成；外层在内层和增强层的热塑性材料融熔时，用挤出机加压挤出补料，使三层结构融为一体，并在表面形成热塑性保护层。管道规格为DlOOOmm以下，使用压力为l_15MPa，纤维采用为玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维等。热塑性材料为PVC、PE、HDPE、PP、PA或改性热塑性塑料基体。
[0019]本实用新型所设计的生产线如图1，先在前端芯模上包覆内热塑性层，然后是纤维的内编织、缠绕、外编织复合的多层纤维结构，中段是加热的外模与芯模及挤出机、模头、内加热共同构成的核心所在，后段是热塑性塑料生产通用的真空定型箱、冷却箱、牵引机、切割机等。
[0020]具体生产方法为:先将热塑性膜或片材均匀包覆在芯模5上，再将有热塑性预浸料的纤维通过内编织机2进行编织，然后缠绕机3进行缠绕环向层，再通过外编织机4编织，构成多层增强结构，在牵引机14作用下，送入加热内模5、外模6的模腔内加热，加热温度根据不同的材料确定，使纤维表面的热塑性材料达到熔融状态，和由螺杆挤出机8挤出的热塑性料在模头9段融合在一起，形成整体。模头加热由外加热圈7和内加热棒10共同完成，出来的管道经过定型套11及真空定型箱12定型，再经过冷却箱13完全冷却，最后通过牵引机14进入切割机15，按要求长度进行切割，成为成品。
【主权项】
1.一种有关连续纤维增强的热塑性管道，其特征在于:该管道由热塑性内层及内层上的编织增强结构层，以及在内层和增强结构层上设有外层热塑性保护层组成，所述的三层结构通过拉挤和挤出混合法一次成型，所述的内层采用热塑性膜或片材构成；所述的增强层采用预浸热塑性纤维纱编织、缠绕及纵向配置构成；所述的外层采用热塑性材料在内层和增强层上用挤出机挤出而成，并使三层结构融为一体；所述的管道规格为DlOOOmm以下，使用压力l_15MPa。2.如权利要求1所述的一种有关连续纤维增强的热塑性管道，其特征在于所述的内层由热塑性膜或片材以缠绕或者纵向方式构成，在融熔温度下形成整体内层，厚度约0.2-2mm03.如权利要求1所述的一种有关连续纤维增强的热塑性管道，其特征在于所述的增强层是将预浸有热塑性材料的纤维按设计要求进行编织、缠绕、纵向配置到内层上，其厚度由强度要求决定。4.如权利要求1所述的一种有关连续纤维增强的热塑性管道，其特征在于所述的外层是采用热塑性材料在内层和增强层融熔时，用挤出机加压挤出补料，使三层结构融为一体，并在其表面形成厚度为0.5-2mm的热塑性保护层。5.如权利要求1所述的一种有关连续纤维增强的热塑性管道，其特征在于所述的纤维采用为玻璃纤维或玄武岩纤维或碳纤维或芳纶纤维等。6.如权利要求1所述的一种有关连续纤维增强的热塑性管道，其特征在于所述的热塑性材料为PVC或PE或HDPE或PP或PA或其他改性热塑性塑料基体。
【专利摘要】本实用新型涉及玻璃纤维和管道成型技术领域，具体来说是一种有关连续纤维增强的热塑性管道，该管道由内层及内层上的编织增强结构层以及在内层和增强结构层上的外层热塑性保护层构成，三层结构一次成型，内层采用热塑性膜或片材构成，增强层采用预浸热塑性纤维纱编织、缠绕及纵向配置构成；外层采用热塑性材料在内层和增强层上用挤出机挤出而成，并使三层结构融为一体。管道规格为D1000mm以下，使用压力为1-15MPa。本实用新型保留传统的RTP管三层结构，将传统分步成型方法改变为一次成型，使生产线长度缩短一半，设备投入大大减少，产品质量更稳定，具有非常高的抗压强度和抗冲击能力，可连续生产。
【IPC分类】F16L11/08, F16L9/12
【公开号】CN204879094
【申请号】CN201520593483
【发明人】王云凯, 游雄伟, 麻加伟, 谢锋
【申请人】广东宝通玻璃钢有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月7日