[发明专利]一种复合结构壁管材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种结构壁管材，尤其是一种高环刚度的复合结构壁 管材。本发明还涉及该复合结构壁管材的制备方法。

背景技术

目前，大口径结构壁管材属于化学建材领域，是以塑代钢，以塑 代水泥的换代产品，应用于市政排水，远距离低压输水，矿山及化工 排水，农田水利灌溉及通风管道及化工容器的制作等，对节省能源， 减少污染，保护环境有重要意义。现有的结构壁管材通常包括管壁和 沿管壁外表面螺旋排列的加强筋，其管壁单一采用高密度聚乙烯或聚 丙烯材料热挤出缠绕成型，其加强筋包括聚丙烯骨架管和包覆在聚丙 烯骨架管外的高密度聚乙烯层。这样的结构壁管材，主体材料为高密 度聚乙烯和聚丙烯，层次单一，受材料弹性模量的限制，随着结构壁 管材管径的增加其环刚度会迅速降低，给产品的正常使用带来极为不 利的影响。目前这种结构壁管材的生产普遍采用单挤出机生产方式， 用这种方式生产的管材存在如下缺陷：1、加强筋的高密度聚乙烯层 有时不能完全包敷聚丙烯骨架管，形成外露，降低产品环刚度；2、 包敷聚丙烯骨架管直径不宜过大，最大为54毫米，骨架尺寸受限制， 影响产品环刚度；3、高密度聚乙烯用量多，生产成本高。

针对上述技术问题，中国专利200510012751.6公开了一种共挤 热缠绕结构壁管材、加工方法及专用模具，借助共挤机头使得高密度 聚乙烯能够完全包敷聚丙烯骨架管，同时也节省了材料，提高了生产 效率。但是，其管材结构壁主体由高密度聚乙烯或聚丙烯组成，受材 料弹性模量的限制，随着管径的增加其环刚度依然会迅速降低，影响 产品的正常使用；另一方面，现有技术只能生产单一材料的管材，不 能够在管材结构壁主体表面热粘结不同材料、不同颜色的复合层，以 满足工业应用当中的多样化需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种复合结构壁管材，采用纤维 复合材料取代原有高密度聚乙烯或聚丙烯，提高产品的环刚度，同时 在管材结构壁主体外表面热粘结不同材料、不同颜色的复合层，以满 足工业应用当中的多样化需求；本发明同时提供该复合结构壁管材的 制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种复合结构壁管材，结构中包括平带缠绕的管壁和沿管壁外表 面螺旋缠绕排列的加强筋，所述平带包括纤维复合材料带和包覆在纤 维复合材料带外的高密度聚乙烯层或聚丙烯层；所述加强筋包括纤维 复合材料中空肋和包覆在纤维复合材料中空肋上的高密度聚乙烯管 层或聚丙烯管层；所述纤维复合材料带和所述纤维复合材料中空肋的 材料为高密度聚乙烯与纤维的复合材料。

本发明复合结构壁管材所述高密度聚乙烯与纤维的复合材料中 的纤维采用玻璃纤维、碳纤维、木纤维、竹纤维、涤纶纤维中的一种 或几种。

本发明复合结构壁管材所述高密度聚乙烯与纤维的复合材料中 纤维的含量为5-55％。

本发明复合结构壁管材所述加强筋还包括一金属骨架管，所述纤 维复合材料中空肋包覆于此金属骨架管上。

一种所述的复合结构壁管材的制备方法，采用两个平行的挤出 机，一个挤出机共挤出包覆有高密度聚乙烯层或聚丙烯层的纤维复合 材料带作为管壁平带，另一个挤出机共挤出包覆有高密度聚乙烯管层 或聚丙烯管层的纤维复合材料中空肋作为加强筋，在线依次螺旋热缠 绕到转动并轴向平移的模具芯管上，粘结成型大口径结构壁管材。

本发明的复合结构壁管材的制备方法，将高密度聚乙烯与纤维一 次混炼挤出造粒，产物作为挤出机原料制备所述纤维复合材料带和所 述纤维复合材料中空肋，其中纤维的含量为5-55％。

本发明的复合结构壁管材的制备方法，将纤维母粒与高密度聚乙 烯原料机械搅拌混匀，作为挤出机原料制备所述纤维复合材料带和所 述纤维复合材料中空肋，其中纤维的含量为5-55％。

本发明的复合结构壁管材的制备方法，所述纤维或纤维母粒采用 玻璃纤维、碳纤维、木纤维、竹纤维、涤纶纤维中的一种或几种。