[发明专利]一种连续纤维增强热塑性树脂缠绕管材

说明书

技术领域

本发明涉及一种管材及其成型方法，尤其是涉及一种连续纤维增强热塑性树脂缠绕管材成型方法。

背景技术

现有的连续纤维增强树脂的缠绕产品大都是玻璃钢，玻璃钢用的树脂都是热固性树脂(如环氧树脂、不饱和树脂等)。玻璃钢材料最大的缺点是热固性树脂的使用使得其难以回收，不够环保，且脆性较大，抗冲击性差。因此用热塑性材料取代热固性材料是当今社会对环境保护要求的一种趋势。

缠绕成型是复合材料中一种材料成型工艺，主要用于管材等的制备，产品具有十分优异的强度等性能，因此备受关注。连续纤维增强热固性树脂复合材料(俗称玻璃钢)容易实现缠绕，也是目前缠绕工艺的主要应用领域，而连续纤维增强热塑性树脂复合材料的缠绕成型因为连续纤维增强热塑性树脂复合材料的制备技术困难及该材料有一定的硬度不易缠绕等种种技术原因，使其至今尚未得到应用，此技术也受到广泛研究，但都没有实质性进展。但是随着上海杰事杰新材料股份有限公司解廷秀博士公开号为CN1521209A的发明专利连续纤维增强的热塑性复合材料的公开以及辽宁杰事杰新材料有限公司连续纤维增强热塑性预浸带材料(以下简称预浸带)的产业化批量投产，为实现连续纤维增强热塑性材料的缠绕提供了契机，同时也使得连续纤维增强热塑性材料的缠绕可以和玻璃钢缠绕一样进行工业化生产。

连续纤维增强热塑性树脂缠绕管材较玻璃钢管具有成型周期短、质量更轻、耐腐蚀性更好、抗冲击性更好以及可回收，有利于环境保护等优势，可应用于石油化工等高压管道领域。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有玻璃钢技术的不足之处而提供的一种具有更好的抗冲击性、耐腐蚀性、重量轻、成型周期短、环保可回收的连续纤维增强热塑性树脂缠绕管材成型方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种连续纤维增强热塑性树脂缠绕管材，该管材为由预浸带片材在芯模的表面交叉缠绕数层并滚压后除去芯模得到的空心管材。

所述的预浸带片材为纤维增强树脂片材，其中的树脂包括聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚酰胺，纤维包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或涤纶纤维。

所述的预浸带片材的缠绕角度为0°～90°，但不包含0°和90°，优选40°～85°。

所述的预浸带片材的缠绕层数为2～60层。

一种连续纤维增强热塑性树脂缠绕管材成型方法，包括以下步骤：

(1)加热预浸带片材，熔化预浸带片材中的树脂，使得整个预浸带片材软化；

(2)对受热后的预浸带施加张力，并按照一定的缠绕角度在的缠绕芯轴上交叉缠绕2～60层；

(3)在缠绕的过程中，通过压力辊在管件表面施加一定的压力，提高管材的粘结强度。

(4)缠绕完成后，在缠绕管件表面用加热器进行高温加热，再通过压辊在管件表面施加压力，提高缠绕制品表面光整度和减少缠绕制品之间的空隙，最后冷却脱模除去芯轴即可。

所述的树脂优选聚丙烯或聚乙烯。

所述的纤维优选玻璃纤维。

步骤(1)中采用红外灯管、红外陶瓷片、热风枪、电阻丝或激光对预浸带片材进行加热，加热温度为100～500℃，根据选用的树脂的熔点和缠绕速度确定，最终效果为预浸带充分熔化而不发生降解。

步骤(2)中所述的受热后的预浸带在张力的作用下张紧。

步骤(3)中所述的压力为0.05～0.2MPa。

步骤(4)中所述的缠绕管件的形状为圆形或方形。

步骤(4)中所述的高温加热的温度为高于树脂熔点50～200℃，所述的压力为0.1～0.5MPa。

步骤(4)中所述的加热器产生的温度优选250～380℃。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)连续纤维增强热塑性树脂缠绕管材较玻璃钢制品具有更好的抗冲击性、耐腐蚀性、重量轻、成型周期短、环保可回收等优势；

(2)目前市场上的缠绕产品大部分都是热固性的材料，即玻璃钢缠绕产品，热塑性缠绕管材还未见应用，未来的应用前景十分广阔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1