[实用新型]一种纤维增强热塑性复合材料管

说明书

本实用新型涉及一种纤维增强热塑性复合材料管，解决了现有技术纤维增强复合材料管增强层与内衬层和外保护层间的粘合差、粘合工艺复杂且难控制的技术问题。本实用新型提供一种纤维增强热塑性复合材料管，原材料由一种热塑性树脂和一种纤维材料组成，纤维增强热塑性复合材料管由内层、中间层和外层组成的多层结构，中间层至少为一层结构，多层结构包括高树脂含量层、中树脂含量层和低树脂含量层，高树脂含量层中树脂含量为75％～90％，中树脂含量层中树脂含量为45％～70％，低树脂含量层中树脂含量为10％～40％。本实用新型广泛应用于纤维增强复合管制造领域。

技术领域

本实用新型涉及纤维增强复合管制造领域，具体地说是一种纤维增强热塑性复合材料管。

背景技术

目前油气能源仍是人类能源需求的主导，随着油气资源的勘探难度的提高，传统金属管材易腐蚀、重量大、安装成本高等弊端逐渐显露，而柔性好、耐腐蚀、易安装的复合材料管将逐步取代金属管材，在油气开采行业的工程应用越来越多。热固性复合柔性管由于管材不能回收利用、延展性较差等特性，发展缓慢；非粘结型柔性管易产生层间分离，层间磨损问题也阻碍了其发展。现有的纤维增强复合管分为纤维增强热固性复合材料管和纤维增强热塑性复合材料管，其中，关于纤维增强热固性材料复合管，通过模具和芯模完成热固性复合材料管的缠绕和固化，生产的管材长度有限，不能达到连续化生产，热固性材料的使用不利于材料回收再利用。而热塑性粘结型复合柔性管由增强纤维与热塑性树脂复合，形成具有增强层的管道结构，使得管道性能及参数得到很大提升。

传统纤维增强热塑性复合管中，纤维增强复合材料层包括纤维增强热固性材料和纤维增强热塑性复合材料，主要在管材生产中作为一种受力承载层存在于内衬层和外保护层中间，并且在增强层中组分含量是保持一致的。目前热塑性粘结型复合柔性管的增强层主要由纤维增强热塑性复合材料预浸带缠绕粘结成型，在管道生产过程中，需先将增强纤维丝与热塑性树脂进行预浸挤出加工，制成纤维增强热塑性复合材料预浸带，再经过缠绕机组按设定角度将预浸带螺旋缠绕于内衬层挤出管上，经过加热压辊形成增强层。在这种复合柔性管的生产过程中，由于增强层与内衬层和外保护层间的基体树脂及成分构成的不同，增强层与内衬层和外保护层间的粘合将是设计的主要问题。如果各层粘结情况控制不好，会导致层间滑移，会发生较严重的层间磨损。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术的不足，在现有纤维增强热塑性复合材料管材的制备工艺基础上，提供一种原料组成简单合理、配比恰当、层间的粘合力强、粘合工艺简单可控的一种纤维增强热塑性复合材料管及其制备工艺。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：

一种纤维增强热塑性复合材料管，原材料由一种热塑性树脂和一种纤维材料组成，纤维增强热塑性复合材料管由内层、中间层和外层组成的多层结构，中间层至少为一层结构，多层结构包括高树脂含量层、中树脂含量层和低树脂含量层，高树脂含量层中树脂含量为75～90％，中树脂含量层中树脂含量为45％～70％，低树脂含量层中树脂含量为10％～40％。

优选的，高树脂含量层中树脂含量为75～85％，中树脂含量层中树脂含量为50％～60％，低树脂含量层中树脂含量为15％～25％。

优选的，高树脂含量层中树脂含量为80％，中树脂含量层中树脂含量为55％，低树脂含量层中树脂含量为25％。

优选的，高树脂含量层厚度为1.25～8mm，中树脂含量层厚度4～16mm，低树脂含量层厚度1.25～8mm。

优选的，多层结构中树脂含量从内层到外层依次递增，或者依次递减。

优选的，热塑性树脂为聚偏二氟乙烯、聚苯硫醚、聚醚醚酮其中任何一种。

优选的，纤维材料为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或玄武岩纤维其中任何一种。

本实用新型的有益效果：