[发明专利]一种短纤维增强热塑性聚合物缠绕成型制备管材的方法

权利要求书

1.一种短纤维增强热塑性聚合物缠绕成型制备管材的方法，其特征在于：该方法按照以下步骤进行：

步骤一、连续短纤维增强热塑性聚合物预浸料的制备：

称取短纤维、热塑性聚合物粒子和加工助剂，混合均匀后经热压或挤出得到连续型薄带状预浸料；

步骤二、将连续型薄带状预浸料通过张力控制器缠绕在芯模上，在预浸料外部套上具有内径调节夹具，得到预制体；所述在芯模缠绕的连续型薄带状预浸料的总厚度大于管材设计壁厚的1.5～2mm；

步骤三、将预制体加热至连续型薄带状预浸料的软化温度，连续型薄带状预浸料全部软化后在软化温度下保温，保温结束后将内径调节夹具的内径缩小至管材设计尺寸，然后冷却并拆除内径调节夹具，即完成。

2.根据权利要求1所述的短纤维增强热塑性聚合物缠绕成型制备管材的方法，其特征在于：步骤一所述热压通过连续压机实现，所述挤出通过挤出机实现。

3.根据权利要求1所述的短纤维增强热塑性聚合物缠绕成型制备管材的方法，其特征在于：步骤一所述短纤维和热塑性聚合物粒子的质量比为(0.1～9)：1。

4.根据权利要求1所述的短纤维增强热塑性聚合物缠绕成型制备管材的方法，其特征在于：步骤一所述热塑性聚合物粒子和加工助剂的质量比为1:(0.02～0.08)。

5.根据权利要求1所述的短纤维增强热塑性聚合物缠绕成型制备管材的方法，其特征在于：步骤一所述加工助剂为偶联剂、润滑剂中的一种或两种；所述偶联剂为钛酸脂类偶联剂、异氰酸酯类偶联剂、马来酸酐接枝聚乙烯偶联剂、马来酸酐接枝聚丙烯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或多种的组合；所述润滑剂为PE蜡、石蜡、硬脂酸中的一种或多种的组合。

6.根据权利要求1所述的短纤维增强热塑性聚合物缠绕成型制备管材的方法，其特征在于：步骤一所述薄带状预浸料的厚度为0.5～2.5mm；所述短纤维长度小于100mm。

7.根据权利要求1所述的短纤维增强热塑性聚合物缠绕成型制备管材的方法，其特征在于：步骤一所述热塑性聚合物粒子为聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或工程塑料；所述工程塑料为聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛或改性聚苯醚和热塑性聚酯。

8.根据权利要求1所述的短纤维增强热塑性聚合物缠绕成型制备管材的方法，其特征在于：步骤二所述内径调节夹具为圆筒形，内径调节夹具的内表面为抛光面，内径调节夹具筒壁(1)上轴向设置有弧形开口，开口处筒壁的两个端面为弧形，开口处筒壁的两个端面外表面分别设置有第一螺母(3)和第二螺母(4)，第一螺母(3)和第二螺母(4)通过螺栓(5)连接，通过调节螺栓(5)能够实现内径调节夹具的内径的调节；内径调节夹具处于张开状态时内表面为椭圆形，内径调节夹具处于夹紧状态时筒壁(1)上开口处筒壁的两个弧形端面重合，内径调节夹具的内表面为圆形。

9.根据权利要求1所述的短纤维增强热塑性聚合物缠绕成型制备管材的方法，其特征在于：步骤一所述短纤维为木纤维、竹纤维、棉纤维、麻纤维、秸秆纤维、碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、尼龙纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维、金属纤维中的一种或多种的组合。

10.根据权利要求1所述的短纤维增强热塑性聚合物缠绕成型制备管材的方法，其特征在于：步骤三所述连续型薄带状预浸料全部软化后在软化温度下保温的时间为2～3min。