[发明专利]一种大口径工业长丝增强软管及其制备方法

说明书

本发明公开了一种大口径工业长丝增强软管，为带弹性的管状结构，其纵截面为3‑6层封闭的环形，其内部最少设有一层缠绕增强层，软管内径≥200mm，此外，本发明还公开了一种大口径软管的制备方法，通过缠绕方式制备增强层，该方式无需规定缠绕角度和带材宽度，只需调整牵引速度和缠绕转速至所需覆盖率即可，单带缠绕可以达到1%‑190%覆盖。此外，本缠绕设备不仅可以缠绕制备增强层，还可以进行内封密层和外保护层的缠绕。本发明制备简单、成本较低、适用范围广，填补了我国采用缠绕法制备大口径软管的空白。最终成型的软管集钢管和橡胶管两种管材的优点集于一体，具有良好的承压性、弯曲性、耐腐蚀性，极适合于输送气体及液体等。

技术领域

本发明属于软管技术领域，具体涉及一种大口径工业长丝增强软管及其制备方法。

背景技术

工业长丝增强软管是一种高性能增强的新型软管，包括内层管、增强层及外保护层，已应用于陆地油/气/水集输管线、高压注水管线、热洗管线及海洋采油立管的生产和制造等领域。在以热塑性塑料挤出成型的内管上，采用工业长丝或其他增强材料交错缠绕形成增强层（缠绕层数一般为偶数），再挤出热塑性塑料为外保护层。针对缠绕法制备大口径软管的原有设备和加工方式为采用2-6带盘缠绕机，根据管材规格确定带材宽度（带材的宽度只允许在一定范围内波动），带盘分别分布于被缠绕的内层管道四周，与管材中心轴线形成一定的夹角，利用张力的作用配合其牵引速度按照近似于平衡角进行螺旋缠绕（缠绕角度只允许在一定范围内波动）。

然而，出于平衡管道力矩的考量，制造软管采用的缠绕角度必须55°左右的平衡角，对设备缠绕角度精度要求较高。此外，软管口径越大，同宽度的带材与带材之间的间隙越大，就需要对带材加宽，故制造大口径软管的设备体积庞大且造价昂贵。综上所述，现有缠绕设备不仅有诸多限制条件且结构复杂，导致制备的软管成本高昂且口径一般不超过200mm。因此，发明一种简单的缠绕方法制备成本较低、适用范围广的大口径软管至关重要。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种大口径工业长丝增强软管及其制备方法，制备简单、成本较低、适用范围广，填补了我国采用缠绕法制备200-1200mm甚至更大口径软管的空白。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种大口径工业长丝增强软管，包括软管本体，所述软管本体为带弹性的管状结构，其纵截面为3-6层封闭的环形，其内部最少设有一层缠绕增强层，软管内径≥200mm，软管内壁为防老化层。

作为本发明的一种改进，所述软管本体包括内管、缠绕增强层和外管，所述缠绕增强层缠绕在内管上，所述外管包裹在缠绕增强层上。

作为本发明的一种改进，所述内管材料为PE聚乙烯、PP聚丙烯、PVC聚氯乙烯、EPM乙丙橡胶、PET聚对苯二甲酸乙二醇酯、TPU聚氨酯弹性体、CPE氯化聚乙烯、EPDM三元乙丙橡胶、PERT耐热聚乙烯、PE-X交联聚乙烯、POK聚酮、PA尼龙、PVDF聚偏氟乙烯、NBR丁腈橡胶、CR氯丁橡胶、CSM氯磺化聚乙烯或BIIR溴化丁基橡胶。

作为本发明的一种改进，所述缠绕增强层材料为涤纶工业长丝及长丝束、芳纶长丝及长丝束、碳纤维长丝及长丝束、玻璃纤维长丝及长丝束、玄武岩纤维长丝及长丝束、金属长丝和金属长丝束。

作为本发明的一种改进，所述缠绕增强层包括第一层带材、第二层带材、第三层带材及第四层带材，缠绕角度分别为正、反、正、反依次交叉缠绕成一个网状骨架。

作为本发明的一种改进，所述外管材料为PE聚乙烯、PVC聚氯乙烯、EPDM三元乙丙橡胶、EPM乙丙橡胶、CPE氯化聚乙烯、NBR丁腈橡胶、CR氯丁橡胶、CSM氯磺化聚乙烯或BIIR溴化丁基橡胶。

本发明所述的大口径工业长丝增强软管的加工步骤如下（重点在于增强层的缠绕）：