[发明专利]纤维连续缠绕增强热塑管道、制造系统及其方法

说明书

本发明涉及一种纤维连续缠绕增强热塑管道、制造系统及其方法，其由内向外依次包括：内热塑树脂层、增强层和外热塑树脂层，其包括预热单元、缠绕单元、加热单元、冷却单元，其经过预热、缠绕、加热、冷却几个步骤后，固化成型。热塑树脂和纤维的混合更加均匀，使纤维连续缠绕增强热塑管道产品一致性高，力学性能优异的优点。

技术领域

本发明涉及一种管道、管道的制造系统及其方法，尤其是一种纤维连续缠绕增强热塑管道、制造系统及其方法。

背景技术

纤维连续缠绕增强热塑管道是纤维和热塑树脂复合的新型管道，纤维增强热塑管材密度小，强度高，机械性能优秀，在拉伸强度、弯曲强度、模量、耐候性等方面的指标均很良好。此外，热塑材料主要为线性高分子材料，基材无毒，制成成品后经过破碎熔融，即可二次回收利用，在环保、机械加工方面相较热固树脂具有很大的优势，但是热塑性树脂熔融状态下粘度大，与纤维尤其是玻璃纤维的融合度不足，所以，直接以纤维尤其是玻璃纤维绕制管道产品会有热塑树脂浸润和分散不充分的缺陷。另外，大量的试验发现，采用热塑树脂作基材的纤维尤其是玻璃纤维热塑树脂复合材料以缠绕工艺制造管道过程中，因热熔和冷却处理失当的原因，会导致纤维连续缠绕增强热塑管道产品熔融不彻底，内部微观粘连有空隙，冷却成型时局部收缩不一致，从而出现管道产品径面变形，管道产品壁体的纤维尤其是玻璃纤维有外向内“塌陷”，即纤维未按缠绕的原始形态分布在管道壁体中，发生局部的松弛，从而使管道产品的刚度和其它力学性能降低，因此，市场亟需一种能够使纤维连续缠绕增强热塑管道中纤维维持缠绕初始状态而不变形、松弛的管道技术。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种可以使纤维连续缠绕增强热塑管道中纤维维持缠绕初始状态而不变形、松弛的纤维连续缠绕增强热塑管道、制造系统及其方法。

一种纤维连续缠绕增强热塑管道，其由内向外依次包括：内热塑树脂层、增强层和外热塑树脂层；

内热塑树脂层和外热塑树脂层，为热塑树脂材料构成筒状层的层体；

增强层，为纤维沿纤维连续缠绕增强热塑管道径向/轴向/非径向非轴向/径向和轴向设置的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布构成的筒状层体。

优选的，在内热塑树脂层和外热塑树脂层之间还设置一层轴向的纤维丝/纤维束或一层纤维网/纤维布。

优选的，内热塑树脂层和外热塑树脂层之间，根据需要，还由内向外还依次交替设置有一层增强层、一层中热塑树脂层、一层增强层。

优选的，中热塑树脂层为热塑树脂材料构成筒状的层体。

优选的，内树脂层和外热塑树脂层之间，根据需要或/还设置有若干增强层、若干中热塑树脂层。

优选的，若干增强层、若干中热塑树脂层由内向外还依次交替循环构成一层增强层、一层中热塑树脂层……一层增强层、一层中热塑树脂层、一层增强层的结构。

优选的，增强层，为沿纤维连续缠绕增强热塑管道径向/轴向/非径向/非轴向设置的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布构成的筒状层体。

优选的，任意距离最近的两增强层的纤维丝/纤维束的设置方向不同。

优选的，任意距离最近的两增强层的纤维网/纤维布的设置方向不同或相同。

优选的，纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布，其中的纤维为玻璃纤维/碳纤维/玄武岩纤维/涤纶纤维/锦纶纤维/棉丝/芳纶纤维。

一种纤维连续缠绕增强热塑管道制造系统，包括：预热单元、缠绕单元、加热单元、冷却单元、拉挤单元；

预热单元，对预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布进行预先加热，使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布软化；