[发明专利]一种输氢用玄武岩纤维复合管道及其制造方法

权利要求书

1.一种输氢用玄武岩纤维复合管道，其特征在于，管道由内至外依次为内衬层、加强层、防护层,其中，所述内衬层分为4层结构，材质为氧化石墨烯/热塑性复合材料，所述加强层的材质为玄武岩纤维复合材料，所述防护层的材质为表面涂层的热塑性树脂。

2.根据权利要求1所述的一种输氢用玄武岩纤维复合管道，其特征在于，所述的氧化石墨烯/热塑性复合材料是由双轴拉伸技术进行氧化石墨烯在热塑性树脂中平行取向的复合材料；所述氧化石墨烯含量在1-5wt%之间；所述双轴拉伸比为3，拉伸速率为10mm/s，拉伸模式为同步双轴拉伸。

3.根据权利要求2所述的一种输氢用玄武岩纤维复合管道，其特征在于，所述的热塑性树脂为高密度聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺-6中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种输氢用玄武岩纤维复合管道，其特征在于，所述玄武岩纤维复合材料是由表面修饰的玄武岩纤维和含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚砜酮组成的预浸带；玄武岩纤维表面修饰组分是摩尔质量比为1：1的氨基硅烷偶联剂和羧基化碳纳米管；玄武岩纤维表面修饰层的厚度为0.5-2µm。

5.根据权利要求4所述的一种输氢用玄武岩纤维复合管道，其特征在于，所述氨基硅烷偶联剂包括单氨基硅烷偶联剂、双氨基硅烷偶联剂、三氨基硅烷偶联剂和多氨基硅烷偶联剂。

6.根据权利要求1所述的一种输氢用玄武岩纤维复合管道，其特征在于，所述防护层中的表面涂层材质为纳米二氧化硅/含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚砜酮复合材料；溶解所述含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚砜酮的溶剂为N，N二甲基甲酰胺；所述纳米二氧化硅含量为3wt%；所述纳米二氧化硅/含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚砜酮复合材料的喷涂厚度为100-200µm。

7.一种输氢用玄武岩纤维复合管道及其制造方法，其特征在于，所述内衬层的每层复合材料按照氧化石墨烯在热塑性树脂中取向的0°、45°、90°、135°方向螺旋缠绕；所述内衬层螺旋缠绕在芯模后，进行温度为150-270℃、压力为1-5MPa、时间为5-10min的加热。

8.一种输氢用玄武岩纤维复合管道及其制造方法，其特征在于，所述加强层是由权利要求4所述玄武岩纤维复合材料预浸带环向和螺旋交替缠绕形成；所述加强层的厚度为10-30mm，加强层厚度与管道内径比值为0.05-0.15之间；所述环向缠绕角度为85°，所述螺旋缠绕角度为35°，缠绕初始张力为70N，按照逐层张力0.5N递减至60N，缠绕速度为200m/min，缠绕加热温度为380℃，芯模旋转线速度为5m/min。