纤维增强热塑管道、制造系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种纤维增强管道、制造系统及其方法，其壁体由内向外依次包括：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，使纤维增强热塑管道产品一致性高，力学性能优异的优点。

Fiber reinforced thermoplastic pipes, manufacturing systems and methods

【技术实现步骤摘要】
纤维增强热塑管道、制造系统及其方法
本专利技术涉及一种管道、管道的制造系统及其方法，尤其是一种纤维增强热塑管道、制造系统及其方法。
技术介绍
纤维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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维增强热塑管道，其特征在于：其壁体由内向外依次包括：内热塑树脂层、增强层和外热塑树脂层；/n所述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；/n所述增强层，为沿纤维增强热塑管道径向/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。/n

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强热塑管道，其特征在于：其壁体由内向外依次包括：内热塑树脂层、增强层和外热塑树脂层；
所述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；
所述增强层，为沿纤维增强热塑管道径向/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。


2.如权利要求1所述的纤维增强热塑管道，其特征在于：优选的，所述内树脂层和所述外热塑树脂层之间，根据需要，还由内向外还依次交替设置有一层所述增强层、一层所述中热塑树脂层、一层所述增强层，所述中热塑树脂层为热塑树脂材料构成筒状层的层体。


3.如权利要求2所述的纤维增强热塑管道，其特征在于：优选的，所述内树脂层和所述外热塑树脂层之间，根据需要还设置有若干所述增强层、若干所述中热塑树脂层，若干所述增强层、若干所述中热塑树脂层由内向外依次构成一层所述增强层、一层所述中热塑树脂层……一层所述增强层、一层所述中热塑树脂层、一层所述增强层的结构。


4.如权利要求1所述的纤维增强热塑管道，其特征在于：优选的，所述增强层，为沿纤维增强热塑管道径向/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。


5.如权利要求2所述的纤维增强热塑管道，其特征在于：优选的，任意距离最近的两所述增强层的纤维丝/纤维束的设置方向不同，任意距离最近的两所述增强层的纤维网/纤维布的设置方向不同或相同。


6.如权利要求1所述的纤维增强热塑管道，其特征在于：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。


7.一种纤维增强热塑管道制造系统，其特征在于：其包括：预热单元、缠绕单元、加热单元、冷却单元；
所述预热单元，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；
所述缠绕单元，包括动力装置和芯模，所述动力装置和所述芯模活动连接，所述动力装置使所述芯模自转，将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕在所述芯模上形成热熔状态的纤维增强热塑管道；
所述加热单元，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/纤维布中的热塑树脂熔融；
所述冷却单元，对热熔状态的纤维增强热塑管道进行冷却；
所述预热单元与所述缠绕单元分开设置或固定连接，所述加热单元与所述缠绕单元分开设置或固定连接，所述冷却单元与所述缠绕单元分开设置或固定连接；
预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布经过所述预热单元预热软化，然后缠绕在所述缠绕单元的所述芯模上，并经所述加热单元加热，待预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布缠绕并熔融成热熔状态的纤维增强热塑管道后经所述冷却单元冷却成型。


8.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统，其特征在于：优选的，所述缠绕单元还包括固定台架，所述固定台架为安装所述动力装置、芯模的固定支撑装置，所述动力装置固定设置在所述固定台架上，所述芯模活动设置在所述固定台架上。


9.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统，其特征在于：优选的，所述预热单元包括活动装置，所述活动装置使整个所述预热单元沿固定轨迹活动。


10.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统，其特征在于：优选的，芯模具有芯模第一端部和芯模第二端部。


11.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统，其特征在于：优选的，所述芯模沿所述芯模轴心自转。


12.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统，其特征在于：优选的，所述加热单元包括：内加热装置和/或外加热装置。


13.如权利要求9所述的纤维增强热塑管道制造系统，其特征在于：优选的，内加热装置设置在芯模内，内加热装置与芯模分开设置或固定连接。


14.如权利要求13所述的纤维增强热塑管道制造系统，其特征在于：优选的，所述外加热装置设置在所述芯模外，所述外加热装置与所述芯模分开设置。


15.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统，其特征在于：优选的，所述冷却单元包括：内冷却装置和/或外冷却装置。


16.如权利要求7或15所述的纤维增强热塑管道制造系统，其特征在于：优选的，所述内冷却装置设置在所述芯模内，所述内冷却装置与所述芯模分开设置或固定连接。


17.如权利要求7或15所述的纤维增强热塑管道制造系统，其特征在于：优选的，所述外冷却装置设置在所述芯模外，所述外冷却装置活动设置或者固定设置。


18.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统，其特征在于：优选的，一种纤维增强热塑管道制造系统还包括布线单元，所述布线单元将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布分为若干根/束/块/条/片导向缠绕单元并缠绕在所述芯模上。


19.如权利要求7所述的纤维增强热塑管道制造系统，其特征在于：优选的，所述布线单元包括分线装置和张力控制装置，所述分线装置将预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布分为若干根/束/块/条/片，所述张力控制装置使预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布在所述芯模上缠绕过程中从所述芯模到所述张力控制装置之间的预浸热塑树脂的纤维丝/纤维束/纤维网/纤维布拉伸力保持在10～100N，所述张力控制装置可使从所述芯模到所述张力控制装置之间的这段预浸热塑树脂...

【专利技术属性】
技术研发人员：董勉励，黄启亮，
申请(专利权)人：广东宝通玻璃钢有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44