一种预制保温连续玻璃纤维预浸带增强管材制造技术

本发明专利技术提供了一种预制保温连续玻璃纤维预浸带增强管材。所述管材包括外护层、保温层、支架、工作管、护套管，所述外护层由高密度聚乙烯制成，所述保温层为增强聚氨酯保温层，所述支架是间距为1000～1500mm的镂空木质或塑料空心圆环支架，所述工作管包括高耐热高模量聚丙烯内层管4

【技术实现步骤摘要】
一种预制保温连续玻璃纤维预浸带增强管材


[0001]本专利技术涉及预制保温工作管
，尤其涉及一种预制保温连续玻璃纤维预浸带增强管材。

技术介绍

[0002]目前，用于输送热水管网的钢管工作管内壁，在冬季热水运行中，为防止管内热水对钢管腐蚀情况发生，普遍存在热水中添加有色剂与氧气腐蚀；钢管在长期在热水中运行尤其是夏季空管期，受侵入管内空气的影响，钢管内壁锈化腐蚀严重，锈蚀的固体颗粒堵塞线路中弯头、三通以及室内地暖管网等，继而影响采暖效果等问题。同时，由于腐蚀造成的管路破损，很容易产生管路渗漏，失水严重等问题，造成很多不必要的损耗。在夏季停水期间，由于阀体管体渗漏导致管内空管，潮湿空气长时间进入管网内部，对管壁造成了进一步的腐蚀，严重影响管网的使用寿命。在70年建筑体全寿命周期内，一般需要对管网进行5次更换，造成了人力和物力资源的极大浪费。并且，由于钢管自身导热系数较大，且随着时间的延长管道的外保温材料效果逐步丧失，使得在热力与热水输送过程中50％的热值被白白损耗，造成了严重的能源浪费，为此在现有技术中，大部分热力、热水、温泉等输送热水的工作管网，已经不再采用传统的裸露钢管作为工作管，而是才用外套聚乙烯聚氨酯发泡预制保温钢管作为工作管。目前，国内现有存量约260亿平方米住宅的地下地上热力管网均采用的该种材料作为工作管。
[0003]为了解决钢管自身材料被腐蚀、管路被堵塞、采暖效果差、管路长期失水等问题，现有技术采用了纯塑料耐热聚烯管道(PE
‑
RT)、聚丙烯管道(PP
‑
R)来代替钢管作为保温工作管使用。然而，现有替代钢塑料管材料在用于温度≥80℃高温水环境中，普通塑料管道普遍存在以下问题：自身耐热性能差，不能满足80℃以上高温介质长期输送对温度的要求；耐压性能差，在高温热水环境下不能满足大于工作压力PN≥1.0MPa以上高压的使用要求；刚性差，不能满足于100mm直径、70℃以上环境条件下对刚性的使用需要。而聚氨酯发泡保温材料，同时也存在以下问题：自身耐压强度低，在温度与重量压力叠加下，会出现压实、压裂、变形等问题，使得保温效果下降甚至失效；在热力热水管网的温差作用下，内置的钢管或热塑复合管会出现热胀冷缩移动现象，而外层包括聚氨酯保温层在内被包覆的土方约束成固定整体，保温层在管道压力与摩擦应力作用下，脆性的聚氨酯材料会被磨碎，失去整体保温效果。
[0004]连续纤维预浸带增强复合管，由于管端缠绕纤维芯层的存在，芯层与内外层塑料之间的复合过度层，会因产品加工过程的瑕疵和内层冷缩过程的拉伸造成离隙层现象，管内流体介质窜入离隙层导致复合管道接口产生失效。
[0005]因此，开发一种能够显著提高管道系统自身的防腐蚀性、耐高压和耐高温性能，管道接口安全，管道系统使用期寿命长，在70～130℃温度下能够保持较高刚度，同时保证保温层具有良好的耐压耐磨和保温效果的新型热塑性复合管道具有重要意义。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术提供了一种预制保温连续玻璃纤维预浸带增强管道，其由外到内依次设置有外护层1、保温层2、支架3、工作管道4，所述外护层1由高密度聚乙烯制成包裹在保温层外壁上；所述保温层2用含2％～3％重量比的纳米级碳酸钙复合聚氨酯制成的增强聚氨酯保温层包覆在工作管4外壁上；所述支架3是间距为1000～1500mm的镂空木质或塑料空心圆环支架，起到支撑外护层的作用；所述工作管道4包括采用经过改性增强具有高耐热高模量高韧性的聚丙烯内层管4
‑
1、连续纤维预浸带径向轴向增强芯层4
‑
2、聚丙烯外层管4
‑
3组成的复合管材A、用复合管材同品质管件管制成的复合管接头B、复合管道熔接口C组成，所述复合管接头B由管端上台阶B1下台阶B2构成的承口和复合管材段A'，组成，所述的复合管道熔接口C由A复合管端口的上下台阶承口承插到B复合管接头管端的上下台阶承口经热熔或电熔构成C1与C2承口制成。
[0007]进一步的，所述聚丙烯内层管4
‑
1中含有10％～30％重量比的滑石粉改性体，通过单螺杆挤出机在160℃～230℃条件下挤出成为熔体，经定径套真空箱、冷却水箱定型切割制成。
[0008]进一步的，所述滑石粉改性体由硅烷与钛酸脂复配偶联剂，在1000～1500r/min的条件下，表面改性处理后得到。
[0009]进一步的，将所述滑石粉改性体与聚丙烯塑料按6～8:4～2的比例混合，在双螺杆挤出内在160℃～230℃条件下挤出造粒制成滑石粉改性成母粒，混合添加分散到聚丙烯材料中。
[0010]进一步的，所述增强芯层4
‑
2用连续纤维预浸带，以由前进方向X轴50
°
～55
°
的缠绕角多层次搭接缠绕构成增强层管熔贴在内层塑料管外层壁。
[0011]本专利技术还提供了所述预制保温连续玻璃纤维预浸带增强管材制作方法，包括以下步骤：
[0012]1)将滑石粉改性成母粒按照一定比例与PP
‑
HM塑料材料搅拌均匀后装入到内层挤出机料筒内；
[0013]2)开启内层挤出机挤出复合塑料熔体，经真空喷淋水冷却定型制作内层管4
‑
1；
[0014]3)开启多组预浸带缠绕盘，边加热预浸带与内层管表层呈熔融状态，以40～65
°
倾斜角度多层次缠绕预浸带熔贴于内层管4
‑
1外层壁，组成由轴向斜向敷设组成的连续纤维预浸带缠绕层制成的增强芯层管4
‑
2；
[0015]4)开启外层管挤出机，基础外层聚丙烯熔体包覆在增强芯层4
‑
2管外壁，制成聚丙烯外层管4
‑
3；
[0016]5)将支架3按照设定的间距固定在聚丙烯外层管4
‑
3外壁；
[0017]6)将聚乙烯外护层管1外套在支架3外层上，二头端封堵组成空腔体；
[0018]7)将纳米级碳酸钙与聚氨酯液体搅拌均匀后，用聚氨酯溶体输送机压入空腔体并发泡，制成纳米碳酸钙复合聚氨酯保温层管2。
[0019]进一步的，所述步骤1)中滑石粉改性成母粒与PP
‑
HM塑料材料的重量百分比为10～30％：90～70％。
[0020]本专利技术通过采用热塑性复合管道来替代钢管，解决了现有技术中管道的耐腐蚀问题；采用耐高温增强改性聚丙烯来替代普通PERT与PPR材料，来提高内层塑料工作管的长期
耐热性，继而满足于热力一二级管网耐高温性能的使用要求；采用高强耐热的连续纤维预浸带缠绕在内层管外壁，以增强工作管芯层耐径向应力、抗轴向应力，实现了对管材的耐高压使用要求；采用复合管材同品质的管件管，来制作管接头，满足了管道70年全寿命周期内管材管件同品质同寿命使用的要求；采用双层热熔承插连接管道接口技术，在封堵密封管端避免管内介质窜入管层引起管道接口失效的同时，并增大承口熔接面积达到提高承口抗轴向拉伸应力的性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预制保温连续玻璃纤维预浸带增强管道，其由外到内依次设置有外护层(1)、保温层(2)、支架(3)、工作管道(4)，其特征在于：所述外护层(1)由高密度聚乙烯制成包裹在保温层外壁上；所述保温层(2)用含2％～3％重量比的纳米级碳酸钙复合聚氨酯制成的增强聚氨酯保温层包覆在工作管(4)外壁上；所述支架(3)是间距为1000～1500mm的镂空木质或塑料空心圆环支架，起到支撑外护层的作用；所述工作管道(4)包括采用经过改性增强具有高耐热高模量高韧性的聚丙烯内层管(4
‑
1)、连续纤维预浸带径向轴向增强芯层(4
‑
2)、聚丙烯外层管(4
‑
3)组成的复合管材(A)、用复合管材同品质管件管制成的复合管接头(B)、复合管道熔接口C组成，所述复合管接头(B)由管端上台阶(B1)下台阶(B2)构成的承口和复合管材段(A
’
)组成，所述的复合管道熔接口C由(A)复合管端口的上下台阶承口承插到(B)复合管接头管端的上下台阶承口经热熔或电熔构成(C1)与(C2)承口制成。2.根据权利要求1所述的预制保温连续玻璃纤维预浸带增强管材，其特征在于：所述聚丙烯内层管(4
‑
1)中含有10％～30％重量比的滑石粉改性体，通过单螺杆挤出机在160℃～230℃条件下挤出成为熔体，经定径套真空箱、冷却水箱定型切割制成。3.根据权利要求2所述的预制保温连续玻璃纤维预浸带增强管材，其特征在于：所述滑石粉改性体由硅烷与钛酸脂复配偶联剂，在1000～1500r/min的条件下，表面改性处理后得到。4.根据权利要求2所述的预制保温连续玻璃纤维预浸带增强管材，其特征在于：将所述滑石粉改性体与聚丙烯塑料按6～8:4～2的比例混合，在双螺杆挤出内在160℃～230℃条件下挤...

【专利技术属性】
技术研发人员：林世平，
申请(专利权)人：上海英泰塑胶股份有限公司，
类型：发明
国别省市：