本发明专利技术属于高分子材料技术领域，涉及一种管材的制备方法，该制备方法包含如下步骤：(1)将复合预浸带放入置卷装置中，然后使复合预浸带依次通过张力辊组中的各个张力辊；(2)将步骤(1)处理过的复合预浸带进行预加热；(3)然后将步骤(2)预加热处理后的复合预浸带在缠绕点加热；(4)再将步骤(3)经加热的复合预浸带进行缠绕；(5)最后，原位固结成型，得到管材。与现有技术相比，本发明专利技术具有成本低，设备简单，成型周期短等优点，且制得的热塑性复合管质量轻、耐高压、防腐蚀，可应用于石油化工等高端领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料
，涉及一种管材的制备方法。
技术介绍
缠绕成型工艺设备简单，效率高，成本低，是复合材料成型工艺最有前景的制造方 法之一。缠绕成型目前主要集中在纤维增强热固性复合材料的成型，主要是玻璃钢缠绕管 材。玻璃钢制品的弹性模量低，可通过一些加强筋来增加其刚性，但是这样就相应的增加了 成本，且玻璃钢管材制品长期耐热性很差。中国专利CN201020596716. X采用玻璃钢增强钢 塑管，最后在玻璃纤维增强层上再紧密粘合热塑性塑料形成外保护层，故这种复合管有防 腐的功效，且可大幅度提高耐压能力。但是这种复合管材设备复杂，工艺过程较繁琐，工业 化生产效率低。连续纤维增强热塑性复合材料密度小，强度高，具有优异的机械性能，如高的拉伸 强度、弯曲强度、高模量和高抗冲击性能等。此外它还具有良好的加工性能及其很好的耐化 学稳定性能和耐热性能，在一些复杂的环境中仍然可以长期稳定使用。相比于热固性复合 材料，热塑性复合材料具备加工设备简单，生产效率高，废料可回收利用，成型周期短等优 点，这些都是目前市场和环境所需求的。热塑性复合材料缠绕制品在耐热、耐压和抗冲击性 能、抗损伤性能等方面都明显优于热固性复合材料。在工艺过程方面，热塑性缠绕比热固性 缠绕少了一个固化过程，仅在缠绕点处增加一个加热装置，即可实现原位固化成型，成型周 期明显缩短。缠绕得到的热塑性复合管材具有耐腐蚀、耐压、耐温、耐磨、无毒、使用寿命长、 综合费用低等特点。在城市和建筑的给水、石油、天然气、化工等领域有广泛的应用。热塑性树脂基体熔体的粘度大，与纤维浸润过程中需要较高的温度和压力， 直接采用在线浸溃缠绕工艺相对较困难，故本实验采用两步法，即先采用由中国专利 CN200910048973.1所述的方法制成复合预浸带，再将制好的预浸带缠绕成型。由该专利所 述的方法制得的复合带纤维和树脂之间浸润良好，纤维含量可达到50%以上。
技术实现思路
本文的目的在于针对现有技术的缺陷而提供一种管材的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下本专利技术以连续纤维增强热塑性树脂淋膜得到的预浸带为原料，采用缠绕成型制成 高强高模的热塑性复合管材。一种管材的制备方法，其包含如下步骤(I)将复合预浸带放入置卷装置中，然后使复合预浸带依次通过张力辊组中的各 个张力辊；(2)将步骤(I)处理过的复合预浸带进行预加热；(3)然后将步骤(2)预加热处理后的复合预浸带在缠绕点加热；(4)再将步骤(3)经加热的复合预浸带进行缠绕；(5)最后，原位固结成型，得到管材。所述的复合预浸带包含质量分数为40 60%的热塑性树脂和质量分数为40 60%连续纤维。所述的热塑性树脂选自聚丙烯、聚乙烯、尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中 的一种或一种以上。所述的连续纤维选自玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维中一种或一种以上。所述的步骤(I)中的复合预浸带是采用由中国专利CN200910048973.1所述方法 即熔融法制得，复合预浸带宽为O.1 6cm,优选O. 5 3cm。所述的步骤(I)中的张力辊组由2 4个金属滚筒组成。所述的金属滚筒为钢制滚筒。所述的步骤(I)中人工手动将复合预浸带铺平使其依次通过张力辊组。所述的步骤(2)中的预加热方式为红外加热，预加热温度为30 90°C，所述的预 加热操作在预加热装置中进行。预热的主要目的是去除纤维复合带的水分，消除复合预浸 带的预结晶。同时使复合预浸带具有一定的温度可以加快缠绕速度，可以防止加热点处由 于加热时间过长而使树脂基体有所降解，使其在缠绕点加热更充分，浸溃效果更好。所述的步骤(3)中缠绕点为加热装置处的加热点，加热方式为热空气加热或红外 加热，加热温度为140 280°C，温度通过红外测温仪测得。所述的步骤(4)中的预浸带缠绕过程是缠绕在芯模上，最后形成密实的缠绕结 构，缠绕速度为I 30m/min，优选I 10m/min，缠绕角在30° 75°之间，优选缠绕角范 围40° 60°，缠绕张力为5 100N，缠绕张力的大小是由缠绕速度所决定的，缠绕速度越 大，张力越大，缠绕速度减小，张力减小。所述的芯模为球形、管形或环形。所述的步骤(5)的原位固结成型采用一个压辊压制，该压辊采用钢制的滚筒，其 直径为8 15cm。压辊数量对本专利技术的产品影响不大，在节约成本和资源的情况下，采用一 个压辊就足够了，该压辊可控制复合预浸带的缠绕速度，从而控制预浸带的缠绕张力。热塑 性树脂缠绕直接原位成型，不需要额外的固化过程。所得到的缠绕管材由于角度的变换会使得有两端的厚度和中间部分的厚度不一 致，对于精度要求较高的缠绕管材来说，可采用切割机或其他装置切掉两端部分。本专利技术的有益效果在于本专利技术提供的连续纤维增强热塑性复合预浸带管材相比于热固性缠绕管而言，具 有成本低，设备简单，成型周期短等优点，且制得的热塑性复合管质量轻、耐高压、防腐蚀， 可应用于石油化工等高端领域。本专利技术采用一种连续纤维增强热塑性复合预浸带的缠绕成 型所制得的管材与传统的钢管相比，降低了材料的重量，保护了环境和降低了成本。与现有 的应用较为多的热固性复合材料缠绕管相比，热塑性复合材料设备流程更简单，缩短了工 艺流程，提高了生产效率。附图说明图1是一种连续纤维增聚热塑性树脂复合预浸带缠绕成型示意图。附图标记I置卷装置，3张力辊组，5绕丝嘴，7红外测温仪，9 压棍，2复合预浸带， 4预热装置，6加热装置，8芯模，10缠绕点。具体实施方式下面根据附图对本专利技术进行详细叙述。以下案例采用连续玻璃纤维增聚丙烯聚热 塑性树脂复合预浸带为原料进行缠绕成型。实施例1本专利技术中连续玻璃纤维增聚丙烯热塑性树脂复合预浸带中，玻璃纤维含量为 40%，聚丙烯树脂基体含量为60%。复合预浸带裁剪宽度为O. 5 3cm。(I)放于置卷装置I的玻璃纤维增强聚丙烯树脂复合预浸带2，人工手动将复合预 浸铺平后进入张力辊组3，使复合带平整的进入下一个阶段；(2)在张力辊组3的带动下进入到红外预热装置4，红外预热温度为60°C，使纤维 带有一定的温度，加快缠绕速度，提高加热效率；(3)然后复合预浸带进入绕丝嘴5，通过绕丝嘴来控制预浸带的缠绕角度和缠绕 方向；接着在缠绕点处对复合预浸带进一步的加热，加热温度为180°C，此缠绕点10处的加 热装置6采用热空气，通过红外测温仪7测得缠绕点10处的温度；(4)在缠绕速度为3m/min，缠绕角在40° 60°之间，按照规定的轨迹均匀的缠 绕到芯模8上，缠绕张力为5 50N，缠绕张力在此过程中是在一定范围内变化的；(5)在缠绕张力和压辊9的作用下排出预浸带层与层之间的孔隙，直接原位固结 成型得到密实的管状制品。实施例2本实施例中连续玻璃纤维增聚丙烯热塑性树脂复合预浸带中，玻璃纤维含量为 50%，聚丙烯树脂基体含量为50%。复合预浸带裁剪宽度为O. 5 3cm。(I)放于置卷装置I的玻璃纤维增强聚丙烯树脂复合预浸带2，人工手动将复合预 浸铺平后进入张力辊组3，使复合带平整的进入下一个阶段；(2)在张力辊组3的带动下进入到红外预热装置4，红外预热温度为70°C，使纤维 带有一定的温度，加快缠绕速度，提高加热效率；(3)然后复合预浸带进入绕丝嘴5，通过绕丝嘴来控制预浸带的缠绕角度和缠绕本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种管材的制备方法，其特征在于：其包含如下步骤：(1)将复合预浸带放入置卷装置中，然后使复合预浸带依次通过张力辊组中的各个张力辊；(2)将步骤(1)处理过的复合预浸带进行预加热；(3)然后将步骤(2)预加热处理后的复合预浸带在缠绕点加热；(4)再将步骤(3)经加热的复合预浸带进行缠绕；(5)最后，原位固结成型，得到管材。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓丽莉，解廷秀，
申请(专利权)人：上海杰事杰新材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。