CN102259427A - 纤维增强热塑性塑料管材的卷制成型技术 - Google Patents
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Abstract
纤维增强热塑性塑料管材卷制成型技术，其技术路线是，先将纤维编织的网清洗、干燥，并进行偶联处理；热塑性塑料预制成带状片材；把纤维网与加热软化的热塑性塑料片材压延迭合成带状复合片材，再将带状热塑性塑料片材、带状复合片材叠放在加热旋转的管材内模上，再次缠绕压延卷制，经冷却定型形成纤维增强热塑性塑料管材。本发明工艺简单，设备投资成本少，生产效率高，产品易大型化，纤维网纵、横向纤维使管材的纵、横向性能都得到了提高；调整纤维网纵、横向纤维的比例，可以生产出满足不同工程要求的管材。
Description
技术领域
本发明涉及一种热塑性塑料复合管材成型技术，尤其涉及一种纤维增强热塑性塑料管材的卷制成型技术。
背景技术
目前常见的热塑性塑料复合管材生产技术主要有以下几种：
1、共混挤出法：
该方法主要用于钢—塑复合管材的生产。其生产工艺为：首先预制一钢骨架，之后将钢骨架与塑料粒料共挤成型。
该方法钢骨架制造焊点极多、焊制困难，产品成型需高温、高压，能耗大，产品难以大型化。
2、缠绕挤出法：
首先用挤出机纵向挤出芯管，在芯管上缠绕高强纤维，之后，采用横向挤出头挤出热塑性塑料，包覆高强纤维。
该方法横向挤出的塑料沿圆周均匀分布困难，目前只用于小口径管材生产。
3、缠绕法：
该方法是在内衬层上缠绕浸涂胶液的玻璃纤维，层层缠绕至要求厚度，外覆塑料保护层。中国专利200510063209.3，公开了一种连续长纤维增强热塑性塑料、缠绕成型制造塑料管的技术，该方法经纤维偶联处理、单丝合股成束，粘结涂覆后，就地缠绕到一个已加热的圆柱形不锈钢模芯上、一层一层地叠加，从而形成具有规定内径和均匀光滑的内管壁的连续长纤维增强热 塑性塑料缠绕管。该方法较为成功，可制成直径至4米的塑料管。具有强度高、成本低、重量轻的特点。
该方法和其他缠绕管材具有同样的缺点是，在管材的长度方向上，纤维束是环向缠绕，相邻纤维束是有间隔的，因而，在管材的纵向性能较。
发明内容
为了解决上述问题，提高管材性能，本发明的目的是提供一种采用纤维网与热塑性塑料复合增强、滚压卷制生产纤维增强热塑性管材的成型技术，用于生产纤维增强热塑性塑料管材。
本发明纤维增强热塑性塑料管材的卷制成型技术是：
a、将高强纤维网清洗、干燥，并进行表面偶联处理；
b、采用挤出工艺，通过扁平挤出口将热塑性塑料预制成带状热塑性塑料片材；
c、采用滚压工艺，将纤维网压入加热软化的带状热塑性塑料片材内，制成带状复合增强片材；
d、将带状热塑性塑料片材和复合增强片材，依次叠放在带有滚压装置和加热装置的管材内模上，压延迭合，随着管材内模的旋转，带状热塑性塑料片材和复合增强片材卷制成筒体；
e、将已成形的筒体纵向牵引至冷却室冷却定型，之后，进行定长切割，即生产出纤维增强热塑性塑料管材。
所述的成型技术b，其特征是预制成带状热塑性塑料片材的宽度与纤维网的宽度基本相等，带状热塑性塑料片材的厚度为纤维网厚度的2-5倍。
所述的成型技术d，其特征是多层叠压卷制成型，其增强层为1-10层。
本发明的有益效果是，由于采用纤维网增强热塑性塑料、热熔滚压多层卷 制工艺，纤维网与热塑性塑料复合后，纤维网纵、横向纤维使管材的纵、横向性能都得到了提高；调整纤维网纵、横向纤维的比例，可以生产出满足不同工程要求的管材；产品易于大型化；且工艺简单，便于操作，可大幅度提高生产效率、降低设备投资和生产成本。
本发明可根据产品使用工况，选用HDPE、UPVC、PP等不同的热塑性塑料，选用高强钢丝、玻璃纤维、尼龙纤维等不同的增强材料，从而生产出不同材质的复合管材。
附图说明
图1是本发明生产的管材结构的立体示意图；
1、热塑性塑料外层2、中层(复合增强层)3、热塑性塑料内层4、径向纤维束5、纬向纤维束
图2是本发明生产的管材结构的剖面示意图。
1、热塑性塑料外层3、热塑性塑料内层4、径向纤维束5、纬向纤维束
具体实施方式
结合本发明实施的技术路线，对本发明实施方式作如下说明。
纤维编织成网：用织网机把纤维编织成网，其经、纬纤维束的直径和数量根据管材环向性能与纵向性能而确定，纤维网的宽度根据管材直径和壁厚确定。纤维编织成网后，进行清洗、送入干燥箱。
纤维网偶联处理：根据所用热塑性塑料和纤维，选择相应的偶联剂，涂覆在纤维网表面。
预制成带状片材：热塑性塑料在挤塑机中被加热塑化后，采用扁口挤出机生产出带状热塑性塑料片材。带状热塑性塑料片材的宽度与纤维网的宽度基本 相等，带状热塑性塑料片材的厚度为纤维网厚度的2-5倍。
纤维网、热塑性塑料片材压延迭合：热塑性塑料片材软化前、或加温到软化点后，采用滚压工艺将纤维网压入带状热塑性塑料片材，形成纤维网增强热塑性塑料的带状复合增强片材。
叠压卷制：
将带状热塑性塑料片材、带状纤维网增强热塑性塑料片材、带状热塑性塑料片材，沿纵向依次叠放在带有滚压装置和加热装置的管材内模上。
热塑性塑料片材紧贴在管材内模上，为最内层3，如此管材内孔光滑；
带状纤维网增强热塑性塑料片材在外侧，为复合增强层2；根据管材壁厚要求，确定依次叠放纤维增强片材的数量；
根据所需片材的总层数，确定每片片材起头位置，两相邻片材起头位置环向相距距离为：管模外周长/片材总层数。
控制管材内模转速和管材牵引速度，管材内模每旋转一圈，牵引距离为带材的宽度。随着管材模具的旋转，带状热塑性塑料片材、带状纤维网增强热塑性塑料片材在管材内模上依次螺旋重叠卷绕，通过加热熔融和滚压而成为一体，形成所需要壁厚的管材。带状纤维网增强热塑性塑料片材的外层即为复合管材的外层1.
冷却定型、定长切割；将已成形的筒体纵向牵引至冷却室冷却定型。之后，进行定长切割，即生产出纤维增强热塑性塑料管材。
管材壁厚根据管材性能而确定，管材卷制的层数由管材壁厚和带材厚度而确定。
Claims (3)
1.纤维增强热塑性塑料管材卷制成型技术，其特征是：
a、将高强纤维网清洗、干燥，并进行表面偶联处理；
b、采用挤出工艺，通过扁平挤出口将热塑性塑料预制成带状热塑性塑料片材；
c、采用滚压工艺，将纤维网压入加热软化的带状热塑性塑料片材内，制成带状复合增强片材；
d、将带状热塑性塑料片材和复合增强片材，同时叠放在带有滚压装置加热的管材内模上，压延迭合，随着管材内模的旋转，带状热塑性塑料片材和复合增强片材卷制成筒；
e、将已成形的筒体纵向牵引至冷却室冷却定型，之后，进行定长切割，即生产出纤维增强热塑性塑料管材。
2.根据权利要求1所述的纤维增强热塑性塑料管材卷制成型技术b，其特征是：预制成带状热塑性塑料片材的宽度与纤维网的宽度基本相等，带状热塑性塑料片材的厚度为纤维网厚度的2-5倍。
3.根据权利要求1所述的纤维增强热塑性塑料管材卷制成型技术d，其特征是：多层叠压卷制成型，其增强层为1-10层。
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