CN103062528A - 一种可盘绕式增强塑料复合管 - Google Patents
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Abstract
本发明属于塑料复合管材技术领域，公开了一种可盘绕式增强塑料复合管。其构成该复合管的技术方案为：由高分子聚合物材料制成的内管层,在该内管层外壁上缠绕或编织有由涤纶工业纤维、芳纶纤维、玻璃纤维构成的耐磨纤维层,该纤维层的外表面涂覆有改性高分子聚合物防腐保护层；所述内管层、纤维层和保护层组合为一体结构。该可盘绕式强塑料复合管具有弯曲半径小、耐磨耐腐蚀性能强和承压能力高的优点。
Description
技术领域
本发明属于塑料复合管材技术领域，尤其涉及一种使用于石油、化工、海洋等领域的可盘绕式增强塑料复合管。
背景技术
近年来，随着我国经济的快速发展，各行业对能源的需求大量增加，尤其对油气资源的依赖性更强，现有油气工业生产用于输送污水、注聚和强腐蚀性介质（如含有硫化氢、CL-、CO3的天然气等）的管道一般采用钢管或玻璃钢管，其中钢管的缺陷是重量大、易腐蚀、使用寿命短，玻璃钢管的缺陷是抗蠕变性差、维修难度大、报废后无法再利用，易于造成环境污染。
针对目前存在的问题，输送管道技术领域出现了多种耐腐蚀塑料复合管，如：中国专利申请号为200410007511.2的发明专利申请公开了一种柔性复合高压输送管，构成该输送管的结构包括由纳米聚合物构成的内层，高强度纤维层构成的中层和纳米聚合物形成的外层保护层。其中内层、中层和外层间均设置了粘合剂层，相互粘合成一体的复合管材；该种形成了一体结构的复合管材成型后管材弯曲半径过大，给管材的储存、运输、铺设、安装过程中造成了不便；另外，在粘合剂的选择上，不同结构的复合管选用的规格不一致，基本上都是溶剂型化工制剂，对于生产环境中人身健康安全造成了很大的危害。
发明内容
本发明的目的就是提供一种具有耐磨耐腐蚀性能强、成型后管材弯曲半径小、生产安全、承压能力高的可盘绕式增强塑料复合管。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种可盘绕式增强塑料复合管，由高分子聚合物材料制成的内管层,在该内管层外壁上缠绕或编织有由涤纶工业纤维、芳纶纤维、玻璃纤维构成的耐磨纤维层,该纤维层的外表面涂覆有改性高分子聚合物防腐保护层；所述内管层、纤维层和保护层组合为一体结构。
构成上述一种可盘绕式增强塑料复合管的附加技术特征包括：
——所述的耐磨纤维层包括单独由涤纶工业纤维、芳纶纤维或/和玻璃纤维缠绕或编织构成或由涤纶工业纤维、芳纶纤维或/和玻璃纤维与钢丝混合编织或缠绕构成；
——构成所述耐磨纤维层的所缠绕或编织的涤纶工业纤维、芳纶纤维、玻璃纤维或钢丝与复合管管材轴心线的夹角为54°47′或67.79′；
——所述的内管层由75—95重量份的尼龙6、10—15重量份的玻璃短纤维、6—12重量份的线性低密度聚乙烯、0.6—1.0重量份抗氧剂、0.1—0.3重量份的偶联剂构成：所述的防腐保护层包括92—97重量份的高密度聚乙烯、5—8重量份的炭黑色母料；
——所述的防腐保护层中还含有5—10重量份的玻璃短纤维；
——所述的玻璃短纤维长度在0.5—1.5厘米间。
本发明所提供的可盘绕式增强塑料复合管同现有技术相比，具有以下优点：
——由于构成该复合管的内管层、纤维层和防腐保护层采用非粘接结构，使得成型后的复合管弯曲半径更小，便于使用、运输和储存：
——由于在构成复合管的内管层、纤维层和防腐保护层间没有使用化工粘合剂，降低了作业场所的空气环境污染，并有利于生产工人的人身健康；
——由于纤维增强层与管材轴心线成为54°47′或67.79′角度，呈双向交叉缠绕结构，可以使复合管的环向和轴向强度及承压能力提高2-3倍。
附图说明
图1为本发明供的可盘绕式增强塑料复合管的截面结构示意图；
图2为上述可盘绕式增强塑料复合管的轴向结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所提供的一种对可盘绕式增强塑料复合管的结构做进一步的详细说明。
如图1所示，为本发明所提供的一种可盘绕式增强塑料复合管的径向剖面结构示意图。构成该增强塑料复合管的结构包括由高分子聚合物材料制成的内管层1,在该内管层外壁上缠绕或编织有由涤纶工业纤维、芳纶纤维、玻璃纤维构成的耐磨纤维层2,该纤维层2的外表面涂覆有改性高分子聚合物防腐保护层3。上述内管层1、纤维层2和保护层3组合为一体结构。
如图2所示的构成上述可盘绕式增强塑料复合管的结构中，
——耐磨纤维层2包括单独由涤纶工业纤维、芳纶纤维或/和玻璃纤维缠绕或编织构成，利用上述纤维直接构成的耐磨纤维层形成的复合管具有耐磨、耐腐蚀和柔软性能更好的特点；也可以利用由涤纶工业纤维、芳纶纤维或/和玻璃纤维与钢丝混合编织或缠绕(即在每一编织或缠绕层中同时含有涤纶工业纤维、芳纶纤维或/和玻璃纤维与钢丝)构成，该混合编织或缠绕构成的耐磨纤维层2形成的复合管具有耐压和耐磨使用寿命长的特点；
——构成耐磨层2的所缠绕或编织的涤纶工业纤维、芳纶纤维、玻璃纤维或钢丝与复合管管材轴心线的夹角A为54°47′或67.79′，改变了缠绕角度为54.73′的传统选择。通过改变缠绕角，层厚度可减少15%左右，在这个编织或缠绕角度下，一方面提高了管材的环向拉伸强度，另一方面使环向强度和轴向拉伸强度趋于平衡状态，能够有效的提高管材的承压能力。改变缠绕角是改变定长缠绕复合管道环向与轴向拉伸强度之比的主要措施。增大缠绕角对定长缠绕工艺更为有利。适当增大缠绕角，减小管道的厚度，仍不会降低轴向强度安全系数，这样可以大幅度降低工程造价。
——根据复合管直径大小和强度的要求，耐磨层2可以是两层、四层或六层的涤纶工业纤维、芳纶纤维或/和玻璃纤维4与钢丝5混合编织或缠绕层6构成。
构成上述可盘绕式增强塑料复合管内管层和防腐保护层的具体实施方式为：
实施例1
复合管的内管层的构成材料为：80重量份尼龙6、10重量份玻璃短纤维、9重量份线性低密度聚乙烯、0.6重量份抗氧剂1098、0.2重量份偶联剂KH-570；
复合管的防腐保护层的构成材料：95重量份高密度聚乙烯7600M、5重量份的炭黑色母料。
实施例2
复合管的内管层的构成材料为： 75重量份尼龙6、15重量份玻璃短纤维、12重量份线性低密度聚乙烯、0.8重量份抗氧剂1098、0.3重量份偶联剂KH-580；
复合管的防腐保护层的构成材料： 94重量份高密度聚乙烯7600M、6重量份的炭黑色母料和8重量份的玻璃短纤维。
实施例3
复合管的内管层的构成材料为： 90重量份尼龙6、12重量份玻璃纤维、6重量份线性低密度聚乙烯、1.0重量份抗氧剂168、0.1重量份偶联剂KH-580；
复合管的防腐保护层的构成材料： 92重量份高密度聚乙烯7600M、7重量份的炭黑色母料。
实施例4
复合管的内管层的构成材料为： 80重量份尼龙6、11重量份玻璃短纤维、8重量份线性低密度聚乙烯、0.7重量份抗氧剂1098、0.15重量份偶联剂KH-570；
复合管的防腐保护层的构成材料： 92重量份高密度聚乙烯7600M、8重量份的炭黑色母料和10重量份的玻璃短纤维。
实施例5
复合管的内管层的构成材料为： 85重量份尼龙6、10重量份玻璃短纤维、7重量份线性低密度聚乙烯、0.8重量份抗氧剂168、0.25重量份偶联剂KH-580；
复合管的防腐保护层的构成材料： 97重量份高密度聚乙烯7600M、5重量份的炭黑色母料。
实施例6
复合管的内管层的构成材料为：95重量份尼龙6、12重量份玻璃短纤维、9重量份线性低密度聚乙烯、0.6重量份抗氧剂168、0.20重量份偶联剂KH-570；
复合管的防腐保护层的构成材料：96重量份的高密度聚乙烯7600M、6重量份的炭黑色母料和5重量份的玻璃短纤维。
上述实施例中复合管内管层的制备为，将玻璃纤维加入到混合好的尼龙6、线性低密度聚乙烯、抗氧剂和偶联剂中通过挤出机头模具，经过真空定径和冷却定型，形成内管层。
在该内管层上缠绕或编织2—8层的纤维层，然后将混合好的高密度聚乙烯7600M和炭黑色母料通过挤出机头模具，经过真空定径并包覆在内管层缠绕或编织的纤维层上并冷却定型，形成防腐保护层3。
由于在构成复合管的防腐保护层3中含有玻璃短纤维，因此可以大大提高其轴向和环向拉伸强度。
构成上述复合管的内管层和防腐保护层所含的玻璃短纤维的长度控制在0.5—1.5厘米间；长度太短起不到提高轴向和环向拉伸强度的作用；长度大于2.0厘米时会使得混合困难，并且纤维和塑料的结合力下降，同样会导致复合管轴向和环向拉伸强度的降低。
由于该结构的复合管的弯曲半径变小，因此在安装、铺设时能够大幅度减少现场施工作业带面积，降低施工铺设的难度。
Claims (6)
1.一种可盘绕式增强塑料复合管，其特征在于：由高分子聚合物材料制成的内管层,在该内管层外壁上缠绕或编织有由涤纶工业纤维、芳纶纤维、玻璃纤维构成的耐磨纤维层,该纤维层的外表面涂覆有改性高分子聚合物防腐保护层；所述内管层、纤维层和保护层组合为一体结构。
2.根据权利要求1所述的一种可盘绕式增强塑料复合管，其特征在于：所述的耐磨纤维层包括单独由涤纶工业纤维、芳纶纤维或/和玻璃纤维缠绕或编织构成或由涤纶工业纤维、芳纶纤维或/和玻璃纤维与钢丝混合编织或缠绕构成。
3.根据权利要求1或2所述的一种可盘绕式增强塑料复合管，其特征在于：构成所述耐磨纤维层的所缠绕或编织的涤纶工业纤维、芳纶纤维、玻璃纤维或钢丝与复合管管材轴心线的夹角为54°47′或67.79′。
4.根据权利要求1所述的一种可盘绕式增强塑料复合管，其特征在于：所述的内管层由75—95重量份的尼龙6、10—15重量份的玻璃短纤维、6—12重量份的线性低密度聚乙烯、0.6—1.0重量份抗氧剂、0.1—0.3重量份的偶联剂构成：所述的防腐保护层包括92—97重量份的高密度聚乙烯、5—8重量份的炭黑色母料。
5.根据权利要求4所述的一种可盘绕式增强塑料复合管，其特征在于：所述的防腐保护层中还含有5—10重量份的玻璃短纤维。
6.根据权利要求4或5所述的一种可盘绕式增强塑料复合管，其特征在于：所述的玻璃短纤维长度在0.5—1.5厘米间。
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