CN103791174A - 一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材及其制备方法 - Google Patents

一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103791174A
CN103791174A CN201210430531.5A CN201210430531A CN103791174A CN 103791174 A CN103791174 A CN 103791174A CN 201210430531 A CN201210430531 A CN 201210430531A CN 103791174 A CN103791174 A CN 103791174A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thermoplastic resin
glass fibre
continuous glass
prepreg tape
wound around
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201210430531.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103791174B (zh
Inventor
黄标
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Genius New Materials Co Ltd
Original Assignee
Hefei Genius New Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Genius New Materials Co Ltd filed Critical Hefei Genius New Materials Co Ltd
Priority to CN201210430531.5A priority Critical patent/CN103791174B/zh
Publication of CN103791174A publication Critical patent/CN103791174A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103791174B publication Critical patent/CN103791174B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/16Rigid pipes wound from sheets or strips, with or without reinforcement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/305Spray-up of reinforcing fibres with or without matrix to form a non-coherent mat in or on a mould

Abstract

本发明涉及一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材及其制备方法,该管材由内层、中间层及外层组成,其中内层为环向缠绕连续玻璃纤维增强热塑性预浸带层,中间层为螺旋缠绕连续玻璃纤维增强热塑性预浸带层,外层为环向缠绕的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层。与现有技术相比,本发明不仅具有较高的环向抗拉强度,还具有较高的轴向抗拉强度,能满足非开挖施工中对牵拉管材的要求;本发明复合式缠绕热塑性玻璃钢管材在缠绕加工过程中只需调整缠绕工艺、改变缠绕角度,不需改变连续纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带带宽,整个缠绕加工是连续化的,生产效率较高。

Description

一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合式缠绕管材及其制备方法,尤其是涉及一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材及其制备方法。
背景技术
现有玻璃钢管材多由连续玻璃纤维增强热固性树脂材料组成。这种材料固然有优异的强度和模量,然而其脆性以及热固性树脂的不可回收性,使其在节能减排的国际环境下举步维艰。热塑性玻璃钢不但具有理想的强度和模量,而且材料韧性大大优于热固性玻璃钢,同时热塑性玻璃钢还具有回收再利用优势,近年来得到了快速发展。
专利CN101474868A提供了连续纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带的制备设备,使用该专利技术可制备性能优异的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带。该项技术的成功应用为热塑性玻璃钢管材的制备提供了原料支持。以连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带为原料,将其缠绕成型,制备成热塑性玻璃钢管材。缠绕成型包括环向缠绕和螺旋缠绕。环向缠绕的缠绕角度通常都大于70°,而螺旋缠绕的缠绕角度可以低至45°,环向缠绕给予热塑性玻璃钢管材较大环向抗拉强度,螺旋缠绕给予热塑性玻璃钢管材较大的轴向抗拉强度。目前,玻璃钢管材主要是环向抗拉强度高,轴向抗拉强度很低;而在非开挖地下施工要求牵拉管材具有足够的轴向抗拉强度。
为了制备出性能优异的热塑性玻璃钢管材,提高管材轴向抗拉强度,满足非开挖地下施工要求。本发明提供一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材,该种热塑性玻璃钢管材同时包括环向缠绕和螺旋缠绕。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有较高的环向抗拉强度和较高的轴向抗拉强度的复合式缠绕热塑性玻璃钢管材及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材,该管材由连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带通过复合式缠绕制成,复合式缠绕包括环向缠绕内层、螺旋缠绕中间层及环向缠绕外层,,所述的内层为环向缠绕的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层,所述的中间层为螺旋缠绕的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层,所述的外层为环向缠绕的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层。内层和外层给予复合式缠绕热塑性玻璃钢管材高环向拉伸强度;中间层给予复合式缠绕热塑性玻璃钢管材高轴向抗拉强度。
内层中连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的环向缠绕角度介于75°到88°之间,中间层中连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的螺旋缠绕角度介于45°到65°之间,外层中连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的环向缠绕角度介于75°到88°之间。
所述的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带由热塑性树脂浸渍连续玻璃纤维制成,所述的连续玻璃纤维占预浸带总重量分数的40-75%,所述的热塑性树脂为聚丙烯、聚乙烯或尼龙6。
所述的内层、中间层及外层的厚度范围均在0.1~10mm。
一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)用热塑性树脂浸渍连续玻璃纤维,制备连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带;
(2)依据公式b=∏Dcosα,将连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带裁剪成带宽为b的形状,其中,D为缠绕机芯模直径,α为内层及外层中连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的环向缠绕角度;
(3)将连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带环向缠绕在缠绕机芯模表面上,边缠绕边加热,使热塑性树脂熔融;预浸带层与层之间的树脂相互渗透粘结,形成一定厚度环向缠绕的内层;
(4)内层形成后,将连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带螺旋缠绕在内层的外表面上,边缠绕边加热,使热塑性树脂熔融;预浸带层与层之间的树脂相互渗透粘结,形成一定厚度螺旋缠绕的中间层;
(5)中间层形成后,将连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带环向缠绕在中间层的外表面上,边缠绕边加热,使热塑性树脂熔融;预浸带层与层之间的树脂相互渗透粘结,形成一定厚度环向缠绕的外层;
(6)待步骤(5)完成后,经冷却固化,脱模机脱模,即得到复合式缠绕热塑性玻璃钢管材。
内层、中间层或外层的形成过程中,连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带从左端缠绕到右端,再从右端以同样的缠绕角度缠绕到左端,连续缠绕多层,形成一定厚度的内层、中间层和外层。
连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带缠绕过程中的加热温度为100~210℃。
所述的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的厚度为0.1~0.25mm。
与现有技术相比,本发明具有以下优点及有益效果:
(1)本发明复合式缠绕热塑性玻璃钢管材不仅具有较高的环向抗拉强度,还具有较高的轴向抗拉强度;
(2)本发明复合式缠绕热塑性玻璃钢管材在缠绕加工过程中只需调整缠绕工艺,改变缠绕角度,不需改变连续纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带带宽,整个缠绕加工是连续化的,生产效率较高;
(3)本发明复合式缠绕热塑性玻璃钢管材具有高轴向抗拉强度,能满足非开挖施工中对牵拉管材要求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带环向缠绕示意图;
图3为连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带螺旋缠绕示意图。
图中,1为内层,2为中间层,3为外层,4为连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带,5为缠绕机芯模,α为环向缠绕角度,β为螺旋缠绕角度。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1所示,复合式缠绕热塑性玻璃钢管材由内层1、中间层2和外层3组成。连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的带宽为41mm,连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4为连续玻璃纤维增强热塑性聚丙烯,玻璃纤维含量为55%,预浸带厚度为0.2mm,缠绕机芯模5的直径为150mm。首先缠绕内层1,如图2所示,环向缠绕角度α为85°,预浸带经加热140℃后熔融,粘结在缠绕机芯模5表面,缠到缠绕机芯模5右端后,再向左缠绕,缠绕角度不变,依次铺层,形成厚度为2mm的内层1。其次缠绕中间层2,如图3所示,螺旋缠绕角度β为65°,连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4经加热140℃后熔融,继续粘结在环向缠绕内层表面,缠到缠绕机芯模5右端后,再向左缠绕,缠绕角度不变,依次铺层,形成厚度为5mm的中间层2。再次缠绕外层3,如图2所示,环向缠绕角度α为85°,连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4经加热140℃后熔融,继续粘结在螺旋缠绕中间层表面,缠到缠绕机芯模5右端后,再向左缠绕,缠绕角度不变,依次铺层,形成厚度为3mm的外层3。最后经冷却、脱模制得复合式缠绕热塑性玻璃钢管材。实施例2
如图1所示,复合式缠绕热塑性玻璃钢管材由内层1、中间层2和外层3组成。连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的带宽为40mm,连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4为连续玻璃纤维增强热塑性聚丙烯,玻璃纤维含量为75%,预浸带厚度为0.1mm,缠绕机芯模5的直径为50mm。首先缠绕内层1,如图2所示,环向缠绕角度α为75°,预浸带经加热130℃后熔融,粘结在缠绕机芯模5表面,缠到缠绕机芯模5右端后,再向左缠绕,缠绕角度不变,依次铺层,形成厚度为0.1mm的内层1。其次缠绕中间层2,如图3所示,螺旋缠绕角度β为45°,连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4经加热130℃后熔融,继续粘结在环向缠绕内层表面,缠到缠绕机芯模5右端后,再向左缠绕,缠绕角度不变,依次铺层,形成厚度为2mm的中间层2。再次缠绕外层3,如图2所示,环向缠绕角度α为75°,连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4经加热130℃后熔融,继续粘结在螺旋缠绕中间层表面,缠到缠绕机芯模5右端后,再向左缠绕,缠绕角度不变,依次铺层,形成厚度为0.1mm的外层3。最后经冷却、脱模制得复合式缠绕热塑性玻璃钢管材。
实施例3
如图1所示,复合式缠绕热塑性玻璃钢管材由内层1、中间层2和外层3组成。连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的带宽为22mm,连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4为连续玻璃纤维增强热塑性聚丙烯,玻璃纤维含量为60%,预浸带厚度为0.25mm,缠绕机芯模5的直径为200mm。首先缠绕内层1,如图2所示,环向缠绕角度α为88°,预浸带经加热150℃后熔融,粘结在缠绕机芯模5表面,缠到缠绕机芯模5右端后,再向左缠绕,缠绕角度不变,依次铺层,形成厚度为5mm的内层1。其次缠绕中间层2,如图3所示,螺旋缠绕角度β为50°,连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4经加热150℃后熔融,继续粘结在环向缠绕内层表面,缠到缠绕机芯模5右端后,再向左缠绕,缠绕角度不变,依次铺层,形成厚度为5mm的中间层2。再次缠绕外层3,如图2所示,环向缠绕角度α为88°,连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4经加热150℃后熔融,继续粘结在螺旋缠绕中间层表面,缠到缠绕机芯模5右端后,再向左缠绕,缠绕角度不变,依次铺层,形成厚度为5mm的外层3。最后经冷却、脱模制得复合式缠绕热塑性玻璃钢管材。
实施例4
一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材,结构如图1所示,该管材由连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4复合式缠绕制成,该管材包括内层1、中间层2及外层3,内层1为环向缠绕连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层,中间层2为螺旋缠绕连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层,外层3为环向缠绕连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层。内层1和外层3给予复合式缠绕热塑性玻璃钢管材高环向拉伸强度;中间层2给予复合式缠绕热塑性玻璃钢管材高轴向抗拉强度。
连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4由热塑性树脂浸渍连续玻璃纤维制成,连续玻璃纤维占预浸带总重量分数为55%,热塑性树脂为聚乙烯。连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的厚度为0.2mm,缠绕机芯模直径D为50mm。
内层1、中间层2及外层3的厚度分别为1mm、1mm和2mm。。
如图2~图3所示,内层1中连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的环向缠绕角度为75°,中间层2中连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的螺旋缠绕角度为45°,外层3中连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的环向缠绕角度为75°。
一种上述一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)由热塑性树脂聚丙烯浸渍连续玻璃纤维制备连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4;
(2)参照公式b=∏Dcosα,将连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4剪切成带宽为b的形状,其中,D为缠绕机芯模5直径,α为内层1中连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的环向缠绕角度;
(3)将连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4环向缠绕在缠绕机芯模5表面上,边缠绕边加热,使热塑性树脂熔融,使预浸带层与层之间的树脂相互渗透粘结,形成厚度为1mm环向缠绕的内层1;
(4)内层1形成后,将连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4螺旋缠绕在内层1的外表面上,边缠绕边加热,使热塑性树脂熔融,使预浸带层与层之间的树脂相互渗透粘结,形成厚度为1mm螺旋缠绕的中间层2;
(5)中间层2形成后,将连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4环向缠绕在中间层2的外表面上,边缠绕边加热,使热塑性树脂熔融,使预浸带层与层之间的树脂相互渗透粘结,形成厚度为2mm环向缠绕的外层3;
(6)待步骤(5)完成后,经冷却固化,脱模机脱模,即得到复合式缠绕热塑性玻璃钢管材。
内层1、中间层2或外层3的形成过程中,连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4从左端缠绕到右端,以达到内层1、中间层2或外层3的厚度。连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4缠绕过程中的加热温度为110℃。
实施例5
一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材,结构如图1所示,该管材由连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4复合式缠绕制成,该管材包括内层1、中间层2及外层3,内层1为环向缠绕连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层,中间层2为螺旋缠绕连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层,外层3为环向缠绕连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层。内层1和外层3给予复合式缠绕热塑性玻璃钢管材高环向拉伸强度;中间层2给予复合式缠绕热塑性玻璃钢管材高轴向抗拉强度。
连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4由热塑性树脂浸渍连续玻璃纤维制成,连续玻璃纤维占预浸带总重量分数为60%,热塑性树脂为聚乙烯。
内层1、中间层2及外层3的厚度分别为2mm、0.1mm和2mm,缠绕机芯模直径为200mm。
如图2~图3所示,内层1中连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的环向缠绕角度为85°,中间层2中连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的螺旋缠绕角度为50°,外层3中连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的环向缠绕角度为85°。
一种上述一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)由热塑性树脂浸渍连续玻璃纤维制备连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4,连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强熟塑性树脂预浸带4的厚度为0.1mm;
(2)参照公式b=∏Dcosα,将连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4剪切成带宽为b的形状,其中,D为缠绕机芯模5直径,α为内层1中连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的环向缠绕角度;
(3)将连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4环向缠绕在缠绕机芯模5表面上,边缠绕边加热,使热塑性树脂熔融,使预浸带层与层之间的树脂相互渗透粘结,形成厚度为2mm环向缠绕的内层1;
(4)内层1形成后,将连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4螺旋缠绕在内层1的外表面上,边缠绕边加热,使热塑性树脂熔融,使预浸带层与层之间的树脂相互渗透粘结,形成厚度为0.1mm螺旋缠绕的中间层2;
(5)中间层2形成后,将连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4环向缠绕在中间层2的外表面上,边缠绕边加热,使热塑性树脂熔融,使预浸带层与层之间的树脂相互渗透粘结,形成厚度为2mm环向缠绕的外层3;
(6)待步骤(5)完成后,经冷却固化,脱模机脱模,即得到复合式缠绕热塑性玻璃钢管材。
内层1、中间层2或外层3的形成过程中,连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4从左端缠绕到右端后再向左端以同样角度缠绕,连续缠绕多层,以达到内层1、中间层2或外层3的厚度。连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4缠绕过程中的加热温度为100℃。
实施例6
一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材,结构如图1所示,该管材由连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4复合式缠绕制成,该管材包括内层1、中间层2及外层3,内层1为环向缠绕连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层,中间层2为螺旋缠绕连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层,外层3为环向缠绕连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层。内层1和外层3给予复合式缠绕热塑性玻璃钢管材高环向拉伸强度;中间层2给予复合式缠绕热塑性玻璃钢管材高轴向抗拉强度。
连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4由热塑性树脂浸渍连续玻璃纤维制成,连续玻璃纤维占预浸带总重量分数为70%,热塑性树脂为尼龙。内层1、中间层2及外层3的厚度均为10mm,缠绕机芯模直径为1000mm。
如图2~图3所示,内层1中连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的环向缠绕角度为88°,中间层2中连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的螺旋缠绕角度为65°,外层3中连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的环向缠绕角度为88°。
一种上述一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)由热塑性树脂浸渍连续玻璃纤维制备连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4,连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的厚度为0.25mm;
(2)参照公式b=∏Dcosα,将连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4剪切成带宽为b的形状,其中,D为缠绕机芯模5直径,α为内层1中连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4的环向缠绕角度;
(3)将连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4环向缠绕在缠绕机芯模5表面上,边缠绕边加热,使热塑性树脂熔融,使预浸带层与层之间的树脂相互渗透粘结,形成厚度为10mm环向缠绕的内层1;
(4)内层1形成后,将连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4螺旋缠绕在内层1的外表面上,边缠绕边加热,使热塑性树脂熔融,使预浸带层与层之间的树脂相互渗透粘结,形成厚度为10mm螺旋缠绕的中间层2;
(5)中间层2形成后,将连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4环向缠绕在中间层2的外表面上,边缠绕边加热,使热塑性树脂熔融,使预浸带层与层之间的树脂相互渗透粘结,形成厚度为10mm环向缠绕的外层3;
(6)待步骤(5)完成后,经冷却固化,脱模机脱模,即得到复合式缠绕热塑性玻璃钢管材。
内层1、中间层2或外层3的形成过程中,连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4从左端缠绕到右端后再向左端以同样角度缠绕,连续缠绕多层,以达到内层1、中间层2或外层3的厚度。连续玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料预浸带连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带4缠绕过程中的加热温度为210℃。
各实施例所得产品性能如下表所示;
实施例 轴向抗拉强度(MPA) 环向抗拉强度(MPA)
实施例1 106 220
实施例2 123 216
实施例3 162 240
实施例4 145 238
实施例5 96 186
实施例6 158 242

Claims (10)

1.一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材,其特征在于,该管材由连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带通过复合式缠绕制成,该管材包括内层、中间层及外层,所述的内层为环向缠绕的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层,所述的中间层为螺旋缠绕的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层,所述的外层为环向缠绕的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带层。
2.根据权利要求1所述的一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材,其特征在于,内层中连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的环向缠绕角度介于75°到88°之间,中间层中连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的螺旋缠绕角度介于45°到65°之间,外层中连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的环向缠绕角度介于75°到88°之间。
3.根据权利要求1所述的一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材,其特征在于,所述的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带由热塑性树脂浸渍连续玻璃纤维制成,所述的连续玻璃纤维占预浸带总重量分数的40-75%,所述的热塑性树脂为聚丙烯、聚乙烯或尼龙6。
4.根据权利要求1所述的一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材,其特征在于,所述的内层、中间层及外层的厚度范围为0.1~10mm。
5.根据权利要求1所述的一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材,其特征在于,所述的热塑性玻璃钢管材的内径范围为50-1000mm。
6.一种如权利要求1所述的复合式缠绕热塑性玻璃钢管材的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)用热塑性树脂浸渍连续玻璃纤维,制备连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带;
(2)依据公式b=∏Dcosα,将连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带裁剪成带宽为b的形状,其中,D为缠绕机芯模直径,α为内层及外层中连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的环向缠绕角度;
(3)将连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带环向缠绕在缠绕机芯模表面上,边缠绕边加热,使热塑性树脂熔融;预浸带层与层之间的树脂相互渗透粘结,形成一定厚度环向缠绕的内层;
(4)内层形成后,将连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带螺旋缠绕在内层的外表面上,边缠绕边加热,使热塑性树脂熔融;预浸带层与层之间的树脂相互渗透粘结,形成一定厚度螺旋缠绕的中间层;
(5)中间层形成后,将连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带环向缠绕在中间层的外表面上,边缠绕边加热,使热塑性树脂熔融;预浸带层与层之间的树脂相互渗透粘结,形成一定厚度环向缠绕的外层;
(6)待步骤(5)完成后,经冷却固化,脱模机脱模,即得到复合式缠绕热塑性玻璃钢管材。
7.根据权利要求6所述的一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材的制备方法,其特征在于,带宽b的取值范围为40~110mm。
8.根据权利要求6所述的一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材的制备方法,其特征在于,内层、中间层或外层的形成过程中,连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带从左端缠绕到右端,再从右端以同样的缠绕角度缠绕到左端,连续缠绕多层,形成一定厚度的内层、中间层和外层。
9.根据权利要求6所述的一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材的制备方法,其特征在于,连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带缠绕过程中的加热温度为100~210℃。
10.根据权利要求6所述的一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材的制备方法,其特征在于,所述的连续玻璃纤维增强热塑性树脂预浸带的厚度为0.1~0.25mm。
CN201210430531.5A 2012-11-01 2012-11-01 一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材及其制备方法 Active CN103791174B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210430531.5A CN103791174B (zh) 2012-11-01 2012-11-01 一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210430531.5A CN103791174B (zh) 2012-11-01 2012-11-01 一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103791174A true CN103791174A (zh) 2014-05-14
CN103791174B CN103791174B (zh) 2017-10-31

Family

ID=50667103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210430531.5A Active CN103791174B (zh) 2012-11-01 2012-11-01 一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103791174B (zh)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104044276A (zh) * 2014-06-29 2014-09-17 柳州美纳机械有限公司 玻璃钢管的制作方法
CN104500867A (zh) * 2014-12-09 2015-04-08 华瀚管道系统科技有限公司 一种压力管结构及其制造方法
CN105221854A (zh) * 2015-10-15 2016-01-06 武汉理工大学 连续碳纤维束作传感器的复合智能管
CN105805533A (zh) * 2015-01-20 2016-07-27 威茨曼金属制品(江阴)有限公司 构件及其制造方法和装置
CN105889647A (zh) * 2016-06-06 2016-08-24 浙江飞龙管业有限公司 一种抗震抗压的玻璃钢复合管及其制作方法
CN106853673A (zh) * 2015-12-08 2017-06-16 海宁管丽科技新材料有限公司 一种非开挖整体修复用内衬软管的制作方法及其装置
CN106956472A (zh) * 2017-03-03 2017-07-18 航天材料及工艺研究所 一种复合材料抗冲击结构及其成型方法
CN107021758A (zh) * 2017-05-10 2017-08-08 核工业第八研究所 核燃料碳化硅陶瓷包壳管中间复合材料层的缠绕铺层结构
CN107940126A (zh) * 2017-12-12 2018-04-20 山东柏远复合材料科技有限公司 一种玻璃钢带增强的热塑性树脂缠绕管及其制备工艺
CN108006334A (zh) * 2017-12-12 2018-05-08 山东柏远复合材料科技有限公司 一种玻璃钢拉挤、缠绕双工艺复合波纹管的制备工艺
CN108036118A (zh) * 2018-02-10 2018-05-15 威海纳川管材有限公司 一种纤维增强热塑性复合材料管及其制备方法
CN109827012A (zh) * 2019-03-27 2019-05-31 连云港奥尼斯环保设备有限公司 一种玻璃钢通风管道
EP3522138A1 (en) 2018-02-01 2019-08-07 Smart Textiles Sp. z o.o Thermoplastic pipe
CN111021811A (zh) * 2019-12-09 2020-04-17 国家电网有限公司 一种纤维复合钢管杆塔及制造方法
CN111376426A (zh) * 2020-04-01 2020-07-07 浙江省林业科学研究院 一种植物纤维增强复合轻质保温风管的制备方法
US10730246B2 (en) 2016-03-24 2020-08-04 Mizuno Corporatioon Fiber-reinforced member and method for manufacturing same
CN112833263A (zh) * 2021-02-01 2021-05-25 上海英泰塑胶股份有限公司 一种连续纤维预浸箍筋带圈热塑复合油气集输管道
CN113330240A (zh) * 2018-12-20 2021-08-31 泰克尼普N电力公司 海底环境中输送流体用软管和相关方法
CN114427627A (zh) * 2022-01-21 2022-05-03 四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司 一种玄武岩纤维复合材料管廊及制作方法
CN115013715A (zh) * 2022-06-17 2022-09-06 张家港氢云新能源研究院有限公司 一种碳纤维全缠绕高压储氢气瓶

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3481369A (en) * 1967-06-16 1969-12-02 Ganahl Carl De Reinforced plastic pipe
CN201507728U (zh) * 2008-12-10 2010-06-16 大连宇星净水设备有限公司 一种连续纤维增强热塑性复合管道
CN102182875A (zh) * 2011-05-23 2011-09-14 文登鸿通管材有限公司 一种非粘接型拉挤复合管
CN102642316A (zh) * 2012-04-24 2012-08-22 东华大学 一种复合材料管的连续化制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3481369A (en) * 1967-06-16 1969-12-02 Ganahl Carl De Reinforced plastic pipe
CN201507728U (zh) * 2008-12-10 2010-06-16 大连宇星净水设备有限公司 一种连续纤维增强热塑性复合管道
CN102182875A (zh) * 2011-05-23 2011-09-14 文登鸿通管材有限公司 一种非粘接型拉挤复合管
CN102642316A (zh) * 2012-04-24 2012-08-22 东华大学 一种复合材料管的连续化制备方法

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104044276A (zh) * 2014-06-29 2014-09-17 柳州美纳机械有限公司 玻璃钢管的制作方法
CN104500867A (zh) * 2014-12-09 2015-04-08 华瀚管道系统科技有限公司 一种压力管结构及其制造方法
CN105805533A (zh) * 2015-01-20 2016-07-27 威茨曼金属制品(江阴)有限公司 构件及其制造方法和装置
CN105221854A (zh) * 2015-10-15 2016-01-06 武汉理工大学 连续碳纤维束作传感器的复合智能管
CN105221854B (zh) * 2015-10-15 2017-06-13 武汉理工大学 连续碳纤维束作传感器的复合智能管
CN106853673A (zh) * 2015-12-08 2017-06-16 海宁管丽科技新材料有限公司 一种非开挖整体修复用内衬软管的制作方法及其装置
US10730246B2 (en) 2016-03-24 2020-08-04 Mizuno Corporatioon Fiber-reinforced member and method for manufacturing same
CN105889647A (zh) * 2016-06-06 2016-08-24 浙江飞龙管业有限公司 一种抗震抗压的玻璃钢复合管及其制作方法
CN106956472A (zh) * 2017-03-03 2017-07-18 航天材料及工艺研究所 一种复合材料抗冲击结构及其成型方法
CN106956472B (zh) * 2017-03-03 2019-10-22 航天材料及工艺研究所 一种复合材料抗冲击结构及其成型方法
CN107021758A (zh) * 2017-05-10 2017-08-08 核工业第八研究所 核燃料碳化硅陶瓷包壳管中间复合材料层的缠绕铺层结构
CN107940126A (zh) * 2017-12-12 2018-04-20 山东柏远复合材料科技有限公司 一种玻璃钢带增强的热塑性树脂缠绕管及其制备工艺
CN108006334A (zh) * 2017-12-12 2018-05-08 山东柏远复合材料科技有限公司 一种玻璃钢拉挤、缠绕双工艺复合波纹管的制备工艺
CN107940126B (zh) * 2017-12-12 2023-10-27 山东柏远复合材料科技股份有限公司 一种玻璃钢带增强的热塑性树脂缠绕管及其制备工艺
EP3522138A1 (en) 2018-02-01 2019-08-07 Smart Textiles Sp. z o.o Thermoplastic pipe
CN108036118A (zh) * 2018-02-10 2018-05-15 威海纳川管材有限公司 一种纤维增强热塑性复合材料管及其制备方法
CN108036118B (zh) * 2018-02-10 2023-12-12 威海纳川管材有限公司 一种纤维增强热塑性复合材料管及其制备方法
CN113330240A (zh) * 2018-12-20 2021-08-31 泰克尼普N电力公司 海底环境中输送流体用软管和相关方法
CN109827012A (zh) * 2019-03-27 2019-05-31 连云港奥尼斯环保设备有限公司 一种玻璃钢通风管道
CN111021811A (zh) * 2019-12-09 2020-04-17 国家电网有限公司 一种纤维复合钢管杆塔及制造方法
CN111376426B (zh) * 2020-04-01 2021-10-22 浙江省林业科学研究院 一种植物纤维增强复合轻质保温风管的制备方法
CN111376426A (zh) * 2020-04-01 2020-07-07 浙江省林业科学研究院 一种植物纤维增强复合轻质保温风管的制备方法
CN112833263A (zh) * 2021-02-01 2021-05-25 上海英泰塑胶股份有限公司 一种连续纤维预浸箍筋带圈热塑复合油气集输管道
CN114427627A (zh) * 2022-01-21 2022-05-03 四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司 一种玄武岩纤维复合材料管廊及制作方法
CN115013715A (zh) * 2022-06-17 2022-09-06 张家港氢云新能源研究院有限公司 一种碳纤维全缠绕高压储氢气瓶

Also Published As

Publication number Publication date
CN103791174B (zh) 2017-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103791174A (zh) 一种复合式缠绕热塑性玻璃钢管材及其制备方法
CN102777708B (zh) 纤维编织拉挤管道和生产方法
CN102913691A (zh) 一种增强复合管及其制作方法
CN105952981A (zh) 拉挤管材及其制备方法与制造设备
WO2016150883A1 (en) Method for forming a fiber-reinforced composite structure
CN102434727B (zh) 一种玻璃钢加筋管及生产方法
CN103557376A (zh) 一种连续大口径编织纤维增强的热固性拉挤管道及生产方法
CN205836107U (zh) 拉挤管材
CN107191693B (zh) 螺旋双峰结构波纹管及其制造方法
CN114484098B (zh) 一种氢气天然气混合能源传输管道及其制备方法
CN104149325A (zh) 一种热塑性缠绕管道铺层工艺
CN104626602A (zh) 一种碳纤维复合材料管的成型方法
CN104385616B (zh) 一种采用双角度交替缠绕工艺制备煤层气管道的方法
CN202082504U (zh) 纤维增强热塑性塑料管材
CN202674573U (zh) 一种有关纤维编织拉挤成型的加筋管
CN102537534A (zh) 大口径高压力非金属复合管及其制备方法
WO2024078450A1 (zh) 空心绝缘管、空心绝缘管的制备方法及复合绝缘子
CN104044276A (zh) 玻璃钢管的制作方法
CN205871155U (zh) 玻璃钢管拉绕机
CN103612421A (zh) 玻璃钢/聚烯烃复合内衬管及其制作方法
CN204879094U (zh) 有关连续纤维增强的热塑性管道
KR101820634B1 (ko) 복합소재 전신주 및 그 제조방법
CN202561278U (zh) 一种有关连续拉织成型的玻璃钢加筋管
CN203202433U (zh) 一种超强拉力塑料复合管
CN103195987B (zh) 一种超高环刚度塑钢复合管及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant