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