CN105952990B - 一种可盘绕式玻纤增强塑料复合管及其制备方法 - 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玻纤增强塑料复合管及其制备方法。其构成该复合管的技术方案：包括塑料内管层、增强层和外管层；且增强层由浸有树脂的玻璃纤维形成的缠绕或编织层构成。该可盘绕式玻纤增强塑料复合管由于构成该复合管的增强层采用了多羟基聚醚混合物、邻苯二甲酸二丁酯、聚氨酯树脂或双酚A环氧树脂、K54叔胺、HG‑66活性硅微粉为主要组分构成的树脂，使得与玻璃纤维固化形成整体的具有弯曲性能的玻璃钢结构；该复合管具有弯曲性能和具有足够的抗外压性能。

Description

一种可盘绕式玻纤增强塑料复合管及其制备方法
技术领域
本发明属于复合管材技术领域，尤其涉及一种使用于石油、化工、海洋等领域，特别是用于井下注水的可盘绕式玻纤增强塑料复合管及其制备方法。
背景技术
油井井下注水，用于提高油层的压力。而井下注水使用的管线为钢制管道；由于油井多在数百米上千米，因此使用的钢制管纤维单根长度只有十米左右的钢管焊接构成。这种钢管焊接成的井下注水管线，下井时因重量大、无法弯曲不仅安装维修操作困难，而且由于井下的腐蚀性、导致钢管的使用寿命较短，对于数百米的神经的钻制是一种浪费。
而常用于石油输送的复合高压输送管，如中国专利申请号为201310530359.5的发明专利申请公开的一种新型增强缠绕管，该缠绕管为采用聚乙烯或聚丙烯树脂为主要原料构成的直管结构，这种由直接在塑料内管层上缠绕加强层构成的缠绕管，其尽管承受内压的性能较好，可其抗外压强度难于满足要求；中国专利申请号为201210473730.4的发明专利申请公开了一种环氧树脂浸渍玻璃纤维带连续增强复合管，其结构包括内管、缠绕于该内管外层上的环氧树脂浸渍玻璃纤维带增强层和改性闭孔泡沫保温层及外包覆有聚乙烯外体保护层，该结构的复合管由于由环氧树脂浸渍玻璃纤维带构成增强层，不仅其内外压力性能难于满足需要，而且难于弯曲，因此不能够满足下井管的需要。
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、能够弯曲的具有承受内外压力性能好的可盘绕式玻纤增强塑料复合管及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种可盘绕式玻纤增强塑料复合管，其结构包括塑料内管层、增强层和外管层；其特征在于：所述的增强层由浸有树脂的玻璃纤维形成的缠绕或编织层构成；所述的树脂包括下列重量份的组分
50重量份的多羟基聚醚混合物、8.0—12.0重量份的邻苯二甲酸二丁酯、28.0—32.0重量份的聚氨酯树脂、2.0—3.0重量份的促凝剂、0.3—0.6重量份的蓖麻油、1.2—1.6重量份的三羟甲基丙烷（TMP）、0.3—0.6重量份的磷酸和4.0—5.0重量份的阻燃剂；或包括下列重量份的组分
60重量份的双酚A环氧树脂、4.0—5.5重量份的K54叔胺、2.5—3.5重量份的HG-66活性硅微粉、0.2—0.8重量份的环氧氯丙烷、25.0—32.0重量份的固化剂、0.8—1.2重量份的吸油树脂和0.2—0.6重量份的增韧剂。
在构成上述一种可盘绕式玻纤增强塑料复合管的结构中，
——所述的增强层由多层缠绕或编织层构成；
——在所述的内管层与增强层间的周圈平行设置有轴向拉筋。
制备可盘绕式玻纤增强塑料复合管的方法包括
第一步：内管层的制备
通过挤出工艺制备出塑料内管层；
第二步：增强层的制备
首先制备树脂
即按权利要求1记载的多羟基聚醚混合物、邻苯二甲酸二丁酯、聚氨酯树脂、促凝剂、蓖麻油、三羟甲基丙烷（TMP）、磷酸和阻燃剂重量份的物料放进容器中，加热至摄氏50—55度，并搅拌30—45分钟即可达所使用的树脂；或者按权利要求1记载的双酚A环氧树脂、K54叔胺、HG-66活性硅微粉、环氧氯丙烷、固化剂、吸油树脂和增韧剂重量份放进容器中，加热至摄氏60—65度，并搅拌120—180分钟即可达所使用的树脂；
然后将玻璃纤维通过浸入上述树脂后的通过编织或缠绕的方式在内管层上形成玻璃纤维和树脂构成的增强层；
将上述形成了增强层的管体置入加热固化炉中加热固化；
第三步：外管层的制备
在固化后的增强层外侧包覆具有保护性能的外管层。
在上述的制备方法中：
——在所述增强层的制备工序中，首先将玻璃纤维逐层编织或缠绕在内管层上，同时在编织或缠绕的玻璃纤维逐层上喷涂所述树脂，以形成增强层；
——所述的加热固化炉工序为连续固化。
本发明所提供的可盘绕式玻纤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增强层采用了多羟基聚醚混合物、邻苯二甲酸二丁酯、聚氨酯树脂或双酚A环氧树脂、K54叔胺、HG-66活性硅微粉为主要组分构成的树脂，使得与玻璃纤维固化形成整体的具有弯曲性能的玻璃钢结构；该复合管具有弯曲性能和具有足够的抗外压性能；
——由于构成该复合管的内管层、增强层和包覆的外管层可以实现不间断的连续化制备，因此使得该复合管的单管长度满足需要；
——由于在构成复合管的内管层与增强层间的周圈平行设置有轴向拉筋；可以大大提高该复合管的轴向拉力。
附图说明
图1为本发明供的可盘绕式玻纤增强塑料复合管的截面结构示意图。
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玻纤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玻纤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、由2—5层（甚至更多层）浸（或喷涂）有树脂的玻璃纤维经编织或缠绕的形成的增强层2以及包覆在该增强层外侧的具有保护作用的外管层3构成，为了进一步提高该复合管的轴向拉力，在上述的内管层与增强层间的周圈平行设置有轴向拉筋层4。
构成上述增强层用于玻璃纤维浸渍的树脂可以是下列实施例组分构成：
实施例1、50重量份的多羟基聚醚混合物、12.0重量份的邻苯二甲酸二丁酯、28.0重量份的聚氨酯树脂、3.0重量份的促凝剂、0.5重量份的蓖麻油、1.4重量份的三羟甲基丙烷（TMP）、0.6重量份的磷酸和4.5重量份的阻燃剂；
实施例2、50重量份的多羟基聚醚混合物、10.0重量份的邻苯二甲酸二丁酯、32.0重量份的聚氨酯树脂、2.5重量份的促凝剂、0.4重量份的蓖麻油、1.3重量份的三羟甲基丙烷（TMP）、0.5重量份的磷酸和4.2重量份的阻燃剂；
实施例3、50重量份的多羟基聚醚混合物、8.0重量份的邻苯二甲酸二丁酯、30.0重量份的聚氨酯树脂、2.0重量份的促凝剂、0.3重量份的蓖麻油、1.2重量份的三羟甲基丙烷（TMP）、0.4重量份的磷酸和4.0重量份的阻燃剂；
实施例4、50重量份的多羟基聚醚混合物、9.0重量份的邻苯二甲酸二丁酯、29.0重量份的聚氨酯树脂、2.5重量份的促凝剂、0.6重量份的蓖麻油、1.6重量份的三羟甲基丙烷（TMP）、0.3重量份的磷酸和5.0重量份的阻燃剂；
实施例5、60重量份的双酚A环氧树脂、5.0重量份的K54叔胺、3.0重量份的HG-66活性硅微粉、0.6重量份的环氧氯丙烷、30.0重量份的固化剂、1.0重量份的吸油树脂和0.6重量份的增韧剂；
实施例6、60重量份的双酚A环氧树脂、4.5重量份的K54叔胺、3.2重量份的HG-66活性硅微粉、0.2重量份的环氧氯丙烷、28.0重量份的固化剂、0.8重量份的吸油树脂和0.2重量份的增韧剂；
实施例7、60重量份的双酚A环氧树脂、5.5重量份的K54叔胺、2.8重量份的HG-66活性硅微粉、0.3重量份的环氧氯丙烷、32.0重量份的固化剂、1.2重量份的吸油树脂和0.3重量份的增韧剂；
实施例8、60重量份的双酚A环氧树脂、4.0重量份的K54叔胺、2.5重量份的HG-66活性硅微粉、0.5重量份的环氧氯丙烷、25.0重量份的固化剂、0.9重量份的吸油树脂和0.5重量份的增韧剂。
制备上述可盘绕式玻纤增强塑料复合管的步骤
首先按着上述实施例1、2、3或4的组分及重量份，放进容器中，加热至摄氏50—55度，并搅拌30—45分钟即可得所使用的第一种树脂；或者按上述实施例5、6、7或8的组分及重量份，放进容器中，加热至摄氏60—65度，并搅拌120—180分钟即可达所使用的第二种树脂；
然后通过挤出工艺制备出塑料内管层1；然后由缠绕机构或编织机构将浸润有第一种树脂或第二种树脂的比例纤维将其编织或缠绕在内管层上形成玻璃纤维和树脂构成的增强层；由输送机构将形成了增强层的管体置入加热固化炉中加热固化；
在固化后的增强层外侧包覆由聚乙烯、聚丙烯或尼龙等材料构成的具有保护性能的外管层；即形成可以弯曲的有玻璃钢材料构成的增强层的和内外管层构成的可盘绕式玻纤增强塑料复合管。
该管线由于其增强层为玻璃纤维通过浸润（或逐层喷涂）树脂后编织或缠绕并固化而成，因此，不仅具有很好的抗内、外压的性能，同时由于构成玻璃钢的树脂包括多羟基聚醚混合物、邻苯二甲酸二丁酯、聚氨酯树脂、促凝剂、蓖麻油、三羟甲基丙烷（TMP）和磷酸或包括双酚A环氧树脂、K54叔胺、HG-66活性硅微粉、环氧氯丙烷、固化剂、吸油树脂和增韧剂，因此具有很好的弯曲性能，且内外层管为高分子材塑料制成，因此还具有很好的耐腐蚀性能。

Claims (6)

1.一种可盘绕式玻纤增强塑料复合管，其结构包括塑料内管层、增强层和外管层；其特征在于：所述的增强层由浸有树脂的玻璃纤维形成的缠绕或编织层构成；所述的树脂包括下列重量份的组分：
50重量份的多羟基聚醚混合物、8.0—12.0重量份的邻苯二甲酸二丁酯、28.0—32.0重量份的聚氨酯树脂、2.0—3.0重量份的促凝剂、0.3—0.6重量份的蓖麻油、1.2—1.6重量份的三羟甲基丙烷（TMP）、0.3—0.6重量份的磷酸和4.0—5.0重量份的阻燃剂；或包括下列重量份的组分：
60重量份的双酚A环氧树脂、4.0—5.5重量份的K54叔胺、2.5—3.5重量份的HG-66活性硅微粉、0.2—0.8重量份的环氧氯丙烷、25.0—32.0重量份的固化剂、0.8—1.2重量份的吸油树脂和0.2—0.6重量份的增韧剂。
2.根据权利要求1所述的一种可盘绕式玻纤增强塑料复合管，其特征在于：所述的增强层由多层缠绕或编织层构成。
3.根据权利要求1所述的一种可盘绕式玻纤增强塑料复合管，其特征在于：在所述的内管层与增强层间的周圈平行设置有轴向拉筋。
4.制备可盘绕式玻纤增强塑料复合管的方法包括
第一步：内管层的制备
通过挤出工艺制备出塑料内管层；
第二步：增强层的制备
首先制备树脂，即
按权利要求1记载的多羟基聚醚混合物、邻苯二甲酸二丁酯、聚氨酯树脂、促凝剂、蓖麻油、三羟甲基丙烷、磷酸和阻燃剂重量份的物料放进容器中，加热至摄氏50—55度，并搅拌30—45分钟即可达所使用的树脂；或者
按权利要求1记载的双酚A环氧树脂、K54叔胺、HG-66活性硅微粉、环氧氯丙烷、固化剂、吸油树脂和增韧剂重量份放进容器中，加热至摄氏60—65度，并搅拌120—180分钟即可达所使用的树脂；
然后将玻璃纤维通过浸入上述树脂后的通过编织或缠绕的方式在内管层上形成玻璃纤维和树脂构成的增强层；
将上述形成了增强层的管体置入加热固化炉中加热固化；
第三步：外管层的制备
在固化后的增强层外侧包覆具有保护性能的外管层。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在所述增强层的制备工序中，首先将玻璃纤维逐层编织或缠绕在内管层上，同时在编织或缠绕的玻璃纤维逐层上喷涂所述树脂，以形成增强层。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的加热固化炉工序为连续固化。
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