CN110053276A - 碳纤维复合材料管制造工艺及碳纤维复合材料管及其遮光反应机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碳纤维复合材料管制造工艺，其主要包括以下具体步骤：(a)制作光固树脂；(b)通过制作混有光固树脂的光敏胶液；(c)通过光敏胶液及碳纤维丝制得湿润纤维丝；(d)通过湿润纤维丝及管状模具制得内螺纹；(e)将聚酯毡浸泡和光敏胶液，制得湿润毡片；(f)将光敏胶液以及湿润毡片卷绕在模具管身部；(g)将连续碳纤维及湿润毡片卷在管状模具上进行固化，制得成品管。采用上述碳纤维复合材料管制造工艺制造而成的碳纤维复合材料管的管体采用聚酯毡形成的内衬层，具有良好的密封性；并采用连续碳纤维往返铺设的结构层，相比碳纤维布铺设成型的结构层，具有更高的强度。

Description

碳纤维复合材料管制造工艺及碳纤维复合材料管及其遮光反 应机

技术领域

本发明属于碳纤维复合材料应用技术领域，具体涉及一种碳纤维复合材料管制造工艺及碳纤维复合材料管。

背景技术

碳纤维材料已经被应用于社会各个领域，尤其是碳纤维材料制成的管材，其具有结实耐用、弹性好、韧性佳的特点，普遍应用于钓鱼竿、摄影器材等领域。但是在高压腐蚀性流体输送领域还没有展开工程化的应用。高压玻璃纤维管线管，因为具有耐腐蚀、内壁光滑、重量轻、比塑料管耐压高等特点，已广泛应用于腐蚀性的压力流体输送领域。但是，高压玻璃纤维管线管的输送压力，与钢管相比还有较大差距。很多高压的腐蚀性流体输送领域，仍只能使用钢管，每年因腐蚀造成的损失严重。相对于高压玻璃纤维管线管，碳纤维管所能承受的压力更高。在这种管内液体高压条件下，要求碳纤维管具有高轴环强度的同时，还需具备更好的密封性能，避免液体渗漏，但是，由于碳丝浸润剂附着的难度大，在缠绕成型工艺中，其浸润性反而不如玻璃纤维，导致制品微观存在更多孔隙，密封性不佳。这一问题制约了碳纤维管在高压腐蚀性流体输送领域的应用。

中国专利CN103499013A公开了一种碳纤维复合材料高压气瓶，这种气瓶采用了金属内胆，以保证内表的气密性，从而避免了碳纤维复合材料的微观孔隙缺点。但是，金属内衬易发生电化学腐蚀，不适用于高压腐蚀性流体领域；中国专利CN201866511U公开了一种碳纤维管，其结构由内向外包括至少8层碳纤维层，其碳纤维丝束走向分别设置水平、垂直、左右倾斜25度角。但是，仅有管体部分的铺层说明，该碳纤维管不具备连接特性，因此无论市场上的产品，还是已公开的专利，均未涉及高压腐蚀性流体输送领域用碳纤维管或其制造工艺。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种碳纤维复合材料管制造工艺及碳纤维复合材料管，所述制造工艺制成的碳纤维复合材料管适用于输送高压腐蚀性流体，所述碳纤维复合材料管具有耐高压、耐腐蚀、密封性能好的特点。

为了实现上述目的，本碳纤维复合材料管制造工艺采用碳纤维增强湿法缠绕内固化成型工艺，所述的碳纤维湿法缠绕内固化成型工艺，具体步骤如下：

(a)将不饱和脂肪酸、六羟甲基三聚氰胺、二环己基碳二亚胺和二甲氨基吡啶溶于二氯甲烷，在室温下反应一天，然后加热至回流反应一天，过滤、浓缩滤液，获得光固树脂；

(b)将陶瓷微珠、光固树脂、气相二氧化硅、硅微粉按照25：100：27：90的重量比例通过免光反应机进行添加，混合、搅拌均匀，制成光敏胶液；

(c)将碳纤维丝浸泡在光敏胶液中，获得湿润纤维丝；

(d)将湿润纤维丝缠绕在管状模具的螺纹段上，并填满螺纹间隙后，通过套管固化机进行固化制得内螺纹；

(e)将聚酯毡浸泡在光敏胶液，获得湿润毡片；

(f)将光敏胶液喷涂在管状模具上，同时将湿润毡片卷绕在模具管身部；

(g)将连续碳纤维通过四轴缠绕机的浸胶槽后，在管状模具外的湿润毡片外部进行往复缠绕，铺设角度为30度～60度，铺设到预设的厚度后，通过套管固化机进行固化制得成品管。

优选的，一种碳纤维复合材料管制造工艺制备而成的碳纤维复核材料管，所述碳纤维复合材料管的管体上的一端设有内螺纹，另一端设有外螺纹；所述内螺纹和外螺纹相互匹配；所述管体由内衬层和结构层构成；所述内衬层中含有70％以上的树脂，厚度为0.3～0.5毫米。

优选的，一种遮光反应机，其主要包括装置主体、主搅拌框、固定突块、水箱、水泵、第一减速器、控制开关、进料口、内叶片、反旋叶片、固定轴承、第二减速器、反转辅助电动机、出料阀门、主电动机，所述装置主体上方设有主电动机，所述主电动机的输出轴通过联轴器与下方的第一减速器的一端连接，所述第一减速器另一端与传动轴连接，且传动轴贯穿装置主体顶端，所述传动轴与装置主体内腔中的主搅拌框固定连接，且主搅拌框左右两内壁均设有若干内叶片，所述装置主体内腔左右两壁均设有若干固定突块，且固定突块与主搅拌框的内叶片的位置相对应，所述主搅拌框底端安装有固定轴承，所述固定轴承内孔轴连接有反转搅拌轴，且反转搅拌轴位于主搅拌框内框部份设有若干反旋叶片，所述反转搅拌轴与装置主体底端的第二减速器轴连接，所述第二减速器与左方的反转辅助电动机连接，所述装置主体左上方设有水箱，且水箱通过管道与水泵连接，所述水泵通过水管与装置主体内腔相通，所述水管底端设有喷头，且喷头位于装置主体内腔左上方，所述装置主体顶端右部设有控制开关，且装置主体右壁上部设有进料口，且装置主体左壁下部设有出料阀门。

优选的，所述的反旋叶片的长度有两种，且短反旋叶片与长反旋叶片从上到下依次重复固定连接于反转搅拌轴。

优选的，所述的控制开关分别与水泵、反转辅助电动机以及主电动机电连接。

优选的，一种纤维缠绕装置，其主要包括门字形状的支撑架体、安装在支撑架体上的绕包及烘烤一体化装置，所述的支撑架体包括两侧的支腿和上部的横梁，在横梁上部设有与横梁平行布置的第一导轨、驱动齿条甲，支腿的下端设有支撑轮，支撑轮行走在下面的导轨上；所述的绕包及烘烤一体装置包括上部的悬挂升降架体、中部的水平转盘、转盘下的垂直环、垂直环的一个侧面为绕包装置、垂直环的另一个侧面为烘烤装置；所述的悬挂升降架体包括通过竖向导轨、竖向滑套套装在一起的上架体和下架体，其中上架体的上端通过横向滑套套装在第一导轨上，在上架体的上部设有横向运动驱动齿轮与驱动齿条甲啮合传动实现整个悬挂升降架体的横向水平移动；在上架体的下部正中和下架体的上部正中之间通过伸缩驱动器连接来驱动整个悬挂升降架体的竖向伸缩；所述的水平转盘包括内圈和外圈，内圈和外圈之间为转动配合并设有竖向限位结构，内圈与所述的下架体的下端固定连接，外圈下部与所述的垂直环之间通过斜支撑固定连接，外圈的外圆柱面为外齿轮，内圈的上部横向延伸出一电机托盘并安装有转盘马达第一驱动马达，该电机输出端通过齿轮与外圈的外齿轮啮合传动驱动外圈及其下部的垂直环的扭转；所述的绕包装置包括：与垂直环侧面通过支腿连接并与垂直环内孔同心布置的导电环、直径略小于导电环的绕包环体；垂直环的中部孔近绕包环体的一侧面设有若干个圆周分布的转动辊，绕包环体的内孔圆柱面支撑在该若干个转动辊上；绕包环体的外侧平面设有与其中心线平行布置的带料安装辊、延伸向外部的导电环并与导电环搭接的电刷、用于加热带料的电加热器，电刷上的电线与电加热器连接供电；绕包环体的外圆柱面设有凹陷的环形的皮带槽，所述的垂直环的外沿设有卷绕马达第一驱动马达，该卷绕马达第一驱动马达通过皮带机构、与皮带槽匹配安装的皮带带动绕包环体转动；所述的烘烤装置包括：与垂直环内孔同心布置的烘烤架，该烘烤架与垂直环之间通过若干个转动辊安装，在烘烤架的外圆柱面为环形的皮带槽，所述的垂直环的外沿设有烘烤马达第一驱动马达，该烘烤马达第一驱动马达通过皮带机构、皮带带动烘烤架转动，在烘烤架上安装有N个指向其中心的燃气烤枪，N≥3；燃气烤枪通过管路连接气源及控制阀门。

优选的，所述的垂直环的两侧面设有若个围绕绕包环体和烘烤架布置的横向定位轮支架，该横向定位轮支架的端部安装有伸入皮带槽内的两个定位轮，该两个定位轮分别与皮带槽的两侧面相贴合；所述的绕包环体的一侧还设有两个带料导入辊，所述的带料安装辊靠近绕包环体的一端设有与带料安装辊一体的摩擦辊，在绕包环体上设有呈拱形的与该摩擦辊相贴合的摩擦带，该摩擦带两端通过可调螺杆安装在绕包环体的侧面。

优选的，所述的电加热器包括上、下两层，上下两层之间设有带料通过的缝隙，上、下两层内部均设有与电线连接的电发热器，上、下两层通过调节螺栓连接可实现缝隙的大小调整，上层通过螺栓安装在垂直环的侧面上；所述的燃气烤枪包括与烘烤架通过径向的滑动副连接的支撑柱、通过球面副与支撑柱内端连接的摆动杆，在摆动杆上固定连接喷火嘴

优选的，所述的滑动副包括位于烘烤架的上的滑套的内圆柱面和装在该滑套内的支撑柱的外圆柱面，滑套上设有穿过滑套的定位顶丝甲；所述的球面副包括支撑柱内端的球形碗和摆动杆上的匹配的球头，在球形碗上设有穿过球形碗的定位顶丝乙；所述的卷绕马达第一驱动马达和烘烤马达第一驱动马达对称的分布在垂直环的两个肩部；所述的伸缩驱动器为蜗轮蜗杆驱动的丝杠螺母机构，蜗轮蜗杆驱动装置固定连接在下架体上，蜗轮蜗杆驱动装置的输出为螺母，丝杆上端固定连接在上架体上，丝杆的下段穿过该螺母。

优选的，所述的外圈内圆柱面与内圈的外圆柱面之间为转动配合面，在外圈内圆柱面上设有横截面为半圆形的外滚动槽，内圈的外圆柱面上设有横截面为半圆形的内滚动槽，外滚动槽与内滚动槽对接后形成成横截面为圆形的环状滚动槽，在该滚动槽内设有直径匹配的球形滚子，内滚动槽、外滚动槽、球形滚子形成所述的竖向限位机构；该机还设有控制装置，控制装置设有弯管参数的设定模块，以及电机驱动模块，电机驱动模块用于控制前面所说的各个电动机的转动。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

采用上述碳纤维复合材料管制造工艺制造而成的碳纤维复合材料管的管体采用聚酯毡形成的内衬层，具有良好的密封性；并采用连续碳纤维往返铺设的结构层，相比碳纤维布铺设成型的结构层，具有更高的强度。

附图说明

图1为本发明制造工艺流程图；

图2为碳纤维复合材料管剖视图；

图3为遮光反应机内部剖视图；

图4为卷管机整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图进行详细描述。

实施例一：

请根据图1，一种碳纤维复合材料管制造工艺，其采用碳纤维增强湿法缠绕内固化成型工艺，具体如下：

(a)将不饱和脂肪酸、六羟甲基三聚氰胺、二环己基碳二亚胺和二甲氨基吡啶溶于二氯甲烷，在室温下反应一天，然后加热至回流反应一天，过滤、浓缩滤液，获得光固树脂；所述不饱和脂肪酸与六羟甲基三聚氰胺的摩尔比为1:7～10；所述二环己基碳二亚胺与六羟甲基三聚氰胺的摩尔比为1:7～8；所述二环己基碳二亚胺与二甲氨基吡啶的摩尔比为1:10；所述二氯甲烷用量为不饱和脂肪酸质量的3～6倍；该光固树脂为主要粘合材料，具有通过光照实现的可控的固化特性。

(b)将陶瓷微珠、光固树脂、气相二氧化硅、硅微粉按照25：100：27：90的重量比例通过免光反应机进行添加，混合、搅拌均匀，制成光敏胶液；通过与与光固树脂的混合搅拌，该光敏胶液固化后具有高强度、高韧性。

(c)将碳纤维丝浸泡在光敏胶液中，获得湿润纤维丝；碳纤维丝是管材的主要原料，而浸胶后的湿润纤维丝具有较强的定形能力，同时在编织缠绕过程中，可有效的避免气泡的产生。

(d)将湿润纤维丝缠绕在管状模具的螺纹段上，并填满螺纹间隙后，通过套管固化机进行固化制得内螺纹。

(e)将聚酯毡浸泡在光敏胶液，获得湿润毡片；

(f)将光敏胶液喷涂在管状模具上，同时将湿润毡片卷绕在模具管身部；由于光敏胶的浸泡作用，使得湿润毡片的卷绕过程中，气泡被挤出。

(g)将连续碳纤维通过四轴缠绕机的浸胶槽后，在管状模具外的湿润毡片外部进行往复缠绕，铺设角度为30度～60度，铺设到预设的厚度后，通过套管固化机进行固化制得成品管，此时通过螺纹的旋向，将陈品管从模具上旋转出即可。

实施例二：

根据图2，一种碳纤维复合材料管制造工艺制备而成的碳纤维复核材料管，碳纤维复合材料管的管体上的一端设有内螺纹，另一端设有外螺纹；内螺纹和外螺纹相互匹配；管体由内衬层和结构层构成；内衬层中含有70％以上的树脂，厚度为0.3～0.5毫米。

采用上述碳纤维复合材料管制造工艺制造而成的碳纤维复合材料管的管体采用聚酯毡形成的内衬层，具有良好的密封性；并采用连续碳纤维往返铺设的结构层，相比碳纤维布铺设成型的结构层，具有更高的强度。

实施例三：

根据图3，一种遮光反应机，其主要包括装置主体11、主搅拌框12、固定突块13、水箱14、水泵15、第一减速器16、控制开关17、进料口18、内叶片19、反旋叶片20、固定轴承21、第二减速器22、反转辅助电动机23、出料阀门24、主电动机25，所述装置主体11上方设有主电动机25，所述的主电动机25作用为提供动力，所述主电动机25的输出轴通过联轴器与下方的第一减速器16的一端连接，所述第一减速器16另一端与传动轴连接，且传动轴贯穿装置主体11顶端，所述传动轴与装置主体11内腔中的主搅拌框12固定连接，所述的主搅拌框12能够更加高效的搅拌物料，物料且主搅拌框12左右两内壁均设有若干内叶片19，所述的内叶片19搅拌主搅拌框12内侧的大多数物料，所述装置主体11内腔左右两壁均设有若干固定突块13，所述的固定突块13相对于搅拌主搅拌框12反转，使搅拌主搅拌框12外侧的少数的物料充分搅拌，且固定突块13与主搅拌框12的内叶片19的位置相对应，所述主搅拌框12底端安装有固定轴承21，所述固定轴承21内孔轴连接有反转搅拌轴，且反转搅拌轴位于主搅拌框12内框部份设有若干反旋叶片20，所述的若干反旋叶片20通过控制间隙型反转减小主搅拌框12的产生的离心力影响，使搅拌更加充分，且效率高，所述反转搅拌轴与装置主体11底端的第二减速器22轴连接，所述第二减速器22与左方的反转辅助电动机23连接，所述装置主体11左上方设有水箱14，且水箱14通过管道与水泵15连接，所述水泵15通过水管与装置主体11内腔相通，所述水管底端设有喷头，所述的喷头为清洗叶片且在搅拌过程中适当提供水，提高搅拌效率，且喷头位于装置主体11内腔左上方，所述装置主体11顶端右部设有控制开关17，且装置主体11右壁上部设有进料口18，且装置主体11左壁下部设有出料阀门24，所述的反旋叶片20的长度有两种，且短反旋叶片20与长反旋叶片20从上到下依次重复固定连接于反转搅拌轴，所述的控制开关17分别与水泵15、反转辅助电动机23以及主电动机25电连接。

通过上述设置，采用主电动机25正转并通过反转辅助电动机23间断性反转辅助，促使反旋叶片20与内叶片19之间的相互剪切作用，使物料搅拌更加充分，且缩短了搅拌充分的时间，提高了搅拌的效率，且自带喷头，不但能在搅拌过程中通过适当的加水，提高搅拌效率，且对叶片的有效清洗能保证其使用寿命，故广泛应用于各个场合。

实施例四：

根据图4，一种纤维缠绕装置，其主要包括上部的悬挂升降架体、中部的水平转盘、转盘下的垂直环39、垂直环39的一个侧面为绕包装置、垂直环39的另一个侧面为烘烤装置；所述的悬挂升降架体包括通过竖向导轨、竖向滑套套装在一起的上架体34和下架体37，其中上架体34的上端通过横向滑套套装在第一导轨33上，在上架体34的上部设有横向运动驱动齿轮与驱动齿条甲啮合传动实现整个悬挂升降架体的横向水平移动；在上架体34的下部正中和下架体37的上部正中之间通过伸缩驱动器36连接来驱动整个悬挂升降架体的竖向伸缩；所述的水平转盘38包括内圈和外圈，内圈和外圈之间为转动配合并设有竖向限位结构，内圈与所述的下架体37的下端固定连接，外圈下部与所述的垂直环39之间通过斜支撑67固定连接，外圈的外圆柱面为外齿轮，内圈的上部横向延伸出一电机托盘并安装有转盘马达65第一驱动马达35，该电机输出端通过齿轮与外圈的外齿轮啮合传动驱动外圈及其下部的垂直环39的扭转；所述的绕包装置包括：与垂直环39侧面通过支腿30连接并与垂直环39内孔同心布置的导电环、直径略小于导电环的绕包环体；垂直环39的中部孔近绕包环体的一侧面设有若干个圆周分布的转动辊45，绕包环体的内孔圆柱面支撑在该若干个转动辊45上；绕包环体的外侧平面设有与其中心线平行布置的带料安装辊、延伸向外部的导电环并与导电环搭接的电刷、用于加热带料的电加热器，电刷上的电线与电加热器连接供电；绕包环体的外圆柱面设有凹陷的环形的皮带槽，所述的垂直环39的外沿设有卷绕马达46第一驱动马达35，该卷绕马达46第一驱动马达35通过皮带机构47、与皮带槽匹配安装的皮带带动绕包环体在若干个转动辊45上转动；所述的烘烤装置包括：与垂直环39内孔同心布置的烘烤架58，该烘烤架58与垂直环39之间通过若干个转动辊45安装，在烘烤架58的外圆柱面为环形的皮带槽，所述的垂直环39的外沿设有烘烤马达40第一驱动马达35，该烘烤马达40第一驱动马达35通过皮带机构47、皮带带动烘烤架58转动，在烘烤架58上安装有多个指向其中心的燃气烤枪59；燃气烤枪59通过管路连接气源及控制阀门。

通过上述设置，将带料安装在带料安装辊上，带料端部扯出来后经带料导入辊后穿过加热器，将带料的端部人工绕包一圈使其固定在待绕包弯管的端部表面上，完成带料的认头的工作。再将该弯管的形状数据输入到控制装置中去，控制装置根据待绕包弯管的形状数据驱动各个电机转动开始对弯管进行绕包和绕包后的烘烤。绕包环体在绕包电机的带动下不停的旋转，使带料绕弯管放卷并缠绕在弯管表面，在绕包的同时，整个系统的支架位于下面的导轨上，在支撑轮75的带动下往后移动，本实施例中支撑轮75本身不带动力，是通过支腿30侧部的第一驱动马达35及齿轮和轨道侧面的齿条进行驱动行走；上部升降悬挂架体在横梁31上左右移动，垂直环39在水平转盘38的驱动下扭动，三个动作的配合来保证，绕包环体始终与弯管的横截面处于同一平面内，这样就能保证带料在弯管表面均匀缠绕，不漏缠。控制装置通过控制三个电机的各自的转动来协调配合动作。

实施例五：

所述的垂直环39的两侧面设有若个围绕绕包环体和烘烤架58布置的横向定位轮支架，该横向定位轮支架的端部安装有伸入皮带槽内的两个定位轮，该两个定位轮分别与皮带槽的两侧面相贴合；所述的绕包环体的一侧还设有两个带料导入辊，所述的带料安装辊靠近绕包环体的一端设有与带料安装辊一体的摩擦辊，在绕包环体上设有呈拱形的与该摩擦辊相贴合的摩擦带，该摩擦带两端通过可调螺杆安装在绕包环体的侧面。

上述设置中，两个定位轮用于定位绕包环体和烘干环体，避免它们沿轴向活动。摩擦辊和摩擦带用于给带料安装辊提供一个反向的摩擦力，这样带料在放卷的过程中保持一定的张力，避免带料放卷过快，造成乱卷的问题，该摩擦带两端通过可调螺杆安装在绕包环体的侧面，可调螺杆能够调整摩擦带与摩擦辊之间的摩擦力，从而控制放卷的张力大小。

实施例六：

所述的电加热器包括上、下两层，上下两层之间设有带料通过的缝隙，上、下两层内部均设有与电线连接的电发热器，上、下两层通过调节螺栓连接可实现缝隙的大小调整，上层通过螺栓安装在垂直环39的侧面上；所述的燃气烤枪59包括与烘烤架58通过径向的滑动副连接的支撑柱、通过球面副与支撑柱内端连接的摆动杆，在摆动杆上固定连接喷火嘴

在上述设置中，通过该滑动副能够调整喷火头距离中心的距离，也就是工作时距离弯管表面的刚刚缠绕上的带料的距离，再结合球面副调整摆动杆的角度，基本上能够实现各个角度的喷火方向，同时还能进一步的调整火头距离带料的距离，灵活性高，适应性强。

实施例七：

所述的滑动副包括位于烘烤架58的上的滑套的内圆柱面和装在该滑套内的支撑柱的外圆柱面，滑套上设有穿过滑套的定位顶丝甲；所述的球面副包括支撑柱内端的球形碗和摆动杆上的匹配的球头，在球形碗上设有穿过球形碗的定位顶丝乙；所述的卷绕马达46第一驱动马达35和烘烤马达40第一驱动马达35对称的分布在垂直环39的两个肩部；所述的伸缩驱动器36为蜗轮蜗杆驱动的丝杠螺母机构，蜗轮蜗杆驱动装置固定连接在下架体37上，蜗轮蜗杆驱动装置的输出为螺母，丝杆上端固定连接在上架体34上，丝杆的下段穿过该螺母。

通过上述设置，绕包后的弯管进入到烘烤架58内，烘烤马达40第一驱动马达35带动烘烤架58往复转动，其往复转动的角度为360/N，在本实施例中为90°，这样多个喷火嘴就能覆盖弯管的一周，实现对绕包后的带料的全面烘烤。烘烤电机的正反转也由控制装置进行控制。

实施例八：

所述的外圈内圆柱面与内圈的外圆柱面之间为转动配合面，在外圈内圆柱面上设有横截面为半圆形的外滚动槽，内圈的外圆柱面上设有横截面为半圆形的内滚动槽，外滚动槽与内滚动槽对接后形成成横截面为圆形的环状滚动槽，在该滚动槽内设有直径匹配的球形滚子，内滚动槽、外滚动槽、球形滚子形成所述的竖向限位机构；该机还设有控制装置，控制装置设有弯管参数的设定模块，以及电机驱动模块，电机驱动模块用于控制前面所说的各个电动机的转动。

上述设置中，控制装置设有弯管参数的设定模块，以及电机驱动模块，电机驱动模块用于控制前面所述的各个电动机的转动，使用过程：使用时将待绕包的弯管穿过该系统的垂直环39、绕包环体、烘烤架58，弯管的两端通过其他支撑设备进行固定支撑，保证弯管支撑后不能活动即可，然后通过悬挂升降架体的横向运动和竖向运动、水平转盘38的扭动，使绕包环体与待绕包弯管的端部横截面对齐。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碳纤维复合材料管制造工艺，其特征在于，包括以下具体步骤：

(a)将不饱和脂肪酸、六羟甲基三聚氰胺、二环己基碳二亚胺和二甲氨基吡啶溶于二氯甲烷，在室温下反应一天，然后加热至回流反应一天，过滤、浓缩滤液，获得光固树脂；

(b)将陶瓷微珠、光固树脂、气相二氧化硅、硅微粉按照25：100：27：90的重量比例通过免光反应机进行添加，混合、搅拌均匀，制成光敏胶液；

(c)将碳纤维丝浸泡在光敏胶液中，获得湿润纤维丝；

(d)将湿润纤维丝缠绕在管状模具的螺纹段上，并填满螺纹间隙后，通过套管固化机进行固化制得内螺纹；

(e)将聚酯毡浸泡在光敏胶液，获得湿润毡片；

(f)将光敏胶液喷涂在管状模具上，同时将湿润毡片卷绕在模具管身部；

(g)将连续碳纤维通过四轴缠绕机的浸胶槽后，在管状模具外的湿润毡片外部进行往复缠绕，铺设角度为30度～60度，铺设到预设的厚度后，通过套管固化机进行固化制得成品管。

2.一种由权利要求1所述的碳纤维复合材料管制造工艺制备而成的碳纤维复核材料管，其特征在于：所述碳纤维复合材料管的管体上的一端设有内螺纹，另一端设有外螺纹；所述内螺纹和外螺纹相互匹配；所述管体由内衬层和结构层构成；所述内衬层中含有70％以上的树脂，厚度为0.3～0.5毫米。

3.一种应用在权利要求1中所述碳纤维复合材料管制造工艺的遮光反应机，其特征在于：包括装置主体、主搅拌框、固定突块、水箱、水泵、第一减速器、控制开关、进料口、内叶片、反旋叶片、固定轴承、第二减速器、反转辅助电动机、出料阀门、主电动机，所述装置主体上方设有主电动机，所述主电动机的输出轴通过联轴器与下方的第一减速器的一端连接，所述第一减速器另一端与传动轴连接，且传动轴贯穿装置主体顶端，所述传动轴与装置主体内腔中的主搅拌框固定连接，且主搅拌框左右两内壁均设有若干内叶片，所述装置主体内腔左右两壁均设有若干固定突块，且固定突块与主搅拌框的内叶片的位置相对应，所述主搅拌框底端安装有固定轴承，所述固定轴承内孔轴连接有反转搅拌轴，且反转搅拌轴位于主搅拌框内框部份设有若干反旋叶片，所述反转搅拌轴与装置主体底端的第二减速器轴连接，所述第二减速器与左方的反转辅助电动机连接，所述装置主体左上方设有水箱，且水箱通过管道与水泵连接，所述水泵通过水管与装置主体内腔相通，所述水管底端设有喷头，且喷头位于装置主体内腔左上方，所述装置主体顶端右部设有控制开关，且装置主体右壁上部设有进料口，且装置主体左壁下部设有出料阀门。

4.根据权利要求3所述的遮光反应机，其特征在于：所述的反旋叶片的长度有两种，且短反旋叶片与长反旋叶片从上到下依次重复固定连接于反转搅拌轴。

5.根据权利要求4所述的遮光反应机，其特征在于：所述的控制开关分别与水泵、反转辅助电动机以及主电动机电连接。

6.一种应用在权利要求1中所述碳纤维复合材料管制造工艺的纤维缠绕装置，其特征在于：包括门字形状的支撑架体、安装在支撑架体上的绕包及烘烤一体化装置，其特征是：所述的支撑架体包括两侧的支腿30和上部的横梁31，在横梁31上部设有与横梁31平行布置的第一导轨33、驱动齿条甲，支腿30的下端设有支撑轮75，支撑轮75行走在下面的导轨上；所述的绕包及烘烤一体装置包括上部的悬挂升降架体、中部的水平转盘、转盘下的垂直环39、垂直环39的一个侧面为绕包装置、垂直环39的另一个侧面为烘烤装置；所述的悬挂升降架体包括通过竖向导轨、竖向滑套套装在一起的上架体34和下架体37，其中上架体34的上端通过横向滑套套装在第一导轨33上，在上架体34的上部设有横向运动驱动齿轮与驱动齿条甲啮合传动实现整个悬挂升降架体的横向水平移动；在上架体34的下部正中和下架体37的上部正中之间通过伸缩驱动器36连接来驱动整个悬挂升降架体的竖向伸缩；所述的水平转盘38包括内圈和外圈，内圈和外圈之间为转动配合并设有竖向限位结构，内圈与所述的下架体37的下端固定连接，外圈下部与所述的垂直环39之间通过斜支撑67固定连接，外圈的外圆柱面为外齿轮，内圈的上部横向延伸出一电机托盘并安装有转盘马达65第一驱动马达35，该电机输出端通过齿轮与外圈的外齿轮啮合传动驱动外圈及其下部的垂直环39的扭转；所述的绕包装置包括：与垂直环39侧面通过支腿30连接并与垂直环39内孔同心布置的导电环、直径略小于导电环的绕包环体；垂直环39的中部孔近绕包环体的一侧面设有若干个圆周分布的转动辊45，绕包环体的内孔圆柱面支撑在该若干个转动辊45上；绕包环体的外侧平面设有与其中心线平行布置的带料安装辊、延伸向外部的导电环并与导电环搭接的电刷、用于加热带料的电加热器，电刷上的电线与电加热器连接供电；绕包环体的外圆柱面设有凹陷的环形的皮带槽，所述的垂直环39的外沿设有卷绕马达46第一驱动马达35，该卷绕马达46第一驱动马达35通过皮带机构47、与皮带槽匹配安装的皮带带动绕包环体转动；所述的烘烤装置包括：与垂直环39内孔同心布置的烘烤架58，该烘烤架58与垂直环39之间通过若干个转动辊45安装，在烘烤架58的外圆柱面为环形的皮带槽，所述的垂直环39的外沿设有烘烤马达40第一驱动马达35，该烘烤马达40第一驱动马达35通过皮带机构47、皮带带动烘烤架58转动，在烘烤架58上安装有N个指向其中心的燃气烤枪59，N≥3；燃气烤枪59通过管路连接气源及控制阀门。

7.根据权利要求6所述的纤维缠绕装置，其特征在于：所述的垂直环39的两侧面设有若个围绕绕包环体和烘烤架58布置的横向定位轮支架，该横向定位轮支架的端部安装有伸入皮带槽内的两个定位轮，该两个定位轮分别与皮带槽的两侧面相贴合；所述的绕包环体的一侧还设有两个带料导入辊，所述的带料安装辊靠近绕包环体的一端设有与带料安装辊一体的摩擦辊，在绕包环体上设有呈拱形的与该摩擦辊相贴合的摩擦带，该摩擦带两端通过可调螺杆安装在绕包环体的侧面。

8.根据权利要求7所述的纤维缠绕装置，其特征在于：所述的电加热器包括上、下两层，上下两层之间设有带料通过的缝隙，上、下两层内部均设有与电线连接的电发热器，上、下两层通过调节螺栓连接可实现缝隙的大小调整，上层通过螺栓安装在垂直环39的侧面上；所述的燃气烤枪59包括与烘烤架58通过径向的滑动副连接的支撑柱、通过球面副与支撑柱内端连接的摆动杆，在摆动杆上固定连接喷火嘴。

9.根据权利要求8所述的纤维缠绕装置，其特征在于：所述的滑动副包括位于烘烤架58的上的滑套的内圆柱面和装在该滑套内的支撑柱的外圆柱面，滑套上设有穿过滑套的定位顶丝甲；所述的球面副包括支撑柱内端的球形碗和摆动杆上的匹配的球头，在球形碗上设有穿过球形碗的定位顶丝乙；所述的卷绕马达46第一驱动马达35和烘烤马达40第一驱动马达35对称的分布在垂直环39的两个肩部；所述的伸缩驱动器36为蜗轮蜗杆驱动的丝杠螺母机构，蜗轮蜗杆驱动装置固定连接在下架体37上，蜗轮蜗杆驱动装置的输出为螺母，丝杆上端固定连接在上架体34上，丝杆的下段穿过该螺母。

10.根据权利要求9所述的纤维缠绕装置，其特征在于：所述的外圈内圆柱面与内圈的外圆柱面之间为转动配合面，在外圈内圆柱面上设有横截面为半圆形的外滚动槽，内圈的外圆柱面上设有横截面为半圆形的内滚动槽，外滚动槽与内滚动槽对接后形成成横截面为圆形的环状滚动槽，在该滚动槽内设有直径匹配的球形滚子，内滚动槽、外滚动槽、球形滚子形成所述的竖向限位机构；该机还设有控制装置，控制装置设有弯管参数的设定模块，以及电机驱动模块，电机驱动模块用于控制前面所说的各个电动机的转动。