CN111660616A - 一种高强度热塑性管材及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强度热塑性管材及其制造方法，包括由内向外依次包覆的内层、中间层以及外层；所述内层以及所述外层均为热塑性塑料层，所述中间层为热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层。本发明的高强度热塑性管材通过多层结构，增强了管材的轴向以及径向强度，壁厚更薄、重量更轻、耐压强度更高，真正实现管材强度高、比重轻的效果。
Description
技术领域
本发明涉及热塑性管材技术领域，具体涉及一种高强度热塑性管材及其制造方法。
背景技术
目前国内的聚乙烯或聚丙烯实壁管需要达到高压力等级要求，只能通过增加壁厚的方式才能满足，因此国内的聚乙烯或聚丙烯实壁管普遍存在壁厚厚、重量重以及成本高的问题。为了解决上述问题市场上也出现了三层结构玻璃纤维增强热塑性管材，内层和外层为热塑性塑料，中间层为复合聚酯纤维层，中间层复合聚酯纤维层多为正反交叉缠绕层或螺旋缠绕层，缠绕后的管材的径向强度提高，但是轴向强度效果不佳，整体强度还达不到理想的效果。
发明内容
为了解决现有的热塑性管材存在的管壁厚、重量重、成本高以及整体强度不高的问题，本发明提供了一种高强度热塑性管材及其制造方法，通过多层结构，增强了管材的轴向以及径向强度，壁厚更薄、重量更轻、耐压强度更高，真正实现管材强度高、比重轻的效果。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
一种高强度热塑性管材，包括由内向外依次包覆的内层、中间层以及外层；所述内层以及所述外层均为热塑性塑料层，所述中间层为热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层。
在本发明中，通过增加热熔性塑料和玻璃纤维长丝的复合层作为中间层，使得壁厚更薄，重量更轻，而且还大大提高了管材的耐压强度。
进一步的，所述内层以及所述外层的材料为聚乙烯或聚丙烯，耐腐蚀性好，不易产生水垢。
进一步的，所述中间层的数量为偶数，所述中间层的厚度为0.3毫米～0.35毫米，根据管材的口径大小不同，缠绕的层数也不同，管材口径越大，强度要求越高，缠绕的层数越多，偶数层可以保证应力对称，有效地提高管材的耐压强度。
进一步的，所述中间层的数量为四层，所述中间层由内向外依次分为第一层、第二层、第三层以及第四层；所述第一层的包覆方式为轴向包覆，所述第二层的包覆方式为顺时针螺旋缠绕包覆；所述第三层的包覆方式为逆时针螺旋缠绕包覆，所述第四层的包覆方式为轴向包覆，管材的径向环应力普遍大于轴向拉力，第一层和第四层为管材的轴向拉力做了补充，平衡了径向环应力和轴向拉力，使得管材强度更高，无需增加内层和外层的壁厚，真正实现管材强度高、比重轻的效果。
进一步的，所述第二层以及所述第三层的缠绕方式均为螺旋式缠绕，缠绕角度与轴向成40°～60°，在此角度下可使管材的径向环应力和轴向的拉力均衡，强度更高，当缠绕角度大于60°时，管材的轴向拉力将减少，当缠绕角度小于40°时，管材的径向环应力将减小。
进一步的，所述第一层利用激光加热或涂胶水的方式轴向包覆在所述内层上，相融性好。
进一步的，所述第二层利用激光加热或涂胶水的方式轴向包覆在所述第一层上，相融性好。
进一步的，所述第三层利用激光加热或涂胶水的方式轴向包覆在所述第二层上，相融性好。
进一步的，所述第四层利用激光加热或涂胶水的方式轴向包覆在所述第三层上，相融性好。
进一步的，所述外层通过挤出机挤压的方式结合在所述中间层的表面，生产更加方便。
一种基于上述的高强度热塑性管材的制造方法，包括以下步骤：
S1：用挤出机纵向挤出芯管，即内层；
S2：将热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层利用激光加热或涂胶水的方式横向包覆在内层上，形成中间层的第一层；
S3：将热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层利用激光加热或涂胶水的方式顺时针螺旋缠绕包覆在中间层的第一层上，形成中间层的第二层；
S4：将热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层利用激光加热或涂胶水的方式逆时针螺旋缠绕包覆在中间层的第二层上，形成中间层的第三层；
S5：将热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层利用激光加热或涂胶水的方式横向包覆在中间层的第三层上，形成中间层的第四层；
S6：将经过上述步骤后制得的管材，再通过挤出机挤压结合在中间层的表面，待管材冷却后形成具有六层结构并复合一体的高强度热塑性管材。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的高强度热塑性管材及其制造方法在具备实壁管优异的耐腐蚀性以及无水垢等特点的同时，本发明的壁厚更薄、重量更轻、耐压强度更高；由于中间分别有两层轴向包覆和两层螺旋缠绕包覆的热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层，大大提高了管材的轴向和径向拉力强度，轴向和径向的拉力强度提高后，内外层的热塑性塑料层的壁厚可相应减少，真正实现了管材强度更高、比重更轻的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种高强度热塑性管材的结构示意图。
图中：1、内层；2、第一层；3、第二层；4、第三层；5、第四层；6、外层。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例包括：
如图1所示，一种高强度热塑性管材，包括由内向外依次包覆的内层1、中间层以及外层6；内层1以及外层6均为热塑性塑料层，中间层为热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层。
在本发明中，通过增加热熔性塑料和玻璃纤维长丝的复合层作为中间层，使得壁厚更薄，重量更轻，而且还大大提高了管材的耐压强度。
在本实施例中，内层1以及外层6的材料为聚乙烯或聚丙烯，耐腐蚀性好，不易产生水垢。
在本实施例中，中间层的数量为偶数，中间层的厚度为0.3毫米～0.35毫米，根据管材的口径大小不同，缠绕的层数也不同，管材口径越大，强度要求越高，缠绕的层数越多，偶数层可以保证应力对称，有效地提高管材的耐压强度。。
如图1所示，中间层的数量为四层，中间层由内向外依次分为第一层2、第二层3、第三层4以及第四层5；第一层2的包覆方式为轴向包覆，第二层3的包覆方式为顺时针螺旋缠绕包覆；第三层4的包覆方式为逆时针螺旋缠绕包覆，第四层5的包覆方式为轴向包覆，管材的径向环应力普遍大于轴向拉力，第一层2和第四层5为管材的轴向拉力做了补充，平衡了径向环应力和轴向拉力，使得管材强度更高，无需增加内层1和外层6的壁厚，真正实现管材强度高、比重轻的效果。
在本实施例中，第二层3以及第三层4的缠绕方式均为螺旋式缠绕，缠绕角度与轴向成40°～60°，在此角度下可使管材的径向环应力和轴向的拉力均衡，强度更高，当缠绕角度大于60°时，管材的轴向拉力将减少，当缠绕角度小于40°时，管材的径向环应力将减小。
在本实施例中，第一层2利用激光加热或涂胶水的方式轴向包覆在内层1上，相融性好。
在本实施例中，第二层3利用激光加热或涂胶水的方式轴向包覆在第一层2上，相融性好。
在本实施例中，第三层4利用激光加热或涂胶水的方式轴向包覆在第二层3上，相融性好。
在本实施例中，第四层5利用激光加热或涂胶水的方式轴向包覆在第三层4上，相融性好。
在本实施例中，外层6通过挤出机挤压的方式结合在中间层的表面，生产更加方便。
一种基于上述的高强度热塑性管材的制造方法，包括以下步骤：
S1：用挤出机纵向挤出芯管，即内层；
S2：将热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层利用激光加热或涂胶水的方式横向包覆在内层上，形成中间层的第一层；
S3：将热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层利用激光加热或涂胶水的方式顺时针螺旋缠绕包覆在中间层的第一层上，形成中间层的第二层；
S4：将热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层利用激光加热或涂胶水的方式逆时针螺旋缠绕包覆在中间层的第二层上，形成中间层的第三层；
S5：将热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层利用激光加热或涂胶水的方式横向包覆在中间层的第三层上，形成中间层的第四层；
S6：将经过上述步骤后制得的管材，再通过挤出机挤压结合在中间层的表面，待管材冷却后形成具有六层结构并复合一体的高强度热塑性管材。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种高强度热塑性管材，其特征在于，包括由内向外依次包覆的内层、中间层以及外层；所述内层以及所述外层均为热塑性塑料层，所述中间层为热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层。
2.根据权利要求1所述的高强度热塑性管材，其特征在于，所述内层以及所述外层的材料为聚乙烯或聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的高强度热塑性管材，其特征在于，所述中间层的数量为偶数，所述中间层的厚度为0.3毫米～0.35毫米。
4.根据权利要求3所述的高强度热塑性管材，其特征在于，所述中间层的数量为四层，所述中间层由内向外依次分为第一层、第二层、第三层以及第四层；所述第一层的包覆方式为轴向包覆，所述第二层的包覆方式为顺时针螺旋缠绕包覆；所述第三层的包覆方式为逆时针螺旋缠绕包覆，所述第四层的包覆方式为轴向包覆。
5.根据权利要求4所述的高强度热塑性管材，其特征在于，所述第二层以及所述第三层的缠绕方式均为螺旋式缠绕，缠绕角度与轴向成40°～60°。
6.根据权利要求4所述的高强度热塑性管材，其特征在于，所述第一层利用激光加热或涂胶水的方式轴向包覆在所述内层上。
7.根据权利要求4所述的高强度热塑性管材，其特征在于，所述第二层利用激光加热或涂胶水的方式轴向包覆在所述第一层上。
8.根据权利要求4所述的高强度热塑性管材，其特征在于，所述第三层利用激光加热或涂胶水的方式轴向包覆在所述第二层上。
9.根据权利要求4所述的高强度热塑性管材，其特征在于，所述第四层利用激光加热或涂胶水的方式轴向包覆在所述第三层上。
10.一种基于权利要求4所述的高强度热塑性管材的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：用挤出机纵向挤出芯管，即内层；
S2：将热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层利用激光加热或涂胶水的方式横向包覆在内层上，形成中间层的第一层；
S3：将热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层利用激光加热或涂胶水的方式顺时针螺旋缠绕包覆在中间层的第一层上，形成中间层的第二层；
S4：将热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层利用激光加热或涂胶水的方式逆时针螺旋缠绕包覆在中间层的第二层上，形成中间层的第三层；
S5：将热熔性塑料与玻璃纤维长丝的复合层利用激光加热或涂胶水的方式横向包覆在中间层的第三层上，形成中间层的第四层；
S6：将经过上述步骤后制得的管材，再通过挤出机挤压结合在中间层的表面，待管材冷却后形成具有六层结构并复合一体的高强度热塑性管材。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200915 |
|
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