CN112538688A - 一种热塑性纤维复合丝增强管的制备方法 - Google Patents

一种热塑性纤维复合丝增强管的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热塑性纤维复合丝增强管的制备方法,包括以下步骤:首先制备无机纤维增强热塑性复合丝,包括无机纤维的改造和生产无机纤维增强热塑性复合丝,然后对热塑性纤维复合丝增强成管进行预编织,接着准备基管,在基管外部进行编织,编织成无结渔网结构形成编织层,然后在热塑性复合丝外面包覆管道外层,外层材料和基管材质完全一样,最后定长截取,包装入库。本发明无机纤维增强热塑性复合丝包括热塑性塑料,热塑性塑料和外层包覆的管道很容易融合,作用力比较强,不存在分层的现象;热塑性复合丝的抗拉强度大于钢丝的抗拉强度,且永久不会生锈,解决了生锈腐蚀的缺点,编织层为无结渔网结构提高管道的结构力学性能的稳定性。

Description

一种热塑性纤维复合丝增强管的制备方法
技术领域
本发明涉及增强管的制备方法,特别涉及一种热塑性纤维复合丝增强管的制备方法。
背景技术
目前,市面上有钢丝网骨架管,钢丝网骨架生产时先挤出一个基管,在基管外面缠绕上钢丝,钢丝的直径和疏密根据承压力不同去选择,缠绕上钢丝之后,外面再包覆上一层PE塑料,形成一个复合的管道,这种管道的优点为承载水的耐压力比较大,但是这种管道也存在着一些缺点,例如当管道受到破坏时,钢丝容易被腐蚀;当管道外层不被破坏,水分子也会浸入,时间久了内部钢丝也会产生腐蚀。此外,管道在输水的时候,当水锤从高处落下时,会对管壁产生冲击力,使钢丝和管体分层。另外,由于管道和钢丝的材质不一样,也会产生分层。钢丝缠绕在基管上,有地地方钢丝密,有的地方钢丝疏,也会造成各个部位的承压力不同。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足,提供了一种热塑性纤维复合丝增强管的制备方法。
本发明是通过如下技术方案实现的:一种热塑性纤维复合丝增强管的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:无机纤维增强热塑性复合丝的制备
无机纤维的改造:将熔融炉漏丝板流出的无机纤维丝浸入浸润剂冷却,冷却时间为1-2s,冷却温度为20-50℃,然后在200℃烘箱中烘干;
生产无机纤维增强热塑性复合丝:将改造的无机纤维放到纤维架上,通过展纱机将改造的无机纤维展开,展开的衡量标准是:叠加部分不超过5根单丝,然后将展开的无机纤维穿入浸胶模具内部的热塑性树脂空腔中,使改造的无机纤维表面粘上热塑性树脂,浸胶模具内部温度为180-220℃;接着利用锥形整型器整形成丝,牵引机带动整形的无机纤维增强热塑性复合丝前进,最后无机纤维增强热塑性复合丝绕着张力收卷机的转轴收卷备用;
步骤二:热塑性纤维复合丝增强成管预编织
选择不同规格和不同根数的无机纤维增强热塑性复合丝进行合股,合股的过程中进行加捻,形成纤维束,将纤维束绕到编织机的锭子上,然后放到织布机上进行预备编织;
步骤三:热塑性纤维复合丝增强管的生产
准备基管,在基管外部进行编织纤维束,编织成无结渔网结构形成编织层,然后在无机纤维增强热塑性复合丝外面包覆管道外层,外层材料和基管材质完全一样,最后定长截取,包装入库。
进一步的,所述无机纤维包括玻璃纤维、碳纤维,热塑性树脂包括聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯中。
进一步的,所述步骤一中的单根无机纤维丝的直径为5-30μm,步骤二中纤维束的支数为200-2400tax。
进一步的,所述步骤一中无机纤维增强热塑性复合丝中无机纤维的含量为60-70%,无机纤维增强热塑性复合丝的直径为0.1-0.5mm,抗拉强度为800-1200Mpa。
进一步的,所述浸胶模具通过法兰安装在挤出机上,浸胶模具上设置条形孔,步骤一中无机纤维通过条形孔浸入热塑性树脂空腔中。
进一步的,所述锥形整型器的两侧设置空腔,空腔内加入冷却循环水,所述空腔上分别设置进水口和出水口。
与现有技术相比,本发明的有益之处为:
1、本发明无机纤维增强热塑性复合丝包括热塑性塑料,热塑性塑料和外层包覆的管道很容易融合,作用力比较强,不存在分层的现象;
2、热塑性复合丝的抗拉强度大于钢丝的抗拉强度,且永久不会生锈,解决了生锈腐蚀的问题;
3、本发明基管和外层包覆的管道之间为编织层,不容易形成错层,编织层为无结渔网结构,各个单元为独立单元,当单个渔网单元破坏时,不影响其他单元的力学性能,提高管道的结构力学性能的稳定性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明热塑性纤维复合丝增强管的结构示意图;
图2为本发明浸胶模具的结构示意图;
图3为本发明锥形整型器的结构示意图。
图中,1、浸胶模具,2、热塑性树脂空腔,3、法兰,4、挤出机,5、条形孔,6、锥形整型器,7、空腔,8、进水口,9、出水口。
具体实施方式
下面结合附图说明对本发明做进一步地说明。
实施案例1
如图1-3所示,一种热塑性纤维复合丝增强管的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:无机纤维增强热塑性复合丝的制备
无机纤维的改造:将熔融炉漏丝板流出的无机纤维丝浸入浸润剂冷却,冷却时间为1-2s,冷却温度为20-50℃,然后在200℃烘箱中烘干,烘干后,无机纤维上挂了一层浸润剂塑化的膜,本实施案例中浸润剂能够和无机纤维、热塑性树脂结合,无机纤维为玻璃纤维、碳纤维中的一种,热塑性树脂为聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的一种;
生产无机纤维增强热塑性复合丝:将改造的无机纤维放到纤维架上,其中单根无机纤维丝的直径为5-30μm,通过展纱机将改造的无机纤维展开,展开的衡量标准是:叠加部分不超过5根单丝,然后将展开的无机纤维浸入浸胶模具1内部的热塑性树脂空腔2中,使改造的无机纤维表面粘上热塑性树脂,浸胶模具内部温度为180-220℃;接着进入锥形整型器6,锥形整型器6的两侧设置空腔7,空腔7内加入冷却循环水,进水口8和出水口9分别安装在空腔7上方,整形成丝。接着通过牵引机带动整形的无机纤维增强热塑性复合丝前进,最后无机纤维增强热塑性复合丝绕着张力收卷机的转轴收卷备用;其中无机纤维增强热塑性复合丝中无机纤维的含量为60-70%,无机纤维增强热塑性复合丝的直径为0.1-0.5mm,抗拉强度为800-1200Mpa。
步骤二:热塑性纤维复合丝增强成管预编织
选择不同规格和不同根数的无机纤维增强热塑性复合丝进行合股,合股的过程中进行加捻,形成纤维束,纤维束的支数为200-2400tax,将纤维束绕到编织机的锭子上,然后放到织布机上进行预备编织;
步骤三:热塑性纤维复合丝增强管的生产
准备基管,在基管外部进行编织纤维束,编织成无结渔网结构,编织层为无结渔网结构后,各个单元为独立单元,当单个渔网单元破坏时,不影响其他单元的力学性能,提高管道的结构力学性能的稳定性。然后在无机纤维增强热塑性复合丝外面包覆管道外层,外层材料和基管材质完全一样,最后定长截取,包装入库。
如图3所示,浸胶模具1通过法兰3安装在挤出机4上,浸胶模具1上设置条形孔5,步骤一中无机纤维通过条形孔5浸入热塑性树脂空腔2中,通过螺杆转动带动热塑性树脂的流动,该装置的设置解决了热塑性树脂容易在浸胶模具表面滞留的问题。此外,在浸胶模具1的一侧安装回流挤出机,使浸胶模具1内流出的热塑性树脂回流,重新使用。本实施案例制备的热塑性纤维复合丝增强管拉伸强度≥100 MPa。
实施案例2
步骤一:无机纤维增强热塑性复合丝的制备
无机纤维的改造:将熔融炉漏丝板流出的玻璃纤维丝浸入浸润剂冷却,冷却时间为1-2s,冷却温度为30℃,然后在200℃烘箱中烘干,烘干后,玻璃纤维上挂了一层浸润剂塑化的膜;
生产无机纤维增强热塑性复合丝:将改造的无机纤维放到纤维架上,其中单根无机纤维丝的直径为20μm,通过展纱机将改造的无机纤维展开,展开的衡量标准是:叠加部分不超过5根单丝,然后将展开的无机纤维浸入浸胶模具1内部的热塑性树脂空腔2中,使改造的无机纤维表面粘上热塑性树脂,浸胶模具内部温度为210℃;接着进入锥形整型器6,锥形整型器6的两侧设置空腔7,空腔7内加入冷却循环水,进水口8和出水口9分别安装在空腔7上方,整形成丝。接着通过牵引机带动整形的无机纤维增强热塑性复合丝前进,最后无机纤维增强热塑性复合丝绕着张力收卷机的转轴收卷备用,本实施案例中,热塑性树脂为聚乙烯树脂。测量生产无机纤维增强热塑性复合丝抗拉强度为1200Mpa。。
步骤二:热塑性纤维复合丝增强成管预编织
选择不同规格和不同根数的无机纤维增强热塑性复合丝进行合股,合股的过程中进行加捻,形成纤维束,纤维束的支数为200-2400tax,将纤维束绕到编织机的锭子上,然后放到织布机上进行预备编织;
步骤三:热塑性纤维复合丝增强管的生产
准备基管,在基管外部进行编织纤维束,编织成无结渔网结构,形成编织层,编织层为无结渔网结构后,各个单元为独立单元,当单个渔网单元破坏时,不影响其他单元的力学性能,提高管道的结构力学性能的稳定性。然后在无机纤维增强热塑性复合丝外面包覆管道外层,外层材料和基管材质完全一样,为PE基管,最后定长截取,包装入库。
测量热塑性纤维复合丝增强管的物理学性能,
测量结果如下:
Figure 1

Claims (6)

1.一种热塑性纤维复合丝增强管的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一:无机纤维增强热塑性复合丝的制备
无机纤维的改造:将熔融炉漏丝板流出的无机纤维丝浸入浸润剂冷却,冷却时间为1-2s,冷却温度为20-50℃,然后在200℃烘箱中烘干;
生产无机纤维增强热塑性复合丝:将改造的无机纤维放到纤维架上,通过展纱机将改造的无机纤维展开,展开的衡量标准是:叠加部分不超过5根单丝,然后将展开的无机纤维穿入浸胶模具(1)内部的热塑性树脂空腔(2)中,使改造的无机纤维表面粘上热塑性树脂,浸胶模具内部温度为180-220℃;接着利用锥形整型器(6)整形成丝,牵引机带动整形的无机纤维增强热塑性复合丝前进,最后无机纤维增强热塑性复合丝绕着张力收卷机的转轴收卷备用;
步骤二:热塑性纤维复合丝增强成管预编织
选择不同规格和不同根数的无机纤维增强热塑性复合丝进行合股,合股的过程中进行加捻,形成纤维束,将纤维束绕到编织机的锭子上,然后放到织布机上进行预编织;
步骤三:热塑性纤维复合丝增强管的生产
准备基管,在基管外部进行编织纤维束,编织成无结渔网结构,形成编织层,然后在无机纤维增强热塑性复合丝编织的无结渔网结构层外面包覆管道外层,外层材料和基管材质完全一样,最后定长截取,包装入库。
2.根据权利要求1所述的一种热塑性纤维复合丝增强管的制备方法,其特征在于:所述无机纤维包括玻璃纤维、碳纤维,热塑性树脂包括聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯。
3.根据权利要求1所述的一种热塑性纤维复合丝增强管的制备方法,其特征在于:所述步骤一中的单根无机纤维丝的直径为5-30μm,步骤二中纤维束的支数为200-2400tax。
4.根据权利要求1所述的一种热塑性纤维复合丝增强管的制备方法,其特征在于:所述步骤一中无机纤维增强热塑性复合丝中无机纤维的含量为60-70%,无机纤维增强热塑性复合丝的直径为0.1-0.5mm,抗拉强度为800-1200Mpa。
5.根据权利要求1所述的一种热塑性纤维复合丝增强管的制备方法,其特征在于:所述浸胶模具(1)通过法兰(3)安装在挤出机(4)上,浸胶模具(1)上设置条形孔(5),步骤一中无机纤维通过条形孔(5)浸入热塑性树脂空腔(2)中。
6.根据权利要求1所述的一种热塑性纤维复合丝增强管的制备方法,其特征在于:所述锥形整型器(6)的两侧设置空腔(7),空腔(7)内加入冷却循环水,所述空腔(7)上分别设置进水口(8)和出水口(9)。
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