CN117588613A - 连续纤维增强生物基聚酰胺复合管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管及其制备方法。本发明的连续纤维增强生物基聚酰胺复合管由内至外依次包括内衬层、增强层和外保护层，所述内衬层、增强层和外保护层的原料均含有生物基聚酰胺。本发明中复合管通过在复合管内衬层外依次缠绕复合管增强层，再包覆复合管外保护层，制成的复合管耐高压、耐高低温，而且耐磨、耐油性强。

Description

连续纤维增强生物基聚酰胺复合管及其制备方法
本申请要求享有于2022年8月17日向中国国家知识产权局提交的，专利申请号为202210984332.2，名称为“连续纤维增强生物基聚酰胺复合管及其制备方法”的在先申请的优先权。
技术领域
本发明涉及一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管及其制备方法。
背景技术
随着人类对能源需求日益旺盛，石油和天然气的不断开采，对输送管道的需求也越来越大。传统管道主要是钢制管道和玻璃钢管道。对于钢制管道，由于矿石开采环境条件极其恶劣，空气潮湿，井下存在大量易燃易爆粉尘及气体、各种腐蚀性气体、液体物质等，使得钢制管道容易被腐蚀，这直接导致钢管的使用寿命缩短、维护费用增高。另外，钢制管道作为煤矿用管材时，由于其本身比重比较大，是塑料管的7倍，这就增大了井下作业的难度；而且钢制管道在撞击过程中容易产生火花，在矿井中使用存在一定安全隐患。同时，钢制管道的成本比较高，在安装和维护过程中的成本也相应增高。与钢制管道相比，玻璃钢管道的质量相对较轻，其耐腐蚀性也好于钢制管道，但是玻璃钢管道在制备时需要使用内模具进行支撑，在成型后还需要将内模具剔除，工艺过程繁琐，在安装使用中其接口要求更高，易渗透，而且玻璃钢管道性能较脆，存在受到矿石冲击而被破坏的风险。
为克服这些缺点，工程技术人员不断研究塑料材质的管道，一般使用高密度聚乙烯复合管替代钢制管道和玻璃钢管道，达到耐腐蚀、加工简单、成本低的目的。玻纤增强聚乙烯管道系统，经由热熔缠绕机环向熔融缠绕连续单向玻纤预浸带后，具有高耐热、高耐压、质量轻、不腐蚀、寿命长等特点，在极大提高产品品质与扩大产品用途的基础上，依靠预浸带的高拉伸强度来极大的降低制造管道的材料用量，实现低成本制作连续玻纤增强热塑性管道系统。然而高密度聚乙烯拉伸强度低，耐热性差，在大尺寸应用中，用高密度聚乙烯复合管需要非常大的壁厚，以使得塑料管能够承受在埋设时施加的压力，材料的使用上会造成严重浪费，在高温管道方面存在问题，所以暂时只能替代目前小口径的传统钢制管。而且由于高密度聚乙烯的分子结构导致了其耐油腐蚀有限，尤其是在油田存在柴油、原油、汽油、煤油等有机溶剂介质存在的环境下使用会加速聚乙烯管材结构壁老化导致爆管。并且由于高密度聚乙烯设计应力较低，普通型最高设计应力仅为8MPa，导致其在高压管材方面成本较高。此外传统的聚乙烯管道结构偏柔软，抗划伤能力比较差，在施工过程中要严格保护管道结构表面不被外界的物品划伤或破坏，否则容易爆管。
聚酰胺，俗称尼龙，具有耐磨、耐疲劳、耐腐蚀、耐油等优异特性，尼龙管材是一种新型的管材，以此为基础，成型的各种复合管材都具有良好的物理和化学性质。在矿业工业中，管材的耐磨损、耐腐蚀和耐高压等性能，是重要的质量指标。因此，研究开发一种耐油耐磨的复合材料管道很有必要。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管及其制备方法，该复合管通过在复合管内衬层外依次缠绕复合管增强层，再包覆复合管外保护层，制成的复合管耐高压、耐高低温，而且耐磨、耐油性强。
本发明提供了一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其由内至外依次包括内衬层、增强层和外保护层，所述内衬层、增强层和外保护层的原料均含有生物基聚酰胺，所述生物基聚酰胺含有如下结构单元(Ⅰ)、(Ⅱ)和(Ⅲ)，
所述结构单元(Ⅰ)的物质的量与结构单元(Ⅱ)、(Ⅲ)的物质的量的和的比例是1-1.1：1；
所述结构单元(Ⅱ)和结构单元(Ⅲ)的摩尔比为1：0.3-3；
所述增强层为连续纤维增强生物基聚酰胺单向预浸带缠绕形成，其含有生物基聚酰胺和连续纤维，所述连续纤维的重量百分比为40-80％。
根据本发明的实施方案，所述结构单元(Ⅰ)、(Ⅱ)和(Ⅲ)通过酰胺键连接。
根据本发明的实施方案，所述结构单元(Ⅱ)和结构单元(Ⅲ)的摩尔比为1：0.4-2.8，进而为1：0.45-1.35，进而为1：0.65-1.15，或者为1：1.11-2.75，或者例如为1:0.75，1:0.85，1:0.95，1:1.05，1:1.11，1:1.15，1:2.05或1:2.75。
根据本发明的实施方案，所述生物基聚酰胺的相对粘度为2.0～3.2。本发明中所述相对粘度通过乌氏粘度计浓硫酸(浓度96％)法测定。
根据本发明的实施方案，所述生物基聚酰胺的熔点为260℃-330℃，进而优选为270℃-300℃，例如292℃、303℃、308℃、310℃。熔点高的生物基聚酰胺耐温性和力学性能更高，更适合在高温环境下使用。
根据本发明的实施方案，所述生物基聚酰胺的含水量为300ppm～4000ppm，例如为300ppm～2000ppm，又例如为500ppm、600ppm、650ppm、700ppm、1000ppm、3000ppm。可以通过干燥的方式降低含水量。
根据本发明的实施方案，所述生物基聚酰胺的数均分子量为2万～7万。
根据本发明的实施方案，所述生物基聚酰胺是生物基戊二胺和二羧酸为聚合单体的聚酰胺，其中所述生物基戊二胺和二羧酸的摩尔比为(1-1.05)：1，例如1.05：1。
根据本发明的实施方案，所述生物基戊二胺指的是在单体合成工序中，通过酶反应、酵母反应或者发酵反应等由葡萄糖、赖氨酸等源自生物质的化合物合成的戊二胺。生物基戊二胺或者生物基聚酰胺的生物基含量可以通过测定放射性C14含量的方法进行，例如美国材料试验协会的标准ASTM-D6866法。
根据本发明的实施方案，所述二羧酸至少含有己二酸和对苯二甲酸或对苯二甲酸的衍生物。
根据本发明的实施方案，所述生物基聚酰胺的制备方法包括如下步骤：将生物基戊二胺、二羧酸和水制备成聚酰胺盐溶液，再加热聚合，即得所述生物基聚酰胺，所述二羧酸含有己二酸和对苯二甲酸或对苯二甲酸的衍生物。
根据本发明的实施方案，所述己二酸和对苯二甲酸或对苯二甲酸的衍生物的摩尔比例为1：0.3-3。
优选地，所述二羧酸含有己二酸和对苯二甲酸。
优选地，所述己二酸和对苯二甲酸的摩尔比为1：0.4-2.8，进而为1：0.45-1.35，进而为1：0.65-1.15，或者为1：1.11-2.75，或者例如为1:0.75，1:0.85，1:0.95，1:1.05，1:1.11，1:1.15，1:2.05或1:2.75。
根据本发明的实施方案，生物基戊二胺参与反应后形成所述生物基聚酰胺中的结构单元I。
根据本发明的实施方案，己二酸参与反应后形成所述生物基聚酰胺中的结构单元II。
根据本发明的实施方案，对苯二甲酸或对苯二甲酸的衍生物参与反应后形成所述生物基聚酰胺中的结构单元III。
根据本发明示例性的方案，所述生物基聚酰胺的制备方法包括如下步骤：
(1)氮气或惰性气体氛围下，将戊二胺、二羧酸和水混合制得浓度为30-75wt％的聚酰胺盐水溶液；(2)氮气或惰性气体氛围下，加热所述聚酰胺盐水溶液，控制温度230-310℃，压力0.7-2.5MPa，保持60-180分钟；然后在30-120分钟内排气至常压，同时升高温度至260-340℃；抽真空使压力降至-(0.02-0.08)MPa，维持30-120分钟，得熔体，拉条切粒，得到所述生物基聚酰胺。
根据本发明的实施方案，所述复合管的内衬层、增强层和外保护层通过熔接形成实壁管。
根据本发明的实施方案，所述内衬层的原料中，所述生物基聚酰胺中的结构单元(Ⅰ)的物质的量与结构单元(Ⅱ)、(Ⅲ)的物质的量的和的比例是1-1.1：1；
所述结构单元(Ⅱ)和结构单元(Ⅲ)的摩尔比为1：0.3-3，例如为1：0.4-2.8，进而为1：0.75-2.75，或者例如为1：0.45-1.35，进而为1：0.65-1.15，或者例如为1:0.75，1:1.11，1:2.05或1:2.75。
根据本发明的实施方案，所述内衬层的原料按重量百分比计，包括：所述生物基聚酰胺76-95％，抗冲击改性剂4-25％，润滑剂0-3％和抗氧剂0.2-1％。
根据本发明的优选方案，所述内衬层的抗冲击改性剂含量为4-20％。
根据本发明的优选方案，所述内衬层的润滑剂含量为0.6-1.5％。
根据本发明的优选方案，所述内衬层的抗氧剂含量为0.4-1％。
根据本发明的实施方案，所述抗冲击改性剂为极性单体接枝聚合物，其中聚合物为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-a-乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯与丁二烯的共聚物、聚乙烯-聚苯乙烯-聚丙烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物和乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种，所述极性单体为马来酸酐、富马酸、衣康酸、柠康酸、柠康酸酐和乙烯基丁二酸酐中的至少一种。优选地，所述抗冲击改性剂为马来酸酐接枝乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物(EPDM-g-MAH)。
根据本发明的实施方案，所述润滑剂包括硬脂酸盐类润滑剂、脂肪酰胺类润滑剂、硅酮粉或硅酮母粒、PE蜡、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种的组合。优选地，所述润滑剂为脂肪酰胺类润滑剂和硅酮粉的组合，例如硬脂酸锌(EBS)与硅酮粉按质量比为1:1或1：2的复配组合物。
根据本发明的实施方案，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、胺类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂中的一种或几种组合。优选地，所述抗氧剂为受阻胺类抗氧剂和亚磷酸酯类氧剂组合。进一步地，所述受阻酚类抗氧化剂可为本领域已知的抗氧化剂，例如抗氧化剂1098(CAS 23128-74-7)。进一步地，所述亚磷酸酯类抗氧化剂可为本领域已知的抗氧化剂，例如抗氧化剂608。
根据本发明示例性的方案，所述抗氧剂为抗氧剂1098与抗氧剂608的复配组合物，抗氧剂1098与抗氧剂608的质量比为1：1或1：4。
根据本发明的实施方案，所述单向预浸带是指由相互平行的连续纤维浸渍生物基聚酰胺后制成的一种带状预浸料。本发明将预先制备的连续纤维增强生物基聚酰胺单向预浸带用于缠绕形成复合管的增强层，所述增强层用于承受内外层应力和管材抗蠕变作用。
根据本发明的实施方案，所述增强层的原料也即所述生物基聚酰胺单向预浸带的原料。
根据本发明的实施方案，所述增强层的生物基聚酰胺单向预浸带的厚度为0.2-0.5mm，进而为0.2-0.3mm。
根据本发明的实施方案，所述增强层的原料按重量百分比计，包括：所述生物基聚酰胺14-50％，连续纤维50-80％，流动改性剂0.4-3％，润滑剂0-2％和抗氧剂0.2-1％。
根据本发明的优选方案，所述增强层的连续纤维含量为60-70％。
根据本发明的优选方案，所述增强层的流动改性剂含量为0.5-2％。
根据本发明的优选方案，所述增强层的润滑剂含量为0.4-0.8％。
根据本发明的优选方案，所述增强层的抗氧剂含量为0.4-1％。
根据本发明的实施方案，所述连续纤维的类型包括碳纤维、玻璃纤维、碳化硅纤维、玄武岩纤维、天然亚麻纤维、芳纶纤维、半芳香族聚酰胺纤维或聚烯烃纤维中的一种或几种的组合。
优选地，所述连续纤维为连续玻璃纤维，优选地，所述单丝直径可为5-20μm，和/或，线密度1000-3600Tex。
优选地，所述连续纤维为连续碳纤维，例如为聚丙烯腈类碳纤维；所述连续碳纤维的单丝数量可为10K-60K，例如12K，24K，36K。进一步地，所述连续碳纤维的单丝直径可为5-10μm。示例性地，所述连续碳纤维例如为规格为24K的东丽T700、规格为12K或24K的光威复材连续碳纤维700S。
根据本发明的实施方案，所述流动改性剂包括有机硅聚合物、酯类树脂、或长链二元酸中的至少一种。优选地，所述流动改性剂优选为长链二元酸；进一步地，例如十碳二元酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸或十八碳二元酸。
根据本发明的实施方案，所述增强层的原料中，润滑剂和抗氧剂具有如上文所述的含义，例如与所述内衬层原料中的润滑剂和抗氧剂相同。
根据本发明的实施方案，所述增强层的生物基聚酰胺单向预浸带可以通过溶液浸渍技术，熔体涂覆技术，悬浮浸渍技术，共织纤维，粉末浸渍技术和熔融浸渍法制备获得。
根据本发明的实施方案，所述增强层的生物基聚酰胺单向预浸带通过熔融浸渍法制备获得。本发明中所述熔融浸渍法是纤维束通过设计的浸渍模具，在一定的张力作用下从在熔融状态下的树脂中拉出而被浸渍。
根据本发明的实施方案，所述增强层的生物基聚酰胺单向预浸带通过如下方法制备获得：
(A1)将增强层的除连续纤维以外的原料混合，熔融挤出，熔体进入浸渍模头；
(A2)将连续纤维导入所述浸渍模头，所述熔体和连续纤维发生浸渍；
(A3)浸渍后进行定型、冷却，牵引和卷绕，即得。
根据本发明的实施方案，通过调节挤出和卷绕速度，控制所述生物基聚酰胺单向预浸带中连续纤维的占比。
较佳地，步骤(A1)中，所述挤出可采用本领域已知的双螺杆挤出机或者单螺杆挤出机进行，较佳地为双螺杆挤出机。示例性地，所述双螺杆挤出机的长径比较佳地为1:36。
较佳地，步骤(A1)中，所述挤出的温度可为170-340℃。
较佳地，所述双螺杆挤出机采用八区加热模式，一区至八区温度依次为205-250℃、265-300℃、275-315℃、275-315℃、275-315℃、275-315℃、275-315℃、275-315℃。
较佳地，步骤(A1)中，以螺杆转速表示，所述挤出的速度为200-600rpm/min，例如300rpm/min、400rpm/min。
较佳地，步骤(A1)中，所述挤出后较佳地还包括过滤的步骤。进一步地，所述过滤可采用本领域常规的熔体过滤器进行。较佳地，当采用双螺杆挤出机时，所述熔体过滤器的温度在双螺杆挤出机的八区温度上下0-15℃范围。
优选地，步骤(A1)中，所述浸渍模头可采用本领域已知的模头。示例性地，所述浸渍模头的幅宽较佳地为100-650mm。
较佳地，步骤(A1)中，所述浸渍模头的温度为240-340℃，优选为290-330℃。
根据本发明的实施方案，步骤(A2)中，所述导入较佳地包括以下过程：所述连续纤维经过张力控制器从纱架上退绕下来，经过分纱框，进入展纱系统，使每根丝束充分展开，接着进入烘纱装置进行预热，然后进入浸渍模头，使连续纤维与熔体发生浸渍，其中所述烘纱装置的温度较佳地为70-400℃。
根据本发明的实施方案，步骤(A3)中，所述定型、冷却可采用本领域已知的四辊机进行。优选地，所述四辊机主要包括定型辊和冷却辊组成，定型辊内的内循环油的温度可为30-250℃，例如90℃、120℃、150℃、180℃；冷却辊内的内循环水的温度可为15～50℃，例如20℃、40℃。
根据本发明的实施方案，步骤(A3)中，所述牵引可采用本领域已知的牵引装置进行，在牵引装置中进行进一步冷却和切边。优选地，所述牵引的牵引速度可为3-15m/min，例如8m/min、3m/min。
根据本发明的实施方案，步骤(A3)中，所述卷绕可采用本领域已知的卷绕装置进行，较佳地为自动收卷机。优选地，所述卷绕的速度可为3-15m/min，例如8m/min、3m/min。
根据本发明的实施方案，所述生物基聚酰胺单向预浸带可为生物基聚酰胺连续玻璃纤维单向预浸带、生物基聚酰胺连续芳纶纤维单向预浸带、生物基聚酰胺连续玄武岩纤维单向预浸带、生物基聚酰胺连续聚烯烃纤维单向预浸带或者生物基聚酰胺连续碳纤维单向预浸带。
根据本发明的实施方案，所述连续纤维增强生物基聚酰胺单向预浸带的缠绕层数为偶数，且层数≥2。
根据本发明的实施方案，所述连续纤维增强生物基聚酰胺单向预浸带以缠绕角度a/-a交叉缠绕在内衬层外表面上，所述a为10-89°。优选地，缠绕角度a为30-70°，例如50°、60°、70°。本发明所述缠绕角度即单向预浸带与内衬层中心轴线的夹角。
根据本发明的实施方案，所述连续纤维增强生物基聚酰胺单向预浸带中连续纤维的走向和内衬层中心轴线的夹角为10-89°。
根据本发明的实施方案，所述增强层的相邻两层单向预浸带中连续纤维的走向交叉角度为10-180°，进而为20-178°。
根据本发明的实施方案，所述增强层的相邻两层单向预浸带中连续纤维的走向交叉角度为2a°，所述a为10-89°，例如100°、120°、140°。
根据本发明的实施方案，所述缠绕方式设置的增强层为复合管提供更强支撑，承受内外层应力和管材抗蠕变作用。
根据本发明示例性的方案，如图1所示，连续纤维增强生物基聚酰胺单向预浸带的缠绕层数为2层，且a的角度为60°，相邻2层单向预浸带中的连续纤维的走向交叉角度为120°。
根据本发明的实施方案，所述外保护层的原料中，所述生物基聚酰胺中的结构单元(Ⅰ)的物质的量与结构单元(Ⅱ)、(Ⅲ)的物质的量的和的比例是1-1.1：1；
所述结构单元(Ⅱ)和结构单元(Ⅲ)的摩尔比为1：0.3-3，例如为1：0.4-2.8，进而为1：0.75-2.75，或者例如为1：0.45-1.35，进而为1：0.65-1.15，或者例如为1:0.75，1:1.11，1:2.05或1:2.75。
根据本发明的实施方案，所述外保护层的原料按重量百分比计，包括：所述生物基聚酰胺50-82％，抗冲击改性剂8-20％，抗静电剂10-25％，润滑剂0-3％，抗氧剂0.2-2％。所述外保护层用于保护芯层和抗静电的作用。
根据本发明的优选方案，所述外保护层的抗冲击改性剂含量为15-18％。
根据本发明的优选方案，所述外保护层的抗静电剂含量为15-20％。
根据本发明的优选方案，所述外保护层的润滑剂含量为1-2％。
根据本发明的优选方案，所述外保护层的抗氧剂含量为0.4-1％。
根据本发明的实施方案，所述抗静电剂包括炭黑、炭黑母粒、碳纳米管、石墨、金属粉末的一种或几种的组合。进一步优选为炭黑母粒。
根据本发明的实施方案，所述外保护层的抗冲击改性剂、润滑剂和抗氧剂具有如上文所述的含义，例如与所述内衬层原料中的抗冲击改性剂、润滑剂和抗氧剂相同。
根据本发明的实施方案，所述内衬层、增强层的生物基聚酰胺单向预浸带和外保护层的原料中，抗冲击改性剂、润滑剂和/或抗氧剂中的至少一种相同，例如抗冲击改性剂、润滑剂和抗氧剂均相同。
根据本发明的实施方案，所述内衬层和内保护层的层数分别为1层以上，也可以是2层，3层，4层或更多层。
本发明还提供了上述连续纤维增强生物基聚酰胺复合管的制备方法，其包括如下步骤：
S1、挤出内衬层：将内衬层的原料混合经挤出、定径、冷却、牵出、切割形成复合管的内衬层；
S2、缠绕增强层：将增强层的原料制备获得的生物基聚酰胺单向预浸带以S1中内衬层为底模，调整所述单向预浸带和内衬层中心轴线的夹角至缠绕角度a，边加热、边张拉将所述单向预浸带缠绕在内衬层的外表面上，形成所述单向预浸带缠绕的第一层；缠绕一层后，剪断所述单向预浸带，调整缠绕角度至-a，边加热、边张拉以完成第二层单向预浸带的缠绕，重复缠绕步骤，得到含有2层以上预浸带的增强层，缠绕角度a为10-89°；
优选使用预浸带热熔缠绕机进行缠绕，相邻单向预浸带缠绕层角度交叉，缠绕的层数可以根据实际应用需要设置，优选层数为偶数，例如2、4、6、8、10层；
S3、挤出外保护层：将外保护层的原料混合，挤出在S2中缠绕好的增强层外，经过定径、冷却、牵引成型，获得复合管。
根据本发明的实施方案，步骤S1中，所述挤出可采用本领域常规的双螺杆挤出机或者单螺杆挤出机进行，较佳地为双螺杆挤出机。其中，所述双螺杆挤出机的长径比为(20～50)：1，进一步为(20～40):1，较佳地为36:1。所述挤出使用本领域常用的管材成型口模。所述定径采用本领域常用的管材真空定径成型方法。
根据本发明的实施方案，步骤S1中，当采用双螺杆挤出机时，所述双螺杆挤出机采用五区加热模式，较佳地，一区温度为240～280℃(例如为270℃)，二区温度为270～320℃(例如为310℃)，三区温度为270～320℃(例如为310℃)，四区温度为270～320℃(例如为320℃)，五区温度为280～330℃(例如为310℃)，机头温度为290～330℃(例如为320℃)。
根据本发明的实施方案，步骤S1中，以螺杆转速表示，所述挤出的速度为200-600rpm/min，例如300rpm/min。
根据本发明的实施方案，步骤S1中，在所述挤出后较佳地还包括过滤的步骤。所述过滤可采用本领域常规的熔体过滤器进行。
根据本发明的实施方案，步骤S1中，牵引速度为5～20m/min，例如10m/min。
根据本发明的实施方案，步骤S2中，所述缠绕时，线速度为10-30mm/s。优选地，缠绕角度a为30-70°，例如50°、60°、70°。
根据本发明的实施方案，步骤S2中，所述缠绕时，加热温度为300-550℃，优选使用热风枪。
根据本发明的实施方案，步骤S3，所述挤出可采用本领域常规的双螺杆挤出机或者单螺杆挤出机进行，较佳地为双螺杆挤出机。其中，所述双螺杆挤出机的长径比为(20～50)：1，进一步为(20～40):1，较佳地为36:1。
根据本发明的实施方案，步骤S3，当采用双螺杆挤出机时，所述双螺杆挤出机采用五区加热模式，较佳地，一区温度为240～280℃(例如270℃)，二区温度为270～320℃(例如为320℃)，三区温度为270～320℃(例如为310℃)，四区温度为270～320℃(例如为310℃)，五区温度为280～330℃(例如为310℃)，机头温度为290～330℃(例如为320℃)。
根据本发明的实施方案，步骤S3，以螺杆转速表示，所述挤出的速度为200-600rpm/min，例如500rpm/min。
根据本发明的实施方案，步骤S3中，在所述挤出后较佳地还包括过滤的步骤。所述过滤可采用本领域常规的熔体过滤器进行。
根据本发明的实施方案，步骤S3中，牵引速度为2～10m/min，例如4m/min。较佳地，将复合管按需切割。
本发明中，所述复合管的内衬层厚度可以通过管材挤出设备控制，增强层的预浸带层数可以通过缠绕设备控制，外保护层的厚度可以通过管材挤出设备控制。具体根据需要设置不同的厚度或层数，满足不同应用场景的需求。
根据本发明的实施方案，所述内衬层、增强层和外保护层的厚度比例为1:1-9:1。
根据本发明的实施方案，所述复合管的壁厚为5-50mm，进而为6.5-48mm。
根据本发明的实施方案，所述复合管的外径为40-1600mm。
本发明所述连续纤维增强生物基聚酰胺复合管适用于石油、天然气、煤气、化工行业、煤矿行业等的中长距离输送。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：
本发明提供了一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，在复合管内衬层外依次缠绕含有连续纤维的生物基聚酰胺单向预浸带作为增强层，再外再包覆外保护层，通过挤出、熔接形成多层实壁管，内衬层、增强层和外保护层三层的基体材料均为同一种生物基聚酰胺制成，复合管的层与层之间的粘结效果好，而且复合管厚度可控，制备工艺简单，效率高，制成的连续纤维增强生物基高温聚酰胺复合管耐高压、耐温好，耐磨性优，耐油性强。
附图说明
图1是含有两层单向预浸带作为增强层的复合管的侧面示意图，其中：1、内衬层；2、增强层：含有两层缠绕角度分别为a和-a的单向预浸带，其中a为60°；3、外保护层。
图2是实施例1的复合管的横截面示意图，其中：4、内衬层，5、增强层，6、外保护层。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
制备例1：
生物基聚酰胺PA56/5T-A：制备方法包括如下步骤：(1)氮气氛围下，将水、戊二胺、二羧酸(摩尔比为1：1.11的己二酸和对苯二甲酸)混合制得浓度为68wt％的聚酰胺盐水溶液；所述戊二胺和二羧酸的摩尔比为1.05：1；(2)将所述聚酰胺盐水溶液转移至聚合釜中，氮气氛围下加热，釜内温度升至290℃，压力1.6MPa，保持120分钟；然后在100分钟内排气降压至常压，同时升高温度至310℃；抽真空使压力降至-0.05MPa，维持80分钟，得熔体，拉条切粒，得到生物基聚酰胺PA56/5T-A(相对粘度2.32，熔点303℃，干燥后含水量700ppm)。
制备例2：
生物基聚酰胺PA56/5T-B：制备方法包括如下步骤：(1)氮气氛围下，将水、戊二胺、二羧酸(摩尔比为1：0.75的己二酸和对苯二甲酸)混合制得浓度为65wt％的聚酰胺盐水溶液；所述戊二胺和二羧酸的摩尔比为1.05：1；(2)将所述聚酰胺盐水溶液转移至聚合釜中，氮气氛围下加热，釜内温度升至290℃，压力1.6MPa，保持110分钟；然后在85分钟内排气降压至常压，同时升高温度至300℃；抽真空使压力降至-0.05MPa，维持60分钟，得熔体，拉条切粒，得到生物基聚酰胺PA56/5T-B(相对粘度2.31，熔点292℃，干燥后含水量650ppm)。
制备例3：
生物基聚酰胺PA56/5T-C：制备方法包括如下步骤：(1)氮气氛围下，将水、戊二胺、二羧酸(摩尔比为1：2.05的己二酸和对苯二甲酸)混合制得浓度为65wt％的聚酰胺盐水溶液；所述戊二胺和二羧酸的摩尔比为1.05：1；(2)将所述聚酰胺盐水溶液转移至聚合釜中，氮气氛围下加热，釜内温度升至305℃，压力1.6MPa，保持100分钟；然后在85分钟内排气降压至常压，同时升高温度至315℃；抽真空使压力降至-0.05MPa，维持60分钟，得熔体，拉条切粒，得到生物基聚酰胺PA56/5T-C(相对粘度2.28，熔点308℃，干燥后含水量600ppm)。
制备例4：
生物基聚酰胺PA56/5T-D：制备方法包括如下步骤：(1)氮气氛围下，将水、戊二胺、二羧酸(摩尔比为1：2.75的己二酸和对苯二甲酸)混合制得浓度为65wt％的聚酰胺盐水溶液；所述戊二胺和二羧酸的摩尔比为1.05：1；(2)将所述聚酰胺盐水溶液转移至聚合釜中，氮气氛围下加热，釜内温度升至310℃，压力1.6MPa，保持100分钟；然后在85分钟内排气降压至常压，同时升高温度至320℃；抽真空使压力降至-0.05MPa，维持60分钟，得熔体，拉条切粒，得到生物基聚酰胺PA56/5T-D(相对粘度2.28，熔点310℃，干燥后含水量600ppm)。
实施例1
1、一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其由内至外依次包括内衬层、增强层和外保护层，所述内衬层、增强层和外保护层的基体材料均为制备例1的生物基聚酰胺PA56/5T-A，通过熔接一体形成一个实壁管。
所述内衬层的原料按重量百分比计，包括：生物基聚酰胺PA56/5T-A 91％，抗冲击改性剂EPDM-g-MAH 8％，润滑剂是EBS和硅酮粉(质量比1：1)0.6％，抗氧剂是抗氧剂1098和608(质量比1：1)0.4％。
所述增强层为生物基聚酰胺单向预浸带缠绕形成，其原料按重量百分比计，包括：生物基聚酰胺PA56/5T-A37％，连续玻璃纤维(购自欧文斯科宁，规格为1200Tex)60％，流动改性剂十二碳二元酸2％，润滑剂是EBS和硅酮粉(质量比1：1)0.4％，抗氧剂是抗氧剂1098和608(质量比1：1)0.6％。所述单向预浸带的厚度为0.3mm。
所述生物基聚酰胺单向预浸带制备方法：(1)将所述生物基聚酰胺单向预浸带除连续纤维以外的原料混合，利用双螺杆挤出机(长径比为1:36)熔融挤出，挤出的熔体经过熔体过滤器的过滤，进入浸渍模头；其中：双螺杆挤出机为八区加热模式，一区至八区(喂料至机头)温度依次为250℃、275℃、285℃、285℃、285℃、285℃、295℃、300℃；螺杆转速为400r/min；模头温度为295℃；(2)所述连续玻璃纤维经过张力控制器从纱架上退绕下来，经过分纱框，进入展纱系统，使每根丝束充分展开，接着进入烘纱装置进行预热，然后进入浸渍模头，使连续玻璃纤维与熔体发生浸渍，其中所述烘纱装置的温度为80℃；(3)浸渍后经过四辊机进行定型和冷却，其中，四辊机内循环油的温度为90℃，循环水的温度设置为40℃；然后进入牵引装置进行进一步冷却和切边，牵引速度为8m/min；最后进入自动收卷机中卷绕成卷，卷绕速度为8m/min；制备过程中，控制双螺杆挤出机的螺杆转速和自动收卷机的卷绕速度，保证生物基聚酰胺PA56/5T-A和所述连续玻璃纤维的重量分数比为37：60。
所述外保护层的原料按重量百分比计，包括：生物基聚酰胺PA56/5T-A62％，抗冲击改性剂EPDM-g-MAH 15％，抗静电剂炭黑母粒20％，润滑剂是EBS和硅酮粉(质量比1：1)2％，抗氧剂是抗氧剂1098和608(质量比1：4)1％。
2、连续纤维增强生物基聚酰胺复合管的制备方法：
S1、挤出内衬层：将内衬层的原料混合均匀后置于双螺杆挤出机的主喂料斗中下料，经双螺杆挤出机熔融挤出、定径、冷却、牵出、切割形成复合管的内衬层；其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为36：1，从1区至5区到机头的加工温度依次为250℃、280℃、300℃、310℃、320℃、330℃，主螺杆转速为300r/min，内衬层牵引速度为10m/min。
S2、缠绕增强层：将所述生物基聚酰胺单向预浸带以S1中内衬层为底模，通过预浸带热熔缠绕机，调整所述单向预浸带和内衬层中心轴线的夹角至缠绕角度60°，边用400℃的热风枪加热、边张拉将所述单向预浸带按线速度为20mm/s缠绕在内衬层的外表面上，形成所述单向预浸带缠绕的第一层；缠绕一层后，剪断所述单向预浸带，调整缠绕角度至-60°，边用400℃的热风枪加热、边张拉将所述单向预浸带按线速度为20mm/s缠绕在第一层单向预浸带的外表面上，以完成第二层单向预浸带的缠绕，重复缠绕步骤，得到含有8层预浸带的增强层；
S3、挤出外保护层：将外保护层材料混合均匀后置于双螺杆挤出机的主喂料斗中下料，经双螺杆挤出机熔融挤出，包覆在S2中缠绕好的增强层外，然后经过定径、冷却、牵引成型的复合管，经切割最终成为公称直径为300mm的成品复合管，其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为36：1，从1区至5区到机头的加工温度依次为240℃、270℃、280℃、300℃、310℃、310℃、320℃，主螺杆转速为500r/min，牵引速度为4m/min。
实施例2
1、一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其由内至外依次包括内衬层、增强层和外保护层，所述内衬层、增强层和外保护层的基体材料均为制备例1的生物基聚酰胺PA56/5T-A，通过熔接一体形成一个实壁管。
所述内衬层的原料按重量百分比计，包括：生物基聚酰胺PA56/5T-A 95％，抗冲击改性剂EPDM-g-MAH 4％，润滑剂是EBS和硅酮粉(质量比1：1)0.6％，抗氧剂是抗氧剂1098和608(质量比1：1)0.4％。
所述增强层和外保护层与实施例1相同。
2、连续纤维增强生物基聚酰胺复合管的制备方法与实施例1相同。
实施例3
1、一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其由内至外依次包括内衬层、增强层和外保护层，所述内衬层、增强层和外保护层的基体材料均为制备例1的生物基聚酰胺PA56/5T-A，通过熔接一体形成一个实壁管。
所述内衬层的原料按重量百分比计，包括：生物基聚酰胺PA56/5T-A 83％，抗冲击改性剂EPDM-g-MAH 16％，润滑剂是EBS和硅酮粉(质量比1：1)0.6％，抗氧剂是抗氧剂1098和608(质量比1：1)0.4％。
所述增强层和外保护层与实施例1相同。
2、连续纤维增强生物基聚酰胺复合管的制备方法与实施例1相同。
实施例4
1、一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其由内至外依次包括内衬层、增强层和外保护层，所述内衬层、增强层和外保护层的基体材料均为制备例1的生物基聚酰胺PA56/5T-A，通过熔接一体形成一个实壁管。
所述内衬层和外保护层与实施例1相同。
区别在于，所述增强层的生物基聚酰胺单向预浸带的原料按重量百分比计，包括：生物基聚酰胺PA56/5T-A 47％，连续玻璃纤维(购自欧文斯科宁，规格为1200Tex)50％，流动改性剂十二碳二元酸2％，润滑剂是EBS和硅酮粉(质量比1：1)0.4％，抗氧剂是抗氧剂1098和608(质量比1：1)0.6％。所述生物基聚酰胺单向预浸带制备方法与实施例1相同，区别在于生物基聚酰胺PA56/5T-A和所述连续玻璃纤维的重量分数比为47：50。
2、连续纤维增强生物基聚酰胺复合管的制备方法与实施例1相同。
实施例5
1、一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其由内至外依次包括内衬层、增强层和外保护层，所述内衬层、增强层和外保护层的基体材料均为制备例1的生物基聚酰胺PA56/5T-A，通过熔接一体形成一个实壁管。
所述内衬层和外保护层与实施例1相同。
区别在于，所述增强层的生物基聚酰胺单向预浸带的原料按重量百分比计，包括：生物基聚酰胺PA56/5T-A 27％，连续玻璃纤维(购自欧文斯科宁，规格为1200Tex)70％，流动改性剂十二碳二元酸2％，润滑剂是EBS和硅酮粉(质量比1：1)0.4％，抗氧剂是抗氧剂1098和608(质量比1：1)0.6％。所述生物基聚酰胺单向预浸带制备方法与实施例1相同，区别在于生物基聚酰胺PA56/5T-A和所述连续玻璃纤维的重量分数比为27：70。
2、连续纤维增强生物基聚酰胺复合管的制备方法与实施例1相同。
实施例6
1、一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其由内至外依次包括内衬层、增强层和外保护层，所述内衬层、增强层和外保护层的基体材料均为制备例1的生物基聚酰胺PA56/5T-A，通过熔接一体形成一个实壁管。
所述内衬层和增强层与实施例1相同。
区别在于，所述外保护层的原料按重量百分比计，包括：生物基聚酰胺PA56/5T-A72％，抗冲击改性剂EPDM-g-MAH 15％，抗静电剂炭黑母粒10％，润滑剂是EBS和硅酮粉(质量比1：1)2％，抗氧剂是抗氧剂1098和608(质量比1：4)1％。
2、连续纤维增强生物基聚酰胺复合管的制备方法与实施例1相同。
实施例7
1、一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其由内至外依次包括内衬层、增强层和外保护层，所述内衬层、增强层和外保护层的基体材料均为制备例1的生物基聚酰胺PA56/5T-A，通过熔接一体形成一个实壁管。
所述内衬层、增强层和外保护层与实施例1相同。
2、连续纤维增强生物基聚酰胺复合管的制备方法与实施例1相同，区别在于，S2、缠绕增强层时，调整所述单向预浸带和内衬层中心轴线的夹角至缠绕角度20°，缠绕一层后，剪断所述单向预浸带，调整缠绕角度至-20°。
实施例8
1、一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其由内至外依次包括内衬层、增强层和外保护层，所述内衬层、增强层和外保护层的基体材料均为制备例1的生物基聚酰胺PA56/5T-A，通过熔接一体形成一个实壁管。
所述内衬层、增强层和外保护层与实施例1相同。
2、连续纤维增强生物基聚酰胺复合管的制备方法与实施例1相同，区别在于，S2、缠绕增强层时，调整所述单向预浸带和内衬层中心轴线的夹角至缠绕角度80°，缠绕一层后，剪断所述单向预浸带，调整缠绕角度至-80°。
实施例9
1、一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其由内至外依次包括内衬层、增强层和外保护层，所述内衬层、增强层和外保护层的基体材料均为制备例2的生物基聚酰胺PA56/5T-B，通过熔接一体形成一个实壁管。
所述内衬层、增强层和外保护层与实施例1相同，区别仅在于使用的生物基聚酰胺为PA56/5T-B。
2、连续纤维增强生物基聚酰胺复合管的制备方法：
S1、挤出内衬层：将内衬层的原料混合均匀后置于双螺杆挤出机的主喂料斗中下料，经双螺杆挤出机熔融挤出、定径、冷却、牵出、切割形成复合管的内衬层；其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为36：1，从1区至5区到机头的加工温度依次为250℃、270℃、290℃、300℃、310℃、320℃，主螺杆转速为300r/min，内衬层牵引速度为10m/min。
S2、缠绕增强层：将所述生物基聚酰胺单向预浸带以S1中内衬层为底模，通过预浸带热熔缠绕机，调整所述单向预浸带和内衬层中心轴线的夹角至缠绕角度60°，边用400℃的热风枪加热、边张拉将所述单向预浸带按线速度为20mm/s缠绕在内衬层的外表面上，形成所述单向预浸带缠绕的第一层；缠绕一层后，剪断所述单向预浸带，调整缠绕角度至-60°，边用400℃的热风枪加热、边张拉将所述单向预浸带按线速度为20mm/s缠绕在第一层单向预浸带的外表面上，以完成第二层单向预浸带的缠绕，重复缠绕步骤，得到含有8层预浸带的增强层；
S3、挤出外保护层：将外保护层材料混合均匀后置于双螺杆挤出机的主喂料斗中下料，经双螺杆挤出机熔融挤出，包覆在S2中缠绕好的增强层外，然后经过定径、冷却、牵引成型的复合管，经切割最终成为公称直径为300mm的成品复合管，其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为36：1，从1区至5区到机头的加工温度依次为240℃、260℃、270℃、300℃、300℃、300℃、310℃，主螺杆转速为500r/min，牵引速度为4m/min。
实施例10
1、一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其由内至外依次包括内衬层、增强层和外保护层，其中，所述内衬层的原料中的生物基聚酰胺选用制备例1的PA56/5T-A，外保护层的原料中的生物基聚酰胺选用制备例2的PA56/5T-B；增强层的原料中的生物基聚酰胺选用制备例4的PA56/5T-D，三层通过熔接一体形成一个实壁管。
所述内衬层和外保护层的原料基本与实施例1相同，不同在于，所述内衬层的原料中的生物基聚酰胺选用制备例1的PA56/5T-A，外保护层的原料中的生物基聚酰胺选用制备例2的PA56/5T-B。
所述增强层制备方法基本与实施例1相同，区别在于，在制备所述生物基聚酰胺单向预浸带时，步骤(2)中，双螺杆挤出机为一区至八区(喂料至机头)温度依次为280℃、300℃、305℃、310℃、315℃、320℃、325℃、330℃；螺杆转速为400r/min；模头温度为330℃。
2、连续纤维增强生物基聚酰胺复合管的制备方法基本与实施例1相同，区别在于，步骤S1采用本实施例上述的内衬层的原料；步骤S2采用本实施例上述的增强层的原料；S3中采用本实施例上述外保护层的原料。
实施例11
1、一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其由内至外依次包括内衬层、增强层和外保护层，其中，所述内衬层的原料中生物基聚酰胺为制备例3的PA56/5T-C，外保护层的原料中生物基聚酰胺为制备例2的PA56/5T-B，增强层的生物基聚酰胺选用制备例4的PA56/5T-D，三层通过熔接一体形成一个实壁管。
所述内衬层、增强层和外保护层的原料基本与实施例10相同，不同在于，所述内衬层的原料中的生物基聚酰胺选用制备例3的PA56/5T-C。
2、连续纤维增强生物基聚酰胺复合管的制备方法：
S1、挤出内衬层：将内衬层的原料混合均匀后置于双螺杆挤出机的主喂料斗中下料，经双螺杆挤出机熔融挤出、定径、冷却、牵出、切割形成复合管的内衬层；其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为36：1，从1区至5区到机头的加工温度依次为260℃、280℃、300℃、310℃、320℃、330℃，主螺杆转速为300r/min，内衬层牵引速度为10m/min。
S2、缠绕增强层：将所述生物基聚酰胺单向预浸带以S1中内衬层为底模，通过预浸带热熔缠绕机，调整所述单向预浸带和内衬层中心轴线的夹角至缠绕角度60°，边用400℃的热风枪加热、边张拉将所述单向预浸带按线速度为20mm/s缠绕在内衬层的外表面上，形成所述单向预浸带缠绕的第一层；缠绕一层后，剪断所述单向预浸带，调整缠绕角度至-60°，边用400℃的热风枪加热、边张拉将所述单向预浸带按线速度为20mm/s缠绕在第一层单向预浸带的外表面上，以完成第二层单向预浸带的缠绕，重复缠绕步骤，得到含有8层预浸带的增强层；
S3、挤出外保护层：将外保护层材料混合均匀后置于双螺杆挤出机的主喂料斗中下料，经双螺杆挤出机熔融挤出，包覆在S2中缠绕好的增强层外，然后经过定径、冷却、牵引成型的复合管，经切割最终成为公称直径为300mm的成品复合管，其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为36：1，从1区至5区到机头的加工温度依次为240℃、260℃、270℃、300℃、300℃、300℃、310℃，主螺杆转速为500r/min，牵引速度为4m/min。
对比例1
聚乙烯(PE)复合管，其由内至外依次包括内层、中间层和外层，三层的基体材料均为PE，通过熔接一体形成一个实壁管。
其中内层原料按照重量百分比计，包括：PE 99％，润滑剂是EBS和硅酮粉(质量比1：1)0.6％，抗氧剂是抗氧剂1010和168(质量比1：1)0.4％。中间层为PE长玻璃纤维单向预浸带缠绕形成，所述PE长玻璃纤维单向预浸带中长玻璃纤维和PE的比例为60:37、预浸带厚度0.3mm。外层的原料按重量百分比计，包括：PE 67％，抗冲击改性剂EPDM-g-MAH 10％，抗静电剂炭黑母粒20％，润滑剂是EBS和硅酮粉(质量比1：1)2％，抗氧剂是抗氧剂1010和168(质量比1：4)1％。
聚乙烯(PE)复合管制备方法：
S1、挤出内衬层：将内衬层的原料混合均匀后置于双螺杆挤出机的主喂料斗中下料，经双螺杆挤出机熔融挤出、定径、冷却、牵出、切割形成复合管的内衬层；其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为36：1，从1区至5区到机头的加工温度依次为180℃、200℃、210℃、220℃、230℃、230℃、240℃，主螺杆转速为300r/min，内衬层牵引速度为4m/min。
S2、缠绕增强层：将所述生物基聚酰胺单向预浸带以S1中内衬层为底模，通过预浸带热熔缠绕机，调整所述单向预浸带和内衬层中心轴线的夹角至缠绕角度60°，边用300℃的热风枪加热、边张拉将所述单向预浸带按线速度为20mm/s缠绕在内衬层的外表面上，形成所述单向预浸带缠绕的第一层；缠绕一层后，剪断所述单向预浸带，调整缠绕角度至-60°，边用300℃的热风枪加热、边张拉将所述单向预浸带按线速度为20mm/s缠绕在第一层单向预浸带的外表面上，以完成第二层单向预浸带的缠绕，重复缠绕步骤，得到含有8层预浸带的增强层；
S3、挤出外保护层：将外保护层材料混合均匀后置于双螺杆挤出机的主喂料斗中下料，经双螺杆挤出机熔融挤出，包覆在S2中缠绕好的增强层外，然后经过定径、冷却、牵引成型的复合管，经切割最终成为公称直径为300mm的成品复合管，其中，双螺杆挤出机的螺杆长径比为36：1，从1区至5区到机头的加工温度依次为180℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、240℃，主螺杆转速为500r/min，牵引速度为2m/min。
对以上实施例和对比例制得的复合管样品分别进行如下测试，测试结果见下表1。
1、爆破压力：按GB/T 6111-2018测试，采用A型接头，管内外分别为水和空气；
2、拉伸强度：按GB/T 8804-2003对样品进行拉伸强度测试，拉伸速率为50mm/min；
3、落锤冲击强度：按GB/T 14152对样品进行落锤冲击性测试，测试时，锤头重量3Kg，高度为2m；
4、表面电阻：按MT181对样品进行测试。
表1
从表1可以看出，本发明生物基聚酰胺复合管耐高压、耐温好，耐磨性优，耐油性强。尤其是爆破压力和拉伸强度明显高于对比例1的PE复合管。表面电阻低可以用于多种场景，例如煤矿井等。
以上对本发明示例性的实施方式进行了说明。但是，本申请的保护范围不拘囿于上述实施方式。本领域技术人员在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其特征在于，其由内至外依次包括内衬层、增强层和外保护层，所述内衬层、增强层和外保护层的原料均含有生物基聚酰胺，所述生物基聚酰胺含有如下结构单元(Ⅰ)、(Ⅱ)和(Ⅲ)，
所述结构单元(Ⅰ)的物质的量与结构单元(Ⅱ)、(Ⅲ)的物质的量的和的比例是1-1.1：1；
所述结构单元(Ⅱ)和结构单元(Ⅲ)的摩尔比为1：0.3-3；
所述增强层为连续纤维增强生物基聚酰胺单向预浸带缠绕形成，其含有生物基聚酰胺和连续纤维，所述连续纤维的重量百分比为40-80％。
2.根据权利要求1所述的连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其特征在于，所述生物基聚酰胺的相对粘度为2.0～3.2，和/或，熔点为260-330℃，和/或，含水量为300～4000ppm；
和/或，所述结构单元(Ⅱ)和结构单元(Ⅲ)的摩尔比为1：0.4-2.8。
3.根据权利要求1或2所述的连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其特征在于，所述内衬层的原料按重量百分比计，包括：所述生物基聚酰胺76-95％，抗冲击改性剂4-25％，润滑剂0-3％和抗氧剂0.2-1％。
4.根据权利要求3所述的连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其特征在于，所述抗冲击改性剂为极性单体接枝聚合物，其中聚合物为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-a-乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯与丁二烯的共聚物、聚乙烯-聚苯乙烯-聚丙烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物和乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物中的至少一种，所述极性单体为马来酸酐、富马酸、衣康酸、柠康酸、柠康酸酐和乙烯基丁二酸酐中的至少一种；
和/或，所述润滑剂包括硬脂酸盐类润滑剂、脂肪酰胺类润滑剂、硅酮粉或硅酮母粒、PE蜡、乙烯-丙烯酸共聚物中的一种或几种的组合；
和/或，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、胺类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂中的一种或几种组合。
5.根据权利要求1或2所述的连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其特征在于，所述连续纤维增强生物基聚酰胺单向预浸带中连续纤维的走向和内衬层中心轴线的夹角为10-89°；
和/或，所述连续纤维增强生物基聚酰胺单向预浸带的缠绕层数为偶数，且层数≥2；优选地，相邻两层单向预浸带中连续纤维的走向交叉角度为10-180°；
和/或，所述连续纤维增强生物基聚酰胺单向预浸带的原料按重量百分比计，包括：所述生物基聚酰胺14-50％，连续纤维60-70％，流动改性剂0.4-3％，润滑剂0-2％和抗氧剂0.2-1％；
和/或，所述连续纤维的类型包括碳纤维、玻璃纤维、碳化硅纤维、玄武岩纤维、天然亚麻纤维、芳纶纤维、半芳香族聚酰胺纤维或聚烯烃纤维中的一种或几种的组合；
优选地，所述连续纤维为连续玻璃纤维；
优选地，所述连续玻璃纤维单丝直径为5-20μm，和/或，线密度1000-3600Tex；
优选地，所述连续纤维为连续碳纤维。
6.根据权利要求5所述的连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其特征在于，所述流动改性剂包括有机硅聚合物、酯类树脂或长链二元酸中的至少一种；
优选地，所述流动改性剂为长链二元酸，例如为十碳二元酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、十三碳二元酸、十四碳二元酸、十五碳二元酸、十六碳二元酸或十八碳二元酸。
7.根据权利要求1或2所述的连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其特征在于，所述外保护层的原料按重量百分比计，包括：所述生物基聚酰胺50-82％，抗冲击改性剂8-20％，抗静电剂10-25％，润滑剂0-3％，抗氧剂0.2-2％。
8.根据权利要求7所述的连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其特征在于，所述抗静电剂包括炭黑、炭黑母粒、碳纳米管、石墨、金属粉末的一种或几种的组合。
9.根据权利要求1-8任一项所述的连续纤维增强生物基聚酰胺复合管，其特征在于，所述内衬层的原料按重量百分比计，包括：所述生物基聚酰胺83-95％，抗冲击改性剂4-16％，润滑剂0.6-1.5％和抗氧剂0.4-1％；
所述增强层的原料按重量百分比计，包括：所述生物基聚酰胺37-50％，连续纤维50-70％，流动改性剂0.5-2％，润滑剂0.4-0.8％和抗氧剂0.4-1％；
所述外保护层的原料按重量百分比计，包括：所述生物基聚酰胺62-75％，抗冲击改性剂15-18％，抗静电剂15-20％，润滑剂1-2％，抗氧剂0.4-1％。
10.一种权利要求1-9任一项所述的连续纤维增强生物基聚酰胺复合管的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1、挤出内衬层：将内衬层的原料混合经挤出、定径、冷却、牵出、切割形成复合管的内衬层；
S2、缠绕增强层：将增强层的原料制备获得的连续纤维增强生物基聚酰胺单向预浸带以S1中内衬层为底模，调整所述单向预浸带和内衬层中心轴线的夹角至缠绕角度a，边加热、边张拉将所述单向预浸带缠绕在内衬层的外表面上，形成所述单向预浸带缠绕的第一层；缠绕一层后，剪断所述单向预浸带，调整缠绕角度至-a，边加热、边张拉以完成第二层单向预浸带的缠绕，重复缠绕步骤，得到含有2层以上预浸带的增强层，缠绕角度a为10-89°；
优选地，缠绕的层数为偶数，例如2、4、6、8、10层；
S3、挤出外保护层：将外保护层的原料混合，挤出在S2中缠绕好的增强层外，经过定径、冷却、牵引成型，获得复合管；
优选地，步骤S1中，所述挤出采用双螺杆挤出机或者单螺杆挤出机进行；
优选地，步骤S1中，当采用双螺杆挤出机挤出时，所述双螺杆挤出机采用五区加热模式，较佳地，一区温度为240～280℃，二区温度为270～320℃，三区温度为270～320℃，四区温度为270～320℃，五区温度为280～330℃，机头温度为290～330℃；
优选地，步骤S2中，所述缠绕时，线速度为10-30mm/s；
优选地，步骤S2中，所述缠绕时，缠绕角度a为30-70°；
优选地，步骤S2中，所述缠绕时，加热温度为300-550℃；
优选地，步骤S3，所述挤出采用双螺杆挤出机或者单螺杆挤出机进行；
优选地，步骤S3，当采用双螺杆挤出机时，所述双螺杆挤出机采用五区加热模式，较佳地，一区温度为240～280℃，二区温度为270～320℃，三区温度为270～320℃，四区温度为270～320℃，五区温度为280～330℃，机头温度为290～330℃。
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