CN206478315U - 一种连续纤维增强塑料管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连续纤维增强塑料管，其特征在于，包括：塑料管；所述塑料管是由内管、缠绕于所述内管外壁上的增强层、以及依次包裹所述增强层的恢复层、抗撞击层和保护套组成。本实用新型提供的连续纤维增强塑料管不仅结构简单、设计合理，具有高强度、抗撞击性能高、抗腐蚀性能强、耐结垢、摩阻系数小、寿命长、质量小、耐压性能高等优点，而且在施工过程中，施工铺设方便、接头少，可广泛应用于输送原油和天然气以及其他具有高腐蚀性的液体。

Description

一种连续纤维增强塑料管

技术领域

本实用新型涉及管材技术领域，更具体的说是涉及一种连续纤维增强塑料管。

背景技术

相对传统的用钢材、铸铁、水泥、陶瓷等材料制成的管道，塑料管由于质量轻、耐腐蚀、无锈蚀，对输送介质无污染，能够防止介质在输送过程中的二次污染等优势受到了人们的青睐。并且随着石油、天然气行业的发展，增强热塑性塑料的用途也越来越广泛，例如用于100米深的水下原油输送。目前增强热塑性塑料管中采用的增强材料一般分为金属和非金属两大类，其中金属材料包括钢丝、钢带、钢骨架和铝带等几种，而非金属增强材料包括短纤维、长纤维和纤维织物等几种。但是金属增强材料具有易腐蚀、易弯折等缺点。非金属增强材料中玻璃纤维的应用较多，但其热稳定性、耐酸性、耐碱性、抗拉强度和力学性能不能很好的满足管道运输的需求。

因此，如何提供一种强度高的增强热塑性塑料管是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种强度高的PBO连续纤维增强塑料管。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种连续纤维增强塑料管，包括：塑料管；所述塑料管是由内管、缠绕于所述内管外壁上的增强层、以及依次包裹所述增强层的恢复层、抗撞击层和保护套组成。

优选的，在上述一种连续纤维增强塑料管中，所述内管的材质采用PET、PPS、PVDE、PEEK、PE80、PE100、HDPE、PERT、PA11、PA12、PEX中的一种。

优选的，在上述一种连续纤维增强塑料管中，所述增强层采用PBO纤维制作而成。

优选的，在上述一种连续纤维增强塑料管中，所述增强层的材质包括碳纤维、玻璃纤维、金属纤维、玄武岩纤维、合成纤维中的一种。

优选的，在上述一种连续纤维增强塑料管中，所述恢复层的材质为形状记忆纤维。

优选的，在上述一种连续纤维增强塑料管中，所述抗撞击层采用凯夫拉制作而成，可以有效降低外界对塑料管的撞击危害。

优选的，在上述一种连续纤维增强塑料管中，所述保护套的材质采用PE、PA、改性聚乙烯中的一种。

优选的，在上述一种连续纤维增强塑料管中，所述增强层的材质还包括碳纤维、玻璃纤维、金属纤维、玄武岩纤维、合成纤维中的一种。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了连续纤维增强塑料管，不仅结构简单、设计合理，具有质量小、柔软、抗撞击性能高、耐压性能好、抗腐蚀性能强等优点，而且塑料管可以加工成几百米甚至几千米的盘卷，在施工过程中减少了接头，使得施工铺设更加方便，还延长了使用寿命，广泛应用于航空航天、汽车、军工业、以及原油和天然气的运输。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型的结构示意图。

在图1中：

1为内管、2为增强层、3为恢复层、4为抗撞击层、5为保护套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种连续纤维增强塑料管，不仅结构简单、设计合理，具有高强度、抗撞击性能高、抗腐蚀性能强、耐结垢、摩阻系数小、寿命长、质量小、耐压性能高等优点，而且施工铺设方便、接头少，可广泛应用于输送原油和天然气以及其他具有高腐蚀性的液体。

请参阅相关附图为本实用新型提供了一种连续纤维增强塑料管，包括：塑料管；塑料管是由内管1、缠绕于所述内管1外壁上的增强层2、以及依次包裹增强层2的恢复层3、抗撞击层4和保护套5组成。

为了进一步优化上述技术方案，内管1的材质采用PET、PPS、PVDE、PEEK、PE80、PE100、HDPE、PERT、PA11、PA12、PEX中的一种。

为了进一步优化上述技术方案，增强层2采用PBO纤维制作而成。

为了进一步优化上述技术方案，增强层2的材质包括碳纤维、玻璃纤维、金属纤维、玄武岩纤维、合成纤维中的一种。

为了进一步优化上述技术方案，恢复层3的材质为形状记忆纤维。

为了进一步优化上述技术方案，抗撞击层4采用凯夫拉制作而成，可以有效降低外界对塑料管的撞击危害。

为了进一步优化上述技术方案，保护套5的材质采用PE、PA、改性聚乙烯中的一种。

PET又称聚对苯二甲酸乙二醇酯，是由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或以对苯二甲酸与乙二醇酯化先合成对苯二甲酸双羟乙酯，然后再进行缩聚反应制备而成。PET具有良好的力学性能，冲击强度是其他薄膜的3～5倍，耐折性好；同时具有优良的耐高、低温性能，可在120℃温度范围内长期使用，短期使用可耐150℃高温，可耐-70℃低温，且高、低温时对其机械性能影响很小；并且气体和水蒸气渗透率低，既有优良的阻气、水、油及异味性能；综上，内管可以采用PET材质制作而成。

PPS是一种以苯环在对位上连接硫原子而形成大分子刚性主链的聚合物。PPS分子链是由苯环经对位硫原子交替连接构成，分子结构中含有刚性、耐热性的亚苯基及柔性耐热性的硫醚键，且苯环的刚性结构由柔性的硫醚键连接起来，故纤维比起常规纤维具有更优良的耐热性和热稳定性。它在高温下具有优良的强度、刚性及耐疲劳性，可在200～240℃下连续使用，在低于400℃的空气或氮气中较稳定，基本无重量损失。PPS还能抵抗酸、碱、氯烃、烃类、酮、醇、醋等化学品的侵蚀，在200℃下不溶于任何化学溶剂。同时具有优异的阻燃性能，限氧指数LOI为34％，在火焰上能燃烧，但不会滴落，且离火自熄，综上，内管可以采用PPS材质制作而成。

PVDF主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，它兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，综上，内管可以采用PVDF材质制作而成。

聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种性能优异的特种工程塑料。PEEK可以耐正高温260度、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐磨性、不耐强硝酸、浓硫酸、抗辐射、超强的机械性能。

PBO纤维又称聚对苯撑苯并二噁唑纤维，是由芳杂环组成的高聚物通过液晶纺丝制得的一种新型高性能聚合物纤维。PBO纤维大分子结构最显著的特征是大分子链沿纤维轴向呈几乎完全取向排列，具有极高的取向度。PBO分子单元链接角为180度，是由刚性功能单元组成的棒状高分子。分子结构单元上的双噁唑环和苯环耦合，在苯环大π键影响下，芳香性不高的恶唑环的稳定性得到了很大的提高。纤维的这种结构特征赋予了纤维优异的力学性能、耐热阻燃性能和耐化学腐蚀性能。PBO纤维产品的强度为5.8GPa，模量280GPa，在现有的化学纤维中最高；耐热温度达到600℃，极限氧指数68，在火焰中不燃烧、不收缩，耐热性和难燃性均高于其他有机纤维。

本实用新型所提供的连续纤维增强塑料管的增强层选用低温等离子体表面改性后的PBO纤维，PBO纤维通过低温等离子体处理，可以引起PBO纤维表面活性化，产生表面接枝等化学反应，在纤维表面引入极性基团，既可抑制纤维的受热分解，又可在纤维表面进行碰撞和刻蚀，使其获得良好的表 面性能，使得PBO纤维将在内管和保护套之间稳定的结合在一起，提高连续纤维增强塑料管的稳定性。

PE又称超高分子量聚乙烯纤维，是由超高分子量聚乙烯纺制成的合成纤维，其分子量一般为100万～300万。

PA又称聚酰胺，是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。PA为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂，具有很高的机械强度，软化点高，耐热，磨擦系数低，耐磨损，自润滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂，电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好。

HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。高密度聚乙烯是种白色粉末颗粒状产品，无毒、无味，密度在0.940～0.976g/cm3范围内；结晶度为80％～90％，软化点为125～135℃，使用温度可达100℃；熔化温度120～160℃，对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200～250℃之间。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀；薄膜对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低；耐老化性能差。

形状记忆纤维是指纤维第一次成型时，能记忆外界赋予的初始形状，定型后的纤维可以任意发生形变，并在较低的温度下将此形变固定下来(二次成型)或者是在外力的强迫下将此变形固定下来。当给于变形的纤维加热或水洗等外部刺激条件时，形状记忆纤维可回复原始形状，也就是说最终的产品具有对纤维最初形状记忆的功能。当塑料管由于外界的强烈冲击而发生变形时，塑料管的恢复层会在撞击后回复原来形状，减少了塑料管的维护，降低了生产成本。

凯夫拉又称聚对苯二甲酰对苯二胺，具有密度低、强度高、韧性好、耐高温、易于加工和成型的优点，其强度为同等质量钢铁的5倍，可以有效抵抗外界的撞击。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。 对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种连续纤维增强塑料管，其特征在于，包括：塑料管；所述塑料管是由内管(1)、缠绕于所述内管(1)外壁上的增强层(2)、以及依次包裹所述增强层(2)的恢复层(3)、抗撞击层(4)和保护套(5)组成。

2.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强塑料管，其特征在于，所述内管(1)的材质采用PET、PPS、PVDE、PEEK、PE80、PE100、HDPE、PERT、PA11、PA12、PEX中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强塑料管，其特征在于，所述增强层(2)采用PBO纤维制作而成。

4.根据权利要求1或3所述的一种连续纤维增强塑料管，其特征在于，所述增强层(2)的材质包括碳纤维、玻璃纤维、金属纤维、玄武岩纤维、合成纤维中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强塑料管，其特征在于，所述恢复层(3)的材质为形状记忆纤维。

6.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强塑料管，其特征在于，所述抗撞击层(4)采用凯夫拉制作而成。

7.根据权利要求1所述的一种连续纤维增强塑料管，其特征在于，所述保护套(5)的材质采用PE、PA、改性聚乙烯中的一种。