CN219427643U - 一种新型复合带材和具有其的管道 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型复合带材和具有其的管道。新型复合带材包括连续纤维增强热塑性复合带材层和热塑性树脂薄膜层。连续纤维增强热塑性复合带材层由一层及以上连续纤维增强热塑性复合带材制成，每一层连续纤维增强热塑性复合带材包括热塑性树脂基体和均布于热塑性树脂基体内且延伸方向相同的连续纤维；热塑性树脂薄膜层热附于连续纤维增强热塑性复合带材层的上表面和/或下表面，热塑性树脂薄膜层由单层热塑性树脂薄膜制成，其中，热塑性树脂基体的材料与热塑性树脂薄膜的材料相同。在本申请中，新型复合带材厚度可调范围广，进而提高管道增强层设计的灵活性，并且热塑性树脂基体的材料与热塑性树脂薄膜的材料相同，避免分层。

Description

一种新型复合带材和具有其的管道

技术领域

本实用新型涉及复合材料带材的技术领域，具体而言涉及一种新型复合带材和具有其的管道。

背景技术

连续纤维增强热塑性复合管道(简称CFRTP管道)是将连续纤维增强热塑性复合带材(CFRTP带材)采用热熔缠绕的工艺，根据不同压力等级要求制得不同壁厚的高压管道。CFRTP管道具有很好的柔性，能够盘卷供应，施工难度低，耐冲击、承压高，大变形不开裂、泄漏，安全系数高，耐腐蚀,维护成本低，管与管可采用法兰、螺纹等多种连接形式，长距离无接头快速铺设。主要用于石油、天然气、高压水及特殊流体输送领域。

CFRTP管道诸多优异性能，得益于其缠绕用的CFRTP带材，CFRTP带材具有极高的拉伸强度(一般可达800MPa以上)，根据管道所需的承压参数及管壁厚度，选择合适厚度的CFRTP带材进行不同层数的缠绕，并结合热塑性树脂的热熔工艺完成CFRTP带材层间结合。

目前市场批量生产的管道用CFRTP带材厚度主要集中在0.2-0.3mm，严重制约了管道缠绕层数的可设计性，CFRTP带材厚度较低，导致缠绕工序层数增加，生产成本上升；带材上下表面玻纤均匀铺散，带材缠绕热融中易出现粘接不良，导致管材生产稳定性及增强效果严重下降。

因此，需要一种新型复合带材和具有其的管道，以至少部分地解决以上问题。

实用新型内容

在实用新型的内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本实用新型的第一方面提供了一种新型复合带材，其包括：

连续纤维增强热塑性复合带材层，所述连续纤维增强热塑性复合带材层由一层及以上连续纤维增强热塑性复合带材制成，每一层所述连续纤维增强热塑性复合带材包括热塑性树脂基体和均布于所述热塑性树脂基体内且延伸方向相同的连续纤维；和

热塑性树脂薄膜层，所述热塑性树脂薄膜层热附于所述连续纤维增强热塑性复合带材层的上表面和/或下表面，所述热塑性树脂薄膜层由单层热塑性树脂薄膜制成，

其中，所述热塑性树脂基体的材料与所述热塑性树脂薄膜的材料相同。

根据本实用新型，新型复合带材厚度可调范围广，进而提高管道增强层设计的灵活性，表面可根据需要设计不同厚度或种类的热塑性树脂薄膜层，有效改善管道增强层层间热熔结合，提高管道增强层热熔复合的稳定性，并且热塑性树脂基体的材料与热塑性树脂薄膜的材料相同，可以避免分层。

可选地，所述连续纤维增强热塑性复合带材层由两层及以上所述连续纤维增强热塑性复合带材制成。

可选地，两层及以上所述连续纤维增强热塑性复合带材中的连续纤维的延伸方向均相同。

可选地，两层及以上所述连续纤维增强热塑性复合带材的至少一层中的所述连续纤维沿第一方向延伸，其他层所述连续纤维增强热塑性复合带材中的所述连续纤维沿与所述第一方向不同的第二方向延伸。

可选地，所述第一方向与所述第二方向之间的夹角为90°。

可选地，具有沿所述第一方向延伸的所述连续纤维的所述连续纤维增强热塑性复合带材与具有沿所述第二方向延伸的所述连续纤维的所述连续纤维增强热塑性复合带材上下层交替布置。

可选地，所述连续纤维增强热塑性复合带材设置有两层。

可选地，一层及以上所述连续纤维增强热塑性复合带材的至少一层中的连续纤维的延伸方向为长度方向。

可选地，所述连续纤维增强热塑性复合带材的厚度为0.2-1.0mm；

并且/或者，所述热塑性树脂薄膜的厚度为0.05-0.2mm。

本实用新型的第二方面提供了一种管道，其包括管道主体和根据上述任一项技术方案所述的新型复合带材，所述新型复合带材热熔缠绕于所述管道主体。

根据本实用新型，利用上述新型复合带材制成的管道可以根据不同压力等级要求制得不同壁厚，具有很好的柔性，能够盘卷供应。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1为根据本实用新型的实施例1的结构示意图；

图2为根据本实用新型的实施例1的分层结构示意图；

图3为本实用新型中连续纤维增强热塑性复合带材的结构示意图；

图4为根据本实用新型的实施例2的结构示意图；

图5为根据本实用新型的实施例3的结构示意图；

图6为根据本实用新型的实施例4的结构示意图；

附图标记说明：

1：连续纤维增强热塑性复合带材

2：热塑性树脂薄膜

3：连续纤维

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的描述。显然，本实用新型实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明目的，并非限制。

现在，将参照附图更详细地描述根据本实用新型的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本实用新型的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。

本实用新型提供了一种新型复合带材。如图1至图6所示，新型复合带材包括连续纤维增强热塑性复合带材层和热塑性树脂薄膜层。连续纤维增强热塑性复合带材层由一层及以上连续纤维增强热塑性复合带材1制成。如图3所示，每一层连续纤维增强热塑性复合带材1包括热塑性树脂基体和均布于热塑性树脂基体内且延伸方向相同的连续纤维3。热塑性树脂薄膜层热附于连续纤维增强热塑性复合带材层的上表面和/或下表面。热塑性树脂薄膜层由单层热塑性树脂薄膜2制成，其中，热塑性树脂基体的材料与热塑性树脂薄膜2的材料相同。

优选地，在一个实施例中，续纤维增强热塑性复合带材层可以由一层连续纤维增强热塑性复合带材1制成。在另一实施例中，连续纤维增强热塑性复合带材层可以由两层及以上连续纤维增强热塑性复合带材1制成。

优选地，两层及以上连续纤维增强热塑性复合带材1中的连续纤维3的延伸方向均相同。

优选地，两层及以上连续纤维增强热塑性复合带材1的至少一层中的连续纤维3沿第一方向延伸，其他层连续纤维增强热塑性复合带材1中的连续纤维3沿与第一方向不同的第二方向延伸。第一方向可以为连续纤维增强热塑性复合带材1的长度方向。

更优选地，第一方向与第二方向之间的夹角为90°。由此，第二方向为连续纤维增强热塑性复合带材1的宽度方向。当然，如果需要和/或期望，第一方向可以为与连续纤维增强热塑性复合带材1的长度方向倾斜的任何方向，从而第二方向对应为与连续纤维增强热塑性复合带材1的宽度方向倾斜的任何方向。

优选地，具有沿第一方向延伸的连续纤维3的连续纤维增强热塑性复合带材1与具有沿第二方向延伸的连续纤维3的连续纤维增强热塑性复合带材1上下层交替布置。例如，以一个具体实施例为例，连续纤维增强热塑性复合带材1可以包括至少一层第一连续纤维增强热塑性复合带材和至少一层第二连续纤维增强热塑性复合带材，其中第一连续纤维增强热塑性复合带材具有沿其长度方向延伸的连续纤维3，第二连续纤维增强热塑性复合带材具有沿其宽度方向延伸的连续纤维3。第一连续纤维增强热塑性复合带材与第二连续纤维增强热塑性复合带材可以上下层交替布置。

优选地，连续纤维增强热塑性复合带材1设置有两层。

优选地，一层及以上连续纤维增强热塑性复合带材1的至少一层中的连续纤维3的延伸方向为长度方向。具体而言，在具有一层连续纤维增强热塑性复合带材1的实施例中，连续纤维增强热塑性复合带材1中的连续纤维3的延伸方向为长度方向；在具有两层及以上连续纤维增强热塑性复合带材1的实施例中，连续纤维增强热塑性复合带材1的至少一层中的连续纤维3的延伸方向为长度方向。

优选地，连续纤维增强热塑性复合带材1的厚度为0.2-1.0mm，例如0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm；

优选地，热塑性树脂薄膜2的厚度为0.05-0.2mm，例如0.05mm、0.06mm、0.08mm、0.1mm、0.12mm、0.13mm、0.15mm、0.18mm、0.2mm。

本实用新型还提供了一种管道，其包括管道主体和上述的新型复合带材。通过新型复合带材热熔缠绕于管道主体制成管道。

实施例1

如图1和图2所示，新型复合带材包括连续纤维增强热塑性复合带材层和热塑性树脂薄膜层。连续纤维增强热塑性复合带材层由单层连续纤维增强热塑性复合带材1制成。连续纤维增强热塑性复合带材1包括热塑性树脂基体和均布于热塑性树脂基体内且延伸方向相同的连续纤维3。在本实施例中，连续纤维3沿连续纤维增强热塑性复合带材1的长度方向延伸。热塑性树脂薄膜层由单层热塑性树脂薄膜2制成，其中，热塑性树脂基体的材料与热塑性树脂薄膜2的材料相同。热塑性树脂薄膜层热附于连续纤维增强热塑性复合带材层的上表面和下表面。由于热塑性树脂基体的材料与热塑性树脂薄膜2的材料相同，使得将热塑性树脂薄膜2可以通过热熔方式与连续纤维增强热塑性复合带材1结合，以本实施例为例，参见图3，热塑性树脂薄膜2与连续纤维增强热塑性复合带材1两者结合后可以不存在分层。连续纤维增强热塑性复合带材1的厚度为0.3mm，热塑性树脂薄膜2的厚度为0.06mm。

实施例2

如图4所示，新型复合带材包括连续纤维增强热塑性复合带材层和热塑性树脂薄膜层。连续纤维增强热塑性复合带材层由单层连续纤维增强热塑性复合带材1制成。连续纤维增强热塑性复合带材1包括热塑性树脂基体和均布于热塑性树脂基体内且延伸方向相同的连续纤维3。在本实施例中，连续纤维3沿连续纤维增强热塑性复合带材1的长度方向延伸。热塑性树脂薄膜层由单层热塑性树脂薄膜2制成，其中，热塑性树脂基体的材料与热塑性树脂薄膜2的材料相同。热塑性树脂薄膜层热附于连续纤维增强热塑性复合带材层的上表面。连续纤维增强热塑性复合带材1的厚度为0.3mm，热塑性树脂薄膜2的厚度为0.06mm。

实施例3

如图5所示，新型复合带材包括连续纤维增强热塑性复合带材层和热塑性树脂薄膜层。连续纤维增强热塑性复合带材层由两层连续纤维增强热塑性复合带材1制成。每层连续纤维增强热塑性复合带材1包括热塑性树脂基体和均布于热塑性树脂基体内且延伸方向相同的连续纤维3。在本实施例中，两层连续纤维增强热塑性复合带材1中的连续纤维3均沿连续纤维增强热塑性复合带材1的长度方向延伸。热塑性树脂薄膜层由单层热塑性树脂薄膜2制成，其中，热塑性树脂基体的材料与热塑性树脂薄膜2的材料相同。热塑性树脂薄膜层热附于连续纤维增强热塑性复合带材层的上表面和下表面。连续纤维增强热塑性复合带材1的厚度为0.3mm，热塑性树脂薄膜2的厚度为0.06mm。

实施例4

如图6所示，新型复合带材包括连续纤维增强热塑性复合带材层和热塑性树脂薄膜层。连续纤维增强热塑性复合带材层由两层连续纤维增强热塑性复合带材1制成。每层连续纤维增强热塑性复合带材1包括热塑性树脂基体和均布于热塑性树脂基体内且延伸方向相同的连续纤维3。在本实施例中，其中一层连续纤维增强热塑性复合带材1中的连续纤维3沿连续纤维增强热塑性复合带材1的长度方向延伸；另一层连续纤维增强热塑性复合带材1中的连续纤维3沿连续纤维增强热塑性复合带材1的宽度方向延伸，也即两层连续纤维增强热塑性复合带材1中的连续纤维3的延伸方向之间的夹角为90°。热塑性树脂薄膜层由单层热塑性树脂薄膜2制成，其中，热塑性树脂基体的材料与热塑性树脂薄膜2的材料相同。热塑性树脂薄膜层热附于连续纤维增强热塑性复合带材层的上表面和下表面。连续纤维增强热塑性复合带材1的厚度为0.3mm，热塑性树脂薄膜2的厚度为0.06mm。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。

Claims (10)

1.一种新型复合带材，其特征在于，包括：

连续纤维增强热塑性复合带材层，所述连续纤维增强热塑性复合带材层由一层及以上连续纤维增强热塑性复合带材制成，每一层所述连续纤维增强热塑性复合带材包括热塑性树脂基体和均布于所述热塑性树脂基体内且延伸方向相同的连续纤维；和

热塑性树脂薄膜层，所述热塑性树脂薄膜层热附于所述连续纤维增强热塑性复合带材层的上表面和/或下表面，所述热塑性树脂薄膜层由单层热塑性树脂薄膜制成，

其中，所述热塑性树脂基体的材料与所述热塑性树脂薄膜的材料相同。

2.根据权利要求1所述的新型复合带材，其特征在于，所述连续纤维增强热塑性复合带材层由两层及以上所述连续纤维增强热塑性复合带材制成。

3.根据权利要求2所述的新型复合带材，其特征在于，两层及以上所述连续纤维增强热塑性复合带材中的连续纤维的延伸方向均相同。

4.根据权利要求2所述的新型复合带材，其特征在于，两层及以上所述连续纤维增强热塑性复合带材的至少一层中的所述连续纤维沿第一方向延伸，其他层所述连续纤维增强热塑性复合带材中的所述连续纤维沿与所述第一方向不同的第二方向延伸。

5.根据权利要求4所述的新型复合带材，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向之间的夹角为90°。

6.根据权利要求4所述的新型复合带材，其特征在于，具有沿所述第一方向延伸的所述连续纤维的所述连续纤维增强热塑性复合带材与具有沿所述第二方向延伸的所述连续纤维的所述连续纤维增强热塑性复合带材上下层交替布置。

7.根据权利要求3或4所述的新型复合带材，其特征在于，所述连续纤维增强热塑性复合带材设置有两层。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的新型复合带材，其特征在于，一层及以上所述连续纤维增强热塑性复合带材的至少一层中的连续纤维的延伸方向为长度方向。

9.根据权利要求1所述的新型复合带材，其特征在于，

所述连续纤维增强热塑性复合带材的厚度为0.2-1.0mm；

并且/或者，所述热塑性树脂薄膜的厚度为0.05-0.2mm。

10.一种管道，其特征在于，所述管道包括管道主体和根据权利要求1至9中任一项所述的新型复合带材，所述新型复合带材热熔缠绕于所述管道主体。