[发明专利]一种复合夹芯保温管材及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，尤其是涉及一种复合夹芯保温管材及其制作方法。

背景技术

目前在管道的保温方面，采用将保温外壳主要采用金属管材外壳、玻璃钢管材外壳或混凝土外壳，由于金属管材外壳和混凝土外壳的重量大，金属管材外壳易生锈、混凝土外壳经受碰撞后易裂碎，严重影响了保温管材的整体强度，而玻璃钢管材外壳的保温管材的强度较连续纤维增强塑料复合管材的强度低，刚性差，因此，开发一种新型、节能环保的保温管材具有很重要的意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构更为科学合理，既具有传统保温管材优良的隔热保温性能，又具有强度高、耐腐蚀性能好、质量轻等性能的复合夹芯保温管材及其制备方法，该复合夹芯保温管材可作为耐高温防潮防水的地下直埋保温管道用于气体和液体材料的输送。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种复合夹芯保温管材，该管材包括自内向外呈同心套设的内层、保温层和外层。

所述的内层由连续纤维增强复合管材层与其外表面的纤维布层组成；所述的外层由连续纤维增强复合管材层与其内表面的纤维布层组成。

所述的连续纤维增强复合管材层采用的塑料基材选自聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙6、尼龙66、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚氯乙烯中的一种；

所述的连续纤维增强复合管材层采用的连续纤维选自玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维或玄武岩纤维中的一种。

所述的连续纤维增强塑料复合管材层的厚度为2～50mm，管材层中纤维的含量为30～70wt％。

所述的纤维布层部分浸于连续纤维增强塑料复合管材的外表面或内表面并与连续纤维增强塑料复合管材表面形成良好结合。

所述的纤维布层的材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、尼龙或聚对苯二甲酸丁二醇酯中的一种或一种以上。

纤维布层的厚度为0.2～1mm。

纤维布的成型工艺为热轧成型或浸胶成型。

纤维布表面为凹凸不平表面。

作为优选的方案，纤维布表面有网点纹或菱形纹。

所述的保温层的材料选自聚氨酯或聚苯乙烯中的一种。

所述的保温层厚度为5～200mm。

所述的保温层内设增强材料，增强材料的材质为金属网或玻璃纤维毡或金属构件；所述的增强材料金属网或玻璃纤维毡的厚度范围是3～15mm。

复合夹芯保温管材的制作方法，包括以下步骤：

(1)制作内层和外层

a.将连续纤维增强塑料复合片材通过预热后热熔，缠绕到充气状态的涨紧成型模具上，通过辊压的方式提高缠绕材料各层间的结合；

b.当热熔的连续纤维增强塑料复合片材缠绕到要求的厚度时，剪断连续纤维增强塑料复合片材，在表面继续缠绕一层纤维布层，然后向冷却辊内部通入冷却水，冷却固化成型；

c.放掉涨紧成型模具中的气体，将上述材料层从涨紧成型模具上脱下得到内层；

d.在充气状态的涨紧成型模具上缠绕一层纤维布层，然后将连续纤维增强塑料复合片材通过预热后热熔，缠绕到纤维布层上，通过辊压的方式提高缠绕材料各层间的结合；

e.当热熔的连续纤维增强塑料复合片材缠绕到要求的厚度时，剪断纤维预浸树脂的片材，然后向冷却辊内部通入冷却水，冷却固化成型；

f.放掉涨紧成型模具中的气体，将上述材料层从涨紧成型模具上脱下得到外层；

(2)一次性发泡成型

a.将内层套在涨紧轴承上，外层用施压模具与卡具固定，使外层套在内层的外面，作为复合夹芯板材的内层和外层，卡具将内层和外层的两端封闭，使内层和外层的中间形成封闭的环形空间；

b.从卡具一端的注料口向内层和外层中间的环形空间注入保温发泡材料，在一定的温度和压力下，保温保压一定的时间；

c.松开卡具，放掉涨紧轴承中的气体，将管材取出，得到复合夹芯保温管材。

步骤(1)中所述的热熔的温度为140～270℃，优选170～240℃，辊压的压力为3～10MPa；步骤(2)中保温温度为60～80℃，保压压力为3～10MPa，保温保压的时间为10～50min，制作得到的复合夹芯保温管材的截面形状为圆形或方形。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1.本发明的复合夹芯保温管材既具有优良的隔热保温性能，又具有强度高、耐腐蚀性能好、质量轻等性能特点，因此，可适用于耐高温地下直埋保温管道、气体和液体材料的输送。