[发明专利]一种增强复合带及其复合带的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃纤维增强材料领域，具体涉及一种增强复合带及其制备方法。

背景技术

玻璃纤维是热塑性增强塑料的主要原材料之一，经过玻纤增强后的热塑性增强塑料弹性模量高、强度高、热变形温度高、尺寸稳定性好，应用范围很广。玻璃纤维根据成分不同分为无碱纤维、中碱纤维和高碱纤维。无碱玻璃纤维因其化学稳定性好、拉伸强度高，常被用作增强材料。

玻璃纤维作为增强材料直接缠绕在管材上形成的复合管已经有了广泛应用，但这种复合管材中玻璃纤维与聚合物基体结合效果不好，并且玻璃纤维的间距不均匀，不同纤维束之间的拉力不均匀，影响增强效果。将玻璃纤维与聚合物共混得到的复合材料，虽然增强了聚合物的刚性和强度，但此复合材料中玻璃纤维并非连续的长纤维，没有将玻璃纤维的拉伸强度等力学性能充分发挥出来，对聚合物强度增强的效果不理想。现有的钢丝、钢带缠绕连续增强复合管广泛应用于油田的运输管道，市政给水，排水，其他液体、气体运输管线，但是钢丝、钢带缠绕连续增强复合管存在容易被腐蚀和管体重量大等问题，给运输带来很大困难，增加了成本。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种增强复合带及其该复合带的制备方法，该复合带采用活化剂对连续的玻璃纤维进行表面处理，将处理后的玻璃纤维与聚合物进行复合，拉制成复合带，该复合带具有聚合物耐腐蚀、拉伸强度高、质量轻等优点。

本发明任务之一是提供一种增强复合带，其技术方案包括：

一种增强复合带，其是由玻璃纤维、活化剂和聚合物为原料复合而成，所述复合带可承受拉力为2500-20000N，所述玻璃纤维拉力保留率为70%～80%。

优选地，上述聚合物为聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺。

本发明任务之二是提供上述增强复合带的制备方法，其包括以下步骤：

a、对玻璃纤维进行预处理：选用恒张力器对多根玻璃纤维进行处理，使得每根玻璃纤维的张紧度保持一致；

b、对玻璃纤维表面进行活化：将步骤a中预处理后的玻璃纤维经过放置有活化剂的溶液槽进行浸润，使其表面均匀包覆有活化剂；

c、烘干：步骤b中包覆有活化剂的玻璃纤维通过烘干器进行烘干；

d、复合成型：步骤c中烘干后的包覆有活化剂的玻璃纤维进入复合模具，挤出机将聚合物熔融挤出并进入复合模具，在复合模具中所述聚合物包覆在带有活化剂的玻璃纤维上，然后经过冷却、牵引、卷取成卷，得到成品增强复合带。

作为本发明的一个优选方案，上述每根玻璃纤维其拉伸强度为1000～2000MPa、其直径为9-24μm。

作为本发明的另一个优选方案，上述步骤b中的活化剂为硅烷偶联剂，活化温度为50℃，浸润时间为20min。

上述步骤c中烘干温度为120℃，烘干时间为20min。

用于制备上述增强复合带的装置，所述装置包括：纤维输出机构、表面处理机构和复合成型机构；

所述纤维输出机构包括锭子架和恒张力器，所述恒张力器位于锭子架的后方；

所述表面处理机构包括溶液槽和烘干器，所述玻璃纤维经过恒张力器后进入溶液槽中，所述溶液槽的后方连接烘干器；

所述复合成型机构包括复合模具、挤出机、冷却定型器、牵引机和卷取机，所述复合模具位于烘干器的后方，所述复合模具的侧端连接挤出机，烘干后的玻璃纤维与来自挤出机的熔融聚合物复合成型，所述复合模具的后方连接冷却定型器，用于将复合成型的玻璃纤维聚合物复合进行冷却定型，所述冷却定型器的后方连接有牵引机，所述牵引机提供整套装置的牵引力，所述牵引机后方连接卷取机，所述卷取机将冷却成型的复合带卷曲成卷。

用于制备上述增强复合带的装置，所述锭子架位于整套生产设备的开端，锭子架上可以放置多个玻璃纤维锭子。

优选的，上述溶液槽与恒张力器之间设置有托辊，溶液槽与烘干器之间、烘干器与复合模具之间设置有导辊。

上述溶液槽内设置有多个并排的滚轮，玻璃纤维可以在所述滚轮上依次通过。

上述溶液槽周围设置有加热器和温度控制器。

本发明所带来的有益技术效果：