[发明专利]一种中空结构壁复合材料管道的生产方法

说明书

本发明公开了一种中空结构壁复合材料管道的生产方法，依次按照拉丝、预混纺、挤出制管、管外缠绕、加热熔接、复合中空管缠绕、填充、成型外实壁层、热固化等步骤处理。本发明的有益效果是：复合中空壁结构更稳定，PE管与玻璃钢管道复合牢固，因而玻璃钢管道强度更高。

技术领域

本发明属于管道制造，产品主要用在给排水领域，具体是将热塑性与热固性材料复合在一起的中空结构壁复合材料管道的生产方法。

某些非极性塑料（例如PE，即聚乙烯），与其它材料（例如玻璃钢）不易粘结。现有技术中，常用解决办法有，增加表面粗糙度可以收到一定效果，但不够理想。或可采用在非极性塑料管上加工燕尾榫结构，形成锚固结构，再与玻璃钢复合；但是在连续挤出的非极性塑料管上加工燕尾榫结构，只能局限于挤出方向，而这个方向对抵抗管道径向变形作用不明显。或可采用表面活性剂，对非极性塑料管表面进行活化处理；但表面活化处理控制难、费用高、不便于连续生产，而且从长期性能看，粘结后的界面层易出现过早老化。

中国专利文献CN104613242A公开了《一种树脂基复合夹层结构管及其二次缠绕制作方法》，它的夹层结构采用中空或轻质材料制作，使得管道的重量大幅降低。但其夹层结构，是采用浸胶的纤维或其织物环向缠绕形成缠绕结构，再将缠绕结构和骨架结构按纤维缠绕的方法环向缠绕到内结构层的表面而形成的。此二次缠绕的方式制作工艺比较复杂，生产效率较低，不利于推广应用。其中“纤维或其织物”的材质没有公开。

在中空结构壁复合材料管道中，非极性塑料与周围玻璃钢材料如果能够良好复合，则能形成较强力学性能的界面层，发挥非极性塑料管、特别是非极性塑料方管的力学性能，进一步增加中空壁管道的环刚度和其他力学性能。这一直是本领域在寻求解决的课题。

发明内容

本发明需要克服背景技术存在的不足，提供一种保持重量轻优点，但工艺相对简单、制造方便，且中空壁结构稳定、牢固，力学性能更高的玻璃钢管道的生产方法。

本发明中空结构壁复合材料管道的生产方法，按如下步骤：

1）热塑性材料拉丝得到的纤维和玻璃纤维，预混纺得到混纺纱，其中热塑性材料用量占混纺纱重量的30~70%；

热塑性材料可选用PE、PVC、PP，或其他工程塑料，但要与中空管材质相同，以确保能相互热熔。

2）以热塑性材料为原料连续挤出，制作成中空管，冷却成型；中空管的外轮廓高度为10~100mm，宽度为20~120mm，管壁厚度为1~15mm；中空管截面可以是矩形、梯形、门拱形、三角形等。

3）在中空管外缠绕混纺纱，混纺纱层的厚度为0.5～3 mm；

4）将缠好混纺纱的中空管进入加热烘道，穿过内置的压轮机构（也叫井字辊座），在四周压轮的作用下，使混纺纱中的PE纤维复合粘接到中空管外壁，得到复合中空管，加热烘道温度为180~280℃，时间为2~15min；

由于混纺纱外露的热塑性材料纤维与中空管同质，在加热烘道中同时热熔，又经过四周压轮滚压作用，纤维部分与中空管会熔接在一起，会复合得非常牢固，这是本申请的一个创新点。

5）将复合中空管缠绕到已经缠制好的玻璃钢管道内实壁的外侧，复合中空管之间留有间隙，间隙为2~30mm；

复合中空管缠绕到玻璃钢管道上，可以是预先制备好的复合中空管在室温下缠绕。作为优先，即刻将步骤4）得到的复合中空进行缠绕，即趁热缠绕。由于玻璃钢管道口径较大，复合中空管刚经过加热烘道后温度较高，柔性更好，加之复合中空管外露的玻璃纤维与玻璃钢管道内实壁同质，因而在管道模具-玻璃钢管道的转动带动下缠绕到玻璃钢管道上会更加贴合、更加紧密。