[go: up one dir, main page]

CN105221859B - 一种纤维增强型保温热塑性塑料复合管材及其制备方法 - Google Patents

一种纤维增强型保温热塑性塑料复合管材及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105221859B
CN105221859B CN201510691016.6A CN201510691016A CN105221859B CN 105221859 B CN105221859 B CN 105221859B CN 201510691016 A CN201510691016 A CN 201510691016A CN 105221859 B CN105221859 B CN 105221859B
Authority
CN
China
Prior art keywords
thermoplastic
fiber
pipe
plastic
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510691016.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105221859A (zh
Inventor
刘慈恩
刘世军
唐永博
宋歌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panjin Jianshuo Pipe Industry Co Ltd
Original Assignee
Panjin Jianshuo Pipe Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panjin Jianshuo Pipe Industry Co Ltd filed Critical Panjin Jianshuo Pipe Industry Co Ltd
Priority to CN201510691016.6A priority Critical patent/CN105221859B/zh
Publication of CN105221859A publication Critical patent/CN105221859A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105221859B publication Critical patent/CN105221859B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/08—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
    • F16L11/085—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more braided layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D23/00—Producing tubular articles
    • B29D23/001—Pipes; Pipe joints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/13—Phenols; Phenolates
    • C08K5/134—Phenols containing ester groups
    • C08K5/1345—Carboxylic esters of phenolcarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52—Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/524—Esters of phosphorous acids, e.g. of H3PO3
    • C08K5/526—Esters of phosphorous acids, e.g. of H3PO3 with hydroxyaryl compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/04—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08L27/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/12—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with arrangements for particular purposes, e.g. specially profiled, with protecting layer, heated, electrically conducting
    • F16L11/125—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with arrangements for particular purposes, e.g. specially profiled, with protecting layer, heated, electrically conducting non-inflammable or heat-resistant hoses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/18—Applications used for pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明属于工程材料领域，具体涉及一种纤维增强型保温热塑性塑料复合管材，并进一步公开了其制备方法。本发明所述纤维增强型保温热塑性塑料复合管材，包括由内至外依次设置的热塑性塑料内管(1)、纤维增强层(2)、热塑性塑料包覆层(3)、发泡塑料保温层(4)和热塑性塑料外管(5)；所述热塑性塑料内管(1)、热塑性塑料包覆层(3)和热塑性塑料外管(5)彼此独立的为由热塑性改性塑料经挤出制得。本发明所述纤维增强型保温热塑性塑料复合管材，由于特别设置了由热塑性树脂和改性剂改性的热塑性改性塑料包覆层，使得纤维与塑料之间紧密结合，限制了纤维编织层发生分层、开裂和松动现象，提高纤维编织层的可靠性。

Description

一种纤维增强型保温热塑性塑料复合管材及其制备方法
技术领域
本发明属于工程材料领域，具体涉及一种纤维增强型保温热塑性塑料复合管材，并进一步公开了其制备方法。
背景技术
热塑性塑料管材，即是指以具有加热软化、冷却硬化特性的热塑性塑料为材料而制成的管制品的统称，我们日常生活中使用的大部分塑料制品均属于这个范畴。加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行。聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯、聚苯乙烯(PS)、聚甲醛，聚碳酸酪，聚酰胺、丙烯酸类塑料、其它聚烯侵及其共聚物、聚讽、聚苯醚，氯化聚醚等都是常见的热塑性塑料。热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动.冷却变硬的过程是物理变化。
当前市场上的热塑性塑料管材大体上有两种，一种是无增强材料增强的常规塑料管，另一种是含有金属、纤维等增强材料增强的塑料复合管材，后者在性能及应用上明显优于前者，可以在环境恶劣的情况下输送流体，降低爆管风险。对于有增强的塑料复合管材，其增强材料主要有金属丝、金属板、无机纤维、有机纤维等材料。其中，由金属丝和金属板增强的塑料复合管材，由于金属和塑料的相容性差导致连接困难、韧性差、易产生应力集中、盘管困难等缺点；而对于纤维增强的塑料复合管材就不存在这样的问题。
纤维增强塑料复合管材的种类也很多，按纤维种类分有无机纤维、有机纤维和混合纤维增强，按照纤维的增强方式又可以分为连续纤维缠绕、纤维编织包覆增强和短纤维增强型。纤维增强塑料复合管材具有加工成型方便、纤维增强层分布均匀且纤维含量可控等特点，特别是纤维与塑料的相容性明显优于金属丝或金属板。同时，纤维增强塑料复合管材具有较高的耐压强度，简便的连接技术，优越的韧性，不易形成应力集中等优势。因此，纤维增强塑料复合管材广泛应用于石油天然气工业、深海管道、航空将天领域，占有极大的市场空间。
对于大多数现有纤维增强热塑性塑料复合管材而言，大部分首先将连续纤维在张力作用下与热塑性塑料浸润复合制备连续纤维增强热塑性塑料预浸带，再将预浸带缠绕热塑性塑料管材，或者直接在热塑性塑料管材表面缠绕连续纤维，最后在带缠绕层管材表面挤出一层包覆层，或者使用短纤维与热塑性塑料共混挤出管材，这样要么纤维在张力作用下使纤维受损，要么无法充分利用纤维的增强作用，而且缠绕的预浸带或者缠绕的连续纤维增强方式较单一，这样就限制了复合管材在某些恶劣条件下的应用。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的纤维增强型热塑性塑料复合管材由于纤维增强的方式受限，导致其无法再恶劣条件下使用的问题，进而提供一种纤维增强型保温热塑性塑料复合管材，并进一步公开其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所述的纤维增强型保温热塑性塑料复合管材，包括热塑性塑料内管和热塑性塑料外管；所述热塑性塑料内管和热塑性塑料外管之间，由内至外依次设置有纤维增强层、热塑性塑料包覆层、以及发泡塑料保温层；
所述热塑性塑料包覆层为由热塑性改性塑料制得的包覆层；
所述热塑性改性塑料由至少一种热塑性树脂与改性剂共混改性而成；或者由两种以上热塑性树脂分别与改性剂共混之后经多层共挤出进行改性而成。
所述的管材挤出方式为挤出机直接挤出或者多层共挤出。
进一步的，所述热塑性塑料内管和/或所述热塑性塑料外管彼此独立的为由热塑性改性塑料制得；
所述热塑性改性塑料由至少一种热塑性树脂与改性剂共混改性而成；或者由两种以上热塑性树脂分别与改性剂共混之后经多层共挤出进行改性而成。所述的管材挤出方式为挤出机直接挤出或者多层共挤出。
本发明所述的热塑性改性塑料内管、热塑性改性塑料包覆层和热塑性改性塑料外管可以是同种改性塑料，也可以不同。
所述改性剂包括增容剂、增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、色母粒中的至少一种。
所述热塑性改性塑料中，以所述热塑性树脂的重量份数为100份计，所述增容剂为0-10重量份，所述增塑剂为0-35重量份，所述热稳定剂为0-10重量份，所述抗氧剂为0-0.8重量份，所述光稳定剂为0-3重量份，所述色母粒为0-3重量份。
所述增容剂包括PE-g-MAH、PP-g-MAH、EVA-g-MAH、POE-g-MAH、EPDM-g-MAH、SMA树脂中的一种或几种的混合物；
所述的抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂或者亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种复配，所述受阻酚类抗氧剂包括1010、736、264、1098、300中至少的一种，所述亚磷酸酯类抗氧剂包括168、P-EPQ、618、626中的至少一种；
所述光稳定剂包括水杨酸酯类、领羟基苯并三唑、受阻胺类光稳定剂中的至少一种。
所述的热塑性树脂包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龙、聚苯乙烯、聚对笨二甲酸乙二醇、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚醚酮、乙烯-乙烯醇共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中一种或几种的混合物。所述的热塑性塑料最优选聚乙烯、聚丙烯或者尼龙。
所述纤维增强层为采用编织技术织造而成的纤维编织物，所述纤维编织物为二维编织物和/或三维编织物；
所述二维编织物包括菱形编织、规则编织或赫格利斯结构中的一种；所述的三维编织物为二步法三维编织、四步法三维编织或六步法三维编织中的一种。所述的纤维编织角度优选15-45°，所述的纤维编织层为一层或者多层。所述的多层为层间相同类型的编织方式或者不同类型的层间编织方式。
形成所述纤维增强层的纤维包括玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、涤纶纤维、腈纶纤维、锦纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维一种或者几种的混合纤维。所述的纤维最优选玻璃纤维、碳纤维或者芳纶纤维。
本发明还公开了一种制备所述的纤维增强型保温热塑性塑料复合管材的方法，包括如下步骤：
(a)按照常规方法，利用热塑性树脂在挤出机中挤出制得所述热塑性改性塑料内管；
(b)按照设定好的程序在所述热塑性改性塑料内管的外层进行纤维编织，制得所述纤维增强层；
(c)按照选定的重量份数取所述热塑性树脂与改性剂混合均匀，并将步骤(b)编织好的管材进行预热，在所述纤维增强层的外表面挤出，得到所述热塑性塑料包覆层；
(d)以带有热塑性塑料包覆层的复合管材为芯管，利用热塑性树脂在挤出机上挤出制得所述热塑性塑料外管；
(e)在所述热塑性塑料包覆层和所述热塑性塑料外管的间隙喷灌聚氨酯发泡塑料形成所述发泡塑料保温层，即得。
所述步骤(a)和/或所述步骤(d)中，还彼此独立的包括按照选定的重量份数取所述热塑性树脂与改性剂混合均匀进行改性的步骤。
其中，所述的发泡塑料保温层与热塑性塑料外管为一步法或者两步法制备：其中，一步法为以带有包覆层的复合管材为芯管，在芯管外挤出一层热塑性改性塑料外管，同时通过聚氨酯发泡机在芯管与外管间隙喷灌聚氨酯发泡塑料，使热塑性改性塑料包覆层与热塑性改性塑料外管紧密结合，形成发泡塑料保温层；二步法为以带有包覆层的复合管材为芯管，在通过挤出机挤出热塑性改性塑料外管，芯管与外管在聚氨酯发泡平台上，使用聚氨酯发泡机在芯管与外管间隙喷灌聚氨酯发泡塑料形成发泡塑料保温层。
本发明所述纤维增强型保温热塑性塑料复合管材，由于特别设置了由热塑性树脂和改性剂改性的热塑性改性塑料包覆层，使得纤维与塑料之间紧密结合，限制了纤维编织层发生分层、开裂和松动现象，提高纤维编织层的可靠性。同时，由于进一步对所述热塑性塑料内管和/或热塑性塑料外管进行热塑性树脂的改性，并且因改性方式的不同，可以赋予复合管材不同的使用性能，也有利于纤维编织层与塑料的结合。本发明选择对带有纤维编织层的复合热塑性塑料管材预热，亦可以提高纤维编织层与塑料的结合，充分的发挥增强层作用。
本发明所述复合管材的纤维增强层采用编织的方法，可以很大程度上降低对纤维的损伤，并通过对纤维编织层间的合理选择，可以最大限度的发挥纤维编织层的增强作用。同时，纤维编织层是一层或者多层，可以满足管材的不同耐压要求，耐压等级可达42MPa。
本发明所述复合管材的发泡塑料保温层与热塑性改性塑料外管为一步法或者两步法制备，成型更为方便快捷。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明所述纤维增强型保温热塑性塑料复合管材的结构示意图；
图2为本发明所述复合管材的一种加工工艺示意图；
图中附图标记表示为：1-热塑性塑料内管，2-纤维增强层，3-热塑性塑料包覆层，4-发泡塑料保温层，5-热塑性塑料外管。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的纤维增强型保温热塑性塑料复合管材，包括自内向外依次设置的热塑性塑料内管1、纤维增强层2、热塑性塑料包覆层3、发泡塑料保温层4和热塑性塑料外管5。
所述热塑性塑料包覆层3、热塑性塑料内管1、以及热塑性塑料外管5彼此独立的为由热塑性改性塑料经挤出制得；
所述热塑性改性塑料由至少一种热塑性树脂与改性剂共混改性而成；或者由两种以上热塑性树脂分别与改性剂共混之后经多层共挤出进行改性而成。
下述各实施例按照上述结构、选取不同的改性材料进行制备所述纤维增强型保温热塑性塑料复合管材。
实施例1
首先制备热塑性塑料内管、热塑性塑料包覆层和热塑性塑料外管用料，具体组份及配比(重量份数)见表1。
表1实施例1中所述复合管材选用材料(kg)
Figure BDA0000827338280000061
如图2所示，本实施例所述复合管材按照如下步骤制备：
按照表1各层的组份及配比(kg)准确称量，分别投入高速混合机充分混合制备各层专用料，将改性聚乙烯内管专用料投入挤出机中挤出，获得改性聚乙烯内管；
选择玻璃纤维，按照菱形二维结构编织，编织角度30°，编织5层，在改性聚乙烯内管外层编织玻璃纤维；
然后将其在150℃下预热，待纤维编织层与改性聚乙烯内管发生粘结时，在表面挤出一层改性聚乙烯包覆专用料于纤维编织层表面，形成改性聚乙烯包覆层；
发泡塑料保温层与热塑性改性塑料外管选择一步法制备，具体为：以带有包覆层的复合管材为芯管，在芯管外挤出一层改性聚乙烯外管专用料，同时通过聚氨酯发泡机在芯管与外管间隙喷灌聚氨酯发泡塑料，使改性聚乙烯包覆层与改性聚乙烯外管紧密结合，形成聚氨酯发泡保温层。
实施例2
首先制备热塑性塑料内管、热塑性塑料包覆层和热塑性塑料外管用料，具体组份及配比(kg)见表2。
表2实施例2中所述复合管材选用材料(kg)
Figure BDA0000827338280000071
如图2所示，本实施例所述复合管材按照如下步骤制备：
按照表2各层的组份及配比(kg)准确称量，分别投入高速混合机充分混合制备各层专用料，将改性聚丙烯内管专用料投入挤出机中挤出，获得改性聚丙烯内管；
选择玻璃纤维，按照规则二维结构编织，编织角度30°，编织5层，在改性聚丙烯内管外层编织玻璃纤维；
然后将其在175℃下预热，待纤维编织层与改性聚丙烯内管发生粘结时，在表面挤出一层改性聚丙烯包覆专用料于纤维编织层表面，形成改性聚丙烯包覆层；
发泡塑料保温层与热塑性改性塑料外管选择一步法制备，具体为：以带有包覆层的复合管材为芯管，在芯管外挤出一层改性聚丙烯外管专用料，同时通过聚氨酯发泡机在芯管与外管间隙喷灌聚氨酯发泡塑料，使改性聚丙烯包覆层与改性聚丙烯外管紧密结合，形成聚氨酯发泡保温层。
实施例3
首先制备热塑性塑料内管、热塑性塑料包覆层和热塑性塑料外管用料，具体组份及配比(kg)见表3。
表3实施例3中所述复合管材选用材料(kg)
Figure BDA0000827338280000081
如图2所示，本实施例所述复合管材按照如下步骤制备：
按照表3各层的组份及配比(kg)准确称量，分别投入高速混合机充分混合制备各层专用料，将改性聚乙烯内管专用料投入挤出机中挤出，获得改性聚乙烯内管，选择芳纶纤维，按照赫格利斯二维结构编织，编织角度30°，编织2层，在改性聚乙烯内管外层编织芳纶纤维，然后将其在150℃下预热，待纤维编织层与改性聚乙烯内管发生粘结时，在表面挤出一层改性聚乙烯包覆专用料于纤维编织层表面，形成改性聚乙烯包覆层，发泡塑料保温层与热塑性改性塑料外管选择二步法制备，具体为：以带有包覆层的复合管材为芯管，在通过挤出机挤出改性聚乙烯外管，芯管与外管在聚氨酯发泡平台上，使用聚氨酯发泡机在芯管与外管间隙喷灌聚氨酯发泡塑料形成发泡塑料保温层。
实施例4
首先制备热塑性塑料内管、热塑性塑料包覆层和热塑性塑料外管用料，具体组份及配比(kg)见表4。
表4实施例4中所述复合管材选用材料(kg)
Figure BDA0000827338280000091
如图2所示，本实施例所述复合管材按照如下步骤制备：
按照表4各层的组份及配比(kg)准确称量，分别投入高速混合机充分混合制备各层专用料，将改性聚乙烯内管专用料投入挤出机中挤出，获得改性聚乙烯内管；
选择碳纤维，按照二步法三维结构编织，编织角度30°，编织2层，在改性聚乙烯内管外层编织碳纤维；
然后将其在150℃下预热，待纤维编织层与改性聚乙烯内管发生粘结时，在表面挤出一层改性聚乙烯包覆专用料于纤维编织层表面，形成改性聚乙烯包覆层；
发泡塑料保温层与热塑性改性塑料外管选择二步法制备，具体为：以带有包覆层的复合管材为芯管，在通过挤出机挤出改性聚丙烯外管，芯管与外管在聚氨酯发泡平台上，使用聚氨酯发泡机在芯管与外管间隙喷灌聚氨酯发泡塑料形成发泡塑料保温层。
实施例5
首先制备热塑性塑料内管、热塑性塑料包覆层和热塑性塑料外管用料，具体组份及配比(kg)见表5。
表5实施例5中所述复合管材选用材料(kg)
Figure BDA0000827338280000101
如图2所示，本实施例所述复合管材按照如下步骤制备：
按照表5各层的组份及配比(kg)准确称量，分别投入高速混合机充分混合制备各层专用料，将改性尼龙6内管专用料投入挤出机中挤出，获得改性尼龙6内管；
选择玻璃纤维，按照四步法三维结构编织，编织角度30°，编织2层，在改性尼龙6内管外层编织玻璃纤维；
然后将其在190℃下预热，待纤维编织层与改性尼龙6内管发生粘结时，在表面挤出一层改性聚乙烯包覆专用料于纤维编织层表面，形成改性聚乙烯包覆层；
发泡塑料保温层与热塑性改性塑料外管选择二步法制备，具体为：以带有包覆层的复合管材为芯管，在通过挤出机挤出改性聚乙烯外管，芯管与外管在聚氨酯发泡平台上，使用聚氨酯发泡机在芯管与外管间隙喷灌聚氨酯发泡塑料形成发泡塑料保温层。
实施例6
首先制备热塑性塑料内管、热塑性塑料包覆层和热塑性塑料外管用料，具体组份及配比(kg)见表6。
表6实施例6中所述复合管材选用材料(kg)
如图2所示，本实施例所述复合管材按照如下步骤制备：
按照表6各层的组份及配比(kg)准确称量，分别投入高速混合机充分混合制备各层专用料，将改性PET内管专用料投入挤出机中挤出，获得改性PET内管；
选择芳纶纤维，按照菱形二维结构编织，编织角度30°，编织2层，在改性PET内管外层编织芳纶纤维；
然后将其在260℃下预热，待纤维编织层与改性PET内管发生粘结时，在表面挤出一层改性聚丙烯包覆专用料于纤维编织层表面，形成改性聚丙烯包覆层；
发泡塑料保温层与热塑性改性塑料外管选择一步法制备，具体为：以带有包覆层的复合管材为芯管，在芯管外挤出一层改性聚乙烯外管专用料，同时通过聚氨酯发泡机在芯管与外管间隙喷灌聚氨酯发泡塑料，使改性聚丙烯包覆层与改性聚乙烯外管紧密结合，形成聚氨酯发泡保温层。
实施例7
首先制备热塑性塑料内管、热塑性塑料包覆层和热塑性塑料外管用料，具体组份及配比(kg)见表7。
表7实施例7中所述复合管材选用材料(kg)
Figure BDA0000827338280000121
如图2所示，本实施例所述复合管材按照如下步骤制备：
按照表7各层的组份及配比(kg)准确称量，分别投入高速混合机充分混合制备各层专用料，将改性聚丙烯内管专用料投入挤出机中挤出，获得改性聚丙烯内管；
选择碳纤维，按照赫格利斯二维结构编织，编织角度30°，编织3层，在改性PET内管外层编织碳纤维；
然后将其在185℃下预热，待纤维编织层与改性聚丙烯内管发生粘结时，在表面挤出一层改性聚丙烯包覆专用料于纤维编织层表面，形成改性聚丙烯包覆层；
发泡塑料保温层与热塑性改性塑料外管选择一步法制备，具体为：以带有包覆层的复合管材为芯管，在芯管外挤出一层改性聚乙烯外管专用料，同时通过聚氨酯发泡机在芯管与外管间隙喷灌聚氨酯发泡塑料，使改性聚丙烯包覆层与改性聚乙烯外管紧密结合，形成聚氨酯发泡保温层。
实施例8
首先制备热塑性塑料内管、热塑性塑料包覆层和热塑性塑料外管用料，具体组份及配比(kg)见表8。
表8实施例8中所述复合管材选用材料(kg)
如图2所示，本实施例所述复合管材按照如下步骤制备：
按照表8各层的组份及配比(kg)准确称量，分别投入高速混合机充分混合制备各层专用料，将改性聚乙烯内管专用料投入挤出机中挤出，获得改性聚乙烯内管；
选择芳纶纤维和涤纶纤维以3/1混合编织，按照赫格利斯二维结构编织，编织角度30°，编织3层，在改性聚乙烯内管外层编织混合纤维；
然后将其在150℃下预热，待纤维编织层与改性聚乙烯内管发生粘结时，在表面挤出一层改性PVC包覆专用料于纤维编织层表面，形成改性PVC包覆层；
发泡塑料保温层与热塑性改性塑料外管选择一步法制备，具体为：以带有包覆层的复合管材为芯管，在芯管外挤出一层改性聚乙烯外管专用料，同时通过聚氨酯发泡机在芯管与外管间隙喷灌聚氨酯发泡塑料，使改性PVC包覆层与改性聚乙烯外管紧密结合，形成聚氨酯发泡保温层。
实施例9
首先制备热塑性塑料内管、热塑性塑料包覆层和热塑性塑料外管用料，具体组份及配比(kg)见表9。
表9实施例9中所述复合管材选用材料(kg)
Figure BDA0000827338280000141
如图2所示，本实施例所述复合管材按照如下步骤制备：
按照表9各层的组份及配比(kg)准确称量，分别投入高速混合机充分混合制备各层专用料，分别将改性EVOH、POE-g-MAH混合料和改性聚乙烯专用料，按照内层、中层和外层结构，分别投入三台挤出机中三层共挤出，获得三层共挤出复合改性内管；
选择玻璃纤维，按照菱形二维结构编织，编织角度30°，编织3层，在改性共挤出内管外层编织玻璃纤维；
然后将其在190℃下预热，待纤维编织层与改性共挤出内管外层发生粘结时，在表面挤出一层改性聚丙烯包覆专用料于纤维编织层表面，形成改性聚丙烯包覆层；
发泡塑料保温层与热塑性改性塑料外管选择二步法制备，具体为：以带有包覆层的复合管材为芯管，在通过挤出机挤出改性聚乙烯外管，芯管与外管在聚氨酯发泡平台上，使用聚氨酯发泡机在芯管与外管间隙喷灌聚氨酯发泡塑料形成发泡塑料保温层。
实施例10
首先制备热塑性塑料内管、热塑性塑料包覆层和热塑性塑料外管用料，具体组份及配比(kg)见表10。
表10实施例10中所述复合管材选用材料
Figure BDA0000827338280000151
如图2所示，本实施例所述复合管材按照如下步骤制备：
按照表10各层的组份及配比(kg)准确称量，分别投入高速混合机充分混合制备各层专用料，将改性聚乙烯内管专用料投入挤出机中挤出，获得改性聚乙烯内管；
选择超高分子量聚乙烯纤维和玻璃纤维以层间不同纤维编织，即内层按照菱形二维结构编织超高分子量聚乙烯纤维，编织角度30°，编织2层，在超高分子量聚乙烯纤维外层编织一层玻璃纤维，按照二步法三维结构编织，编织角度30°，编织1层；
然后将其在150℃下预热，待纤维编织层与改性聚乙烯内管发生粘结时，在表面挤出一层改性聚乙烯包覆专用料于纤维编织层表面，形成改性聚乙烯包覆层；
发泡塑料保温层与热塑性改性塑料外管选择一步法制备，具体为：以带有包覆层的复合管材为芯管，在芯管外挤出三层共挤出复合改性外管专用料，同时通过聚氨酯发泡机在芯管与外管间隙喷灌聚氨酯发泡塑料，使改性聚乙烯包覆层与三层共挤出复合改性外管紧密结合，形成聚氨酯发泡保温层。
对比例1
本对比例所述复合管材的结构与上述实施例1相同，其区别仅在于，所述热塑性塑料内管、热塑性塑料包覆层和热塑性塑料外管均不进行热塑性树脂改性。
对比例2
本对比例所述复合管材的结构与上述实施例1相同，其区别仅在于，所述纤维增强层仅采用预浸带缠绕的方法增强，即浸过聚乙烯熔体的连续玻璃纤维经固化、脱模，获得预浸带，该预浸带厚度0.2mm，纤维含量50％，然后将预浸带按照30°缠绕角度在芯管缠绕5层，形成增强层。
本发明所述制备纤维编织物增强热塑性塑料复合管材的耐压强度按照GB/T6111-2003标准测试，性能数据如表11：
表11性能数据对比
项目 耐压强度/MPa
实施例1 39
实施例2 39
实施例3 42
实施例4 41
实施例5 40
实施例6 42
实施例7 39
实施例8 35
实施例9 39
实施例10 36
对比例1 29
对比例2 32
上述数据可见，本发明所述纤维编织物增强保温热塑性塑料复合管材的耐压强度，明显优于现有仅以未改性的塑料制备的塑料包覆层的产品，以及仅采用预浸带缠绕的方法制备纤维增强层的产品。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种纤维增强型保温热塑性塑料复合管材，包括热塑性塑料内管(1)和热塑性塑料外管(5)；其特征在于：所述热塑性塑料内管(1)和热塑性塑料外管(5)之间，由内至外依次设置有纤维增强层(2)、热塑性塑料包覆层(3)、以及发泡塑料保温层(4)；
所述热塑性塑料包覆层(3)为由热塑性改性塑料制得的包覆层；
所述热塑性塑料内管(1)和所述热塑性塑料外管(5)为由热塑性改性塑料制得；
所述热塑性改性塑料由至少一种热塑性树脂与改性剂共混改性而成；或者由两种以上热塑性树脂分别与改性剂共混之后经多层共挤出进行改性而成；
所述改性剂包括增容剂、增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、色母粒中的至少一种；
所述热塑性改性塑料中，以所述热塑性树脂的重量份数为100份计，所述增容剂为0-10重量份，所述增塑剂为0-35重量份，所述热稳定剂为0-10重量份，所述抗氧剂为0-0.8重量份，所述光稳定剂为0-3重量份，所述色母粒为0-3重量份；
所述纤维增强层(2)为采用编织技术织造而成的纤维编织物，所述纤维编织物为二维编织物和/或三维编织物；
所述二维编织物包括菱形编织、规则编织或赫格利斯结构中的一种；所述的三维编织物为二步法三维编织、四步法三维编织或六步法三维编织中的一种；
形成所述纤维增强层(2)的纤维包括玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、涤纶纤维、腈纶纤维、锦纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚酰亚胺纤维一种或者几种的混合纤维；
制备上述的纤维增强型保温热塑性塑料复合管材的方法，包括如下步骤：
(a)按照常规方法，利用热塑性树脂在挤出机中挤出制得所述热塑性改性塑料内管(1)；
(b)按照设定好的程序在所述热塑性改性塑料内管(1)的外层进行纤维编织，制得所述纤维增强层(2)；
(c)按照选定的重量份数取所述热塑性树脂与改性剂混合均匀，并将步骤(b)编织好的管材预热至150℃或175℃或185℃或190℃或260℃，在所述纤维增强层(2)的外表面挤出，得到所述热塑性塑料包覆层(3)；
(d)以带有热塑性塑料包覆层(3)的复合管材为芯管，利用热塑性树脂在挤出机上挤出制得所述热塑性塑料外管(5)；
(e)在所述热塑性塑料包覆层(3)和所述热塑性塑料外管(5)的间隙喷灌聚氨酯发泡塑料形成所述发泡塑料保温层(4)，即得；
所述的发泡塑料保温层与热塑性塑料外管为一步法制备，以带有热塑性塑料包覆层的复合管材为芯管，在芯管外挤出一层热塑性改性塑料外管，同时通过聚氨酯发泡机在芯管与外管间隙喷灌聚氨酯发泡塑料，使热塑性改性塑料包覆层与热塑性改性塑料外管紧密结合，形成发泡塑料保温层。
2.根据权利要求1所述的纤维增强型保温热塑性塑料复合管材，其特征在于：
所述增容剂包括PE-g-MAH、PP-g-MAH、EVA-g-MAH、POE-g-MAH、EPDM-g-MAH、SMA树脂中的一种或几种的混合物；
所述的抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂或者亚磷酸酯类抗氧剂中的一种或两种复配，所述受阻酚类抗氧剂包括1010、736、264、1098、300中至少的一种，所述亚磷酸酯类抗氧剂包括168、P-EPQ、618、626中的至少一种；所述光稳定剂包括水杨酸酯类、领羟基苯并三唑、受阻胺类光稳定剂中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的纤维增强型保温热塑性塑料复合管材，其特征在于：所述的热塑性树脂包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龙、聚苯乙烯、聚对笨二甲酸乙二醇、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚醚酮、乙烯-乙烯醇共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中一种或几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的纤维增强型保温热塑性塑料复合管材，其特征在于，所述步骤(a)和/或所述步骤(d)中，还彼此独立的包括按照选定的重量份数取所述热塑性树脂与改性剂混合均匀进行改性的步骤。
CN201510691016.6A 2015-10-22 2015-10-22 一种纤维增强型保温热塑性塑料复合管材及其制备方法 Active CN105221859B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510691016.6A CN105221859B (zh) 2015-10-22 2015-10-22 一种纤维增强型保温热塑性塑料复合管材及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510691016.6A CN105221859B (zh) 2015-10-22 2015-10-22 一种纤维增强型保温热塑性塑料复合管材及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105221859A CN105221859A (zh) 2016-01-06
CN105221859B true CN105221859B (zh) 2020-01-10

Family

ID=54990994

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510691016.6A Active CN105221859B (zh) 2015-10-22 2015-10-22 一种纤维增强型保温热塑性塑料复合管材及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105221859B (zh)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106117639A (zh) * 2016-06-29 2016-11-16 中裕软管科技有限公司 一种超高分子量聚乙烯增强大流量输送高压软管及其制造方法
CN106515056A (zh) * 2016-10-19 2017-03-22 安徽杰蓝特新材料有限公司 一种玻纤增强聚乙烯给水管成型方法
CN106885062A (zh) * 2017-03-31 2017-06-23 东华大学 一种基于管状立体织物的输送管道
CN107424672A (zh) * 2017-08-09 2017-12-01 中国纺织科学研究院 一种高性能纤维编织数据线
CN107687544B (zh) * 2017-08-22 2019-12-31 江苏由迎管阀件有限公司 一种自保温实壁管
CN108115991A (zh) * 2017-12-18 2018-06-05 中裕软管科技股份有限公司 一种具有碳纤维编织层的橡胶软管及包覆硫化方法
CN109931443B (zh) * 2017-12-18 2020-09-15 中裕软管科技股份有限公司 一种压缩天然气管及其制备工艺
CN108105531A (zh) * 2017-12-18 2018-06-01 中裕软管科技股份有限公司 一种具有耐腐蚀性的海底地管护套管及其制备工艺
CN107903640A (zh) * 2017-12-21 2018-04-13 吴江市强塑阀门管件厂 一种高强度塑料管材的制备方法及其应用
CN108546405A (zh) * 2017-12-26 2018-09-18 上海普利特复合材料股份有限公司 一种高表面质量的微发泡注塑尼龙材料及其制备方法
CN108481853A (zh) * 2018-05-24 2018-09-04 无锡山秀科技有限公司 一种连续纤维热塑性复合板材制备的方法及配方
CN108997673A (zh) * 2018-06-28 2018-12-14 安徽博泰塑业科技有限公司 三层高效粘合的pvc管挤出制备方法
CN110594496B (zh) * 2019-03-30 2021-03-09 河北汇锐管业有限公司 一种耐高压防渗透的保温复合管道及其制备方法
CN110466179A (zh) * 2019-07-08 2019-11-19 浙江伟星新型建材股份有限公司 一种抗结垢增强热塑性复合管的制备方法
CN110319281B (zh) * 2019-07-10 2021-01-08 中国矿业大学 一种织物增强混凝土-钢管-frp复合管及其制作方法
CN110715121A (zh) * 2019-10-17 2020-01-21 南京利德东方橡塑科技有限公司 一种高温超低膨胀的制动软管及其制备方法
CN111003316B (zh) * 2019-12-05 2021-09-17 北京玻钢院复合材料有限公司 一种热塑性复合材料储水箱筒体、储水箱及其制备方法
CN111255960A (zh) * 2019-12-19 2020-06-09 中裕软管科技股份有限公司 一种保温软管及其制造方法
CN111336329A (zh) * 2020-04-07 2020-06-26 郑州海太克高分子技术有限公司 一种耐高温隔热防火套管及其制备方法
CN111578006B (zh) * 2020-06-01 2021-12-31 台州巨壹塑业有限公司 一种纤维增强pvc软管及其制备方法
CN112880460B (zh) * 2021-01-08 2023-09-22 宋朋泽 一种ptfe双层复合管、其制备方法及换热器
CN113187962B (zh) * 2021-04-30 2022-09-13 深圳沃尔特智能工业科技有限公司 一种胶粘剂输胶软管及其制作方法
CN113459456A (zh) * 2021-06-15 2021-10-01 江苏爱索新材料科技有限公司 一种外壁发泡的tpu纤维增强软管加工方法
CN114607841B (zh) * 2022-01-25 2024-09-13 上海伟星新型建材有限公司 一种耐温抗冲高强度ppr纤维复合管的制备方法
CN114688355A (zh) * 2022-03-25 2022-07-01 游氏（厦门）卫浴工业有限公司 厨卫用防折抗负压进出水管及其制造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101619142A (zh) * 2008-07-03 2010-01-06 第一毛织株式会社 阻燃和抗冲改性剂及其制备方法以及含有其的热塑性树脂组合物
CN102410411A (zh) * 2011-08-25 2012-04-11 张家港联冠新材料有限公司 一种增强复合保温隔热超高分子量聚乙烯管材
CN202215861U (zh) * 2011-07-25 2012-05-09 宁波康润机械科技有限公司 增强热塑性塑料管材
CN102943935A (zh) * 2012-11-21 2013-02-27 长春高祥特种管道有限公司 一种环氧树脂浸渍玻璃纤维带连续增强复合管及制备方法
CN104194218A (zh) * 2014-09-01 2014-12-10 康泰塑胶科技集团有限公司 聚乙烯和聚氯乙烯共混改性的管材及其制备方法
CN104356484A (zh) * 2014-11-24 2015-02-18 康泰塑胶科技集团有限公司 聚乙烯和聚氯乙烯改性环保塑料检查井及其制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2856669Y (zh) * 2006-01-21 2007-01-10 张博 勾编网增强塑胶管
CN102563236B (zh) * 2010-12-16 2014-09-17 杜邦公司 用具对位芳族聚酰胺纤维之复合绳增强的软管
CN204512698U (zh) * 2015-02-11 2015-07-29 湛江合力塑胶有限公司 一种编织型纤维增强软管

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101619142A (zh) * 2008-07-03 2010-01-06 第一毛织株式会社 阻燃和抗冲改性剂及其制备方法以及含有其的热塑性树脂组合物
CN202215861U (zh) * 2011-07-25 2012-05-09 宁波康润机械科技有限公司 增强热塑性塑料管材
CN102410411A (zh) * 2011-08-25 2012-04-11 张家港联冠新材料有限公司 一种增强复合保温隔热超高分子量聚乙烯管材
CN102943935A (zh) * 2012-11-21 2013-02-27 长春高祥特种管道有限公司 一种环氧树脂浸渍玻璃纤维带连续增强复合管及制备方法
CN104194218A (zh) * 2014-09-01 2014-12-10 康泰塑胶科技集团有限公司 聚乙烯和聚氯乙烯共混改性的管材及其制备方法
CN104356484A (zh) * 2014-11-24 2015-02-18 康泰塑胶科技集团有限公司 聚乙烯和聚氯乙烯改性环保塑料检查井及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105221859A (zh) 2016-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105221859B (zh) 一种纤维增强型保温热塑性塑料复合管材及其制备方法
CN105402502B (zh) 一种外波纹增强型保温塑料供暖/供冷管的生产工艺
CN102679047B (zh) 一种连续长纤维缠绕增强热塑性管及其制作工艺
US6039084A (en) Expanded fluoropolymer tubular structure, hose assembly and method for making same
CN104565584B (zh) 一种钢丝骨架增强聚乙烯复合管及其制备工艺
CN103498979B (zh) 一种柔性复合管及其制备方法
CN110953411A (zh) 采矿用耐磨耐高压非金属复合柔性管及其制备方法与应用
EP0108071A1 (en) Continuous production of fiber reinforced thermoplastics materials
CN103672197B (zh) 超高分子量聚乙烯多层共挤矿用输送管及其制备方法
CN104534187A (zh) 一种纤维增强热塑性复合管道及其制备工艺
CN102003575A (zh) 一种给水管材及其制备方法
CN102410411A (zh) 一种增强复合保温隔热超高分子量聚乙烯管材
CN104960251A (zh) 一种高阻隔多层复合热塑性塑料管及其生产方法
CN107760024A (zh) 一种3d打印颈部护具的尼龙基复合材料及其制备方法
US20060249216A1 (en) Co-injected pipe fitting
CN203743659U (zh) 一种耐高温、耐高压增强热塑性复合管及其生产装置
CN111231385A (zh) 一种多层钢丝缠绕改性聚乙烯复合管的制备工艺
US11346469B2 (en) Non-penetrating multi-layer continuous hose and a preparation method thereof
CN202215862U (zh) 一种增强复合保温隔热超高分子量聚乙烯管材
CN105965923A (zh) 一种聚四氟乙烯钢丝复合管加工工艺
CN106113534A (zh) 一种pert‑ⅱ保温管道一步法成型工艺
CN104943192A (zh) 一种防静电玻璃钢管道及其连续制造方法
CN204239914U (zh) 一种长纤维带状内包裹式玻纤缠绕三层复合聚乙烯管
CN110691694A (zh) 制备绝缘管的方法
CN103817897A (zh) 一种双抗塑料管材生产方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant