一種熱塑性纏繞管的熱處理成型方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱塑性纏繞管的熱處理成型方法，該方法包括以下步驟：(1)通過紅外加熱器對預(yù)浸帶進行預(yù)熱和熔融；(2)將步驟(1)預(yù)熱和熔融后的預(yù)浸帶纏繞在芯模上，并對芯模進行加熱；或者將步驟(1)中熔融的預(yù)浸帶直接纏繞在未加熱的芯模上，然后將纏繞好預(yù)浸帶的芯模放入烘箱中進行加熱，使已纏繞在芯模上的預(yù)浸帶與待纏繞的預(yù)浸帶之間更好的粘結(jié)；(3)纏繞完成后所得管材通過壓輥對其表面進行輥壓，使得預(yù)浸帶之間的空隙更少，管材的強度更高。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠很好的解決熱塑性纏繞管纏繞出現(xiàn)的預(yù)浸帶材料層與層之間粘結(jié)性能不高的問題，進而獲得高性能的熱塑性纏繞管。
【專利說明】一種熱塑性纏繞管的熱處理成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱塑性纏繞管的成型方法，尤其是涉及一種熱塑性纏繞管的熱處理成型方法，屬于熱塑性復(fù)合材料成型加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]熱塑性復(fù)合材料因為其環(huán)保概念，可以回收再利用，將在未來復(fù)合材料領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位。目前纏繞管材領(lǐng)域使用的都是連續(xù)玻璃纖維增強熱固性樹脂纏繞管材(簡稱熱固性玻璃鋼管)，熱固性玻璃鋼管在使用幾十年后的回收處置將是難題，因此開發(fā)一種熱塑性纏繞管替代熱固性玻璃鋼管具有重大意義。然而由于熱固性樹脂和熱塑性樹脂本身特性的因素，即熱固性樹脂一般為液體，而熱塑性樹脂為固體，這使得熱塑性纏繞管的纏繞工藝較熱固性玻璃鋼管相比稍顯困難。熱塑性纏繞管的生產(chǎn)的兩個核心問題是預(yù)浸帶材料的制備和預(yù)浸帶材料纏繞后的粘結(jié)強度。隨著上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司對連續(xù)纖維增強熱塑性預(yù)浸帶材料(以下簡稱預(yù)浸帶)的產(chǎn)業(yè)化批量投產(chǎn)，以及纖維混合紗的推廣，熱塑性纏繞管的原材料得到了解決，目前最大的問題就是解決熱塑性預(yù)浸帶材料的粘結(jié)問題。
[0003]熱固性玻璃鋼管由于使用的熱固性樹脂是液體，在纏繞過程中層與層之間的能夠很好的粘結(jié)。但是熱塑性纏繞管使用的是熱塑性樹脂，熱塑性樹脂在纏繞過程中容易冷卻固化，從而使得預(yù)浸潰材料之間的粘結(jié)性能很差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種粘結(jié)性能良好的熱塑性纏繞管熱處理的成型方法。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種熱塑性纏繞管的熱處理成型方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0006](I)通過紅外加熱器對預(yù)浸帶進行預(yù)熱和熔融；
[0007](2)將步驟(I)預(yù)熱和熔融后的預(yù)浸帶纏繞在芯模上，并對芯模進行加熱；或?qū)⒉襟E(I)中熔融的預(yù)浸帶直接纏繞在未加熱的芯模上，然后將纏繞好預(yù)浸帶的芯模放入烘箱中進行加熱；使已纏繞在芯模上的預(yù)浸帶與待纏繞的預(yù)浸帶之間更好的粘結(jié)；
[0008](3)纏繞完成后所得管材通過壓輥對其表面進行輥壓，使得預(yù)浸帶之間的空隙更少，管材的強度更高。
[0009]步驟(I)所述的紅外加熱器為紅外燈管或紅外陶瓷片，紅外加熱器對預(yù)浸帶材料進行預(yù)熱的溫度高于室溫低于預(yù)浸帶材料的熔點溫度，熔融溫度為預(yù)浸帶材料熔點溫度，根據(jù)不同的預(yù)浸帶材料的熔點進行調(diào)節(jié)。在預(yù)浸帶材料纏繞到芯模之前的加熱部分，紅外加熱器的數(shù)量可以根據(jù)實際需要進行設(shè)定。
[0010]步驟(2)對芯模進行加熱為在芯模內(nèi)部進行油加熱或電加熱，或者在芯模外部進行紅外加熱，優(yōu)選紅外加熱。[0011]所述的在芯模外部進行紅外加熱為紅外燈管或者紅外陶瓷片加熱，加熱溫度高于預(yù)浸帶熔點O?300°C，具體加熱溫度根據(jù)纏繞速度設(shè)定，最終以達(dá)到纏繞在芯模上的預(yù)浸帶熔融為目的。
[0012]所述的油加熱或電加熱的溫度為預(yù)浸帶的熔點溫度。
[0013]所述的預(yù)浸帶材料為上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司生產(chǎn)的連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂，所述連續(xù)纖維包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維或其他高強度有機纖維中的一種；所述熱塑性樹脂包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺或聚氯乙烯中的一種。
[0014]將步驟(2)中纏繞好預(yù)浸帶的芯模放入烘箱中加熱，使得整根管材熔融；對熔融后的管材進行輥壓，壓力為0.1?0.4MPa，使得管材強度更高，同時消除由于熱膨脹帶來的管材尺寸的變化。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明熱塑性纏繞管熱處理方法能夠使得粘結(jié)的預(yù)浸帶材料和已纏繞在芯模上的基材都充分的熔融，能夠很好的解決熱塑性纏繞管纏繞出現(xiàn)的預(yù)浸帶材料層與層之間粘結(jié)性能不高的問題；另外，烘箱加熱后熱處理能夠使得樹脂對纖維進行再次浸潤，提高管材的強度和耐壓性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為熱塑性纏繞管在線熱處理方法示意圖。
[0017]圖中:1為紅外加熱器a，2為紅外加熱器b，3為紅外加熱器C，4為紅外加熱罩，5為芯模。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。
[0019]實施例1
[0020]熱塑性纏繞管使用的預(yù)浸帶材料選用連續(xù)玻璃纖維增強聚丙烯預(yù)浸帶，由上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司生產(chǎn)。如圖1所示，纏繞過程中采用紅外在線加熱處理方法，其中預(yù)浸帶纏繞在芯模5上之前采用3個紅外燈管加熱器對其進行加熱，對芯模5的加熱采用紅外加熱罩4。紅外加熱器I處的溫度設(shè)置為70?80°C，紅外加熱器2處的溫度設(shè)置為120?140°C，紅外加熱器3處的溫度設(shè)置為160?190°C，上述溫度均為預(yù)浸帶出加熱器時的溫度。對芯模加熱的紅外加熱罩4的溫度設(shè)置為200?250°C。上述溫度均為預(yù)浸帶出加熱器時的測量溫度，加熱器的溫度設(shè)置根據(jù)纏繞速度進行相應(yīng)的調(diào)整。纏繞完成后通過氣動壓輥進行輥壓，壓力輥壓力設(shè)置為0.1MPa0所得熱塑性玻璃鋼纏繞管材的性能見表I。
[0021]實施例2
[0022]熱塑性纏繞管使用的預(yù)浸帶材料選用連續(xù)玻璃纖維增強聚丙烯預(yù)浸帶，由上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司生產(chǎn)。纏繞過程中采用將受熱熔融的預(yù)浸帶直接纏繞在芯模上，然后將纏繞好預(yù)浸帶芯模放入200°C烘箱中加熱1.5小時，取出，進行輥壓，壓力為
0.4MPa。其中預(yù)浸帶纏繞在芯模5上之前采用3個紅外燈管加熱器對其進行加熱。紅外加熱器I的溫度設(shè)置為70?80°C，紅外加熱器2的溫度設(shè)置為120?140°C，紅外加熱器3的溫度設(shè)置為160?190°C，上述溫度均為預(yù)浸帶出加熱器時的測量溫度，加熱器的溫度設(shè)置根據(jù)纏繞速度進行相應(yīng)的調(diào)整。所得熱塑性玻璃鋼纏繞管材的性能見表I。
[0023]實施例3
[0024]熱塑性纏繞管使用的預(yù)浸帶材料選用連續(xù)芳綸纖維增強聚乙烯預(yù)浸帶，由上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司生產(chǎn)。采用如圖1所示紅外在線加熱處理方法，紅外加熱器采用紅外陶瓷片。其中預(yù)浸帶纏繞在芯模5上之前采用3個紅外陶瓷片加熱器對其進行加熱，對芯模5的加熱米用紅外陶瓷片加熱罩4。紅外加熱器I處的溫度設(shè)置為50?60°C,紅外加熱器2處的溫度設(shè)置為90?100°C，紅外加熱器3處的溫度設(shè)置為140?160°C，上述溫度均為預(yù)浸帶出加熱器時的溫度。對芯模加熱的紅外加熱罩4的溫度設(shè)置為190?220°C。上述溫度均為預(yù)浸帶出加熱器時的測量溫度，加熱器的溫度設(shè)置根據(jù)纏繞速度進行相應(yīng)的調(diào)整。纏繞完成后通過氣動壓輥進行輥壓，壓力輥壓力設(shè)置為0.1MPa。所得熱塑性玻璃鋼纏繞管材的性能見表I。
[0025]實施例4
[0026]熱塑性纏繞管使用的預(yù)浸帶材料選用連續(xù)玻璃纖維增強聚丙烯預(yù)浸帶，由上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司生產(chǎn)。其加熱方式為預(yù)浸帶纏繞在芯模5上之前采用3個燈管加熱器對其進行加熱，對芯模5的加熱采用油加熱。紅外加熱器I處的溫度設(shè)置為70?80°C，紅外加熱器2處的溫度設(shè)置為120?140°C，紅外加熱器3處的溫度設(shè)置為170?190°C，上述溫度均為預(yù)浸帶出加熱器時的溫度。對芯模油加熱的溫度設(shè)置為160°C。上述溫度均為預(yù)浸帶出加熱器時的測量溫度，加熱器的溫度設(shè)置根據(jù)纏繞速度進行相應(yīng)的調(diào)整。纏繞完成后通過氣動壓輥進行輥壓，壓力輥壓力設(shè)置為0.1MPa。所得熱塑性玻璃鋼纏繞管材的性能見表I。
[0027]實施例5
[0028]熱塑性纏繞管使用的預(yù)浸帶材料選用連續(xù)碳纖維增強尼龍-66預(yù)浸帶，由上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司生產(chǎn)。如圖1所示，纏繞過程中采用紅外在線加熱處理方法，其中預(yù)浸帶纏繞在芯模5上之前采用3個紅外燈管加熱器對其進行加熱，對芯模5的加熱采用紅外加熱罩4。紅外加熱器I處的溫度設(shè)置為100?120°C，紅外加熱器2處的溫度設(shè)置為150?160°C，紅外加熱器3處的溫度設(shè)置為250?260°C，上述溫度均為預(yù)浸帶出加熱器時的溫度。對芯模加熱的紅外加熱罩4的溫度設(shè)置為300?350°C。上述溫度均為預(yù)浸帶出加熱器時的測量溫度，加熱器的溫度設(shè)置根據(jù)纏繞速度進行相應(yīng)的調(diào)整。纏繞完成后通過氣動壓輥進行輥壓，壓力輥壓力設(shè)置為0.1MPa。所得熱塑性玻璃鋼纏繞管材的性能見表I。
[0029]對比例I
[0030]熱塑性纏繞管使用的預(yù)浸帶材料選用連續(xù)玻璃纖維增強聚丙烯預(yù)浸帶(玻纖質(zhì)量百分含量為60% )，由上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司生產(chǎn)。纏繞過程中采用將受熱熔融的預(yù)浸帶直接纏繞在芯模上，然后脫模得到樣管，其中預(yù)浸帶纏繞在芯模5上之前采用3個紅外燈管加熱器對其進行加熱。紅外加熱器I的溫度設(shè)置為70?80°C，紅外加熱器2的溫度設(shè)置為120?140°C，紅外加熱器3的溫度設(shè)置為160?190°C。上述溫度均為預(yù)浸帶出加熱器時的測量溫度，加熱器的溫度設(shè)置根據(jù)纏繞速度進行相應(yīng)的調(diào)整。所得熱塑性玻璃鋼纏繞管材的性能見表I。
[0031]表I[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種熱塑性纏繞管的熱處理成型方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)通過紅外加熱器對預(yù)浸帶進行預(yù)熱和熔融； (2)將步驟(I)預(yù)熱和熔融后的預(yù)浸帶纏繞在芯模上，并對芯模進行加熱；或?qū)⒉襟E(I)中熔融的預(yù)浸帶直接纏繞在未加熱的芯模上，然后將纏繞好預(yù)浸帶的芯模放入烘箱中進行加熱；使已纏繞在芯模上的預(yù)浸帶與待纏繞的預(yù)浸帶之間更好的粘結(jié)； (3)纏繞完成后所得管材通過壓輥對其表面進行輥壓，使得預(yù)浸帶之間的空隙更少，管材的強度更高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱塑性纏繞管的熱處理成型方法，其特征在于，所述的預(yù)浸帶材料為上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司生產(chǎn)的連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱塑性纏繞管的熱處理成型方法，其特征在于，所述連續(xù)纖維包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維或其他高強度有機纖維中的一種；所述熱塑性樹脂包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺或聚氯乙烯中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱塑性纏繞管的熱處理成型方法，其特征在于，步驟(I)所述的紅外加熱器為紅外燈管或紅外陶瓷片，紅外加熱器對預(yù)浸帶材料進行預(yù)熱的溫度高于室溫低于預(yù)浸帶材料的熔點溫度；熔融溫度為預(yù)浸帶材料熔點溫度，根據(jù)不同的預(yù)浸帶材料的熔點進行調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱塑性纏繞管的熱處理成型方法，其特征在于，步驟(2)對芯模進行加熱為在芯模內(nèi)部進行油加熱或電加熱，或者在芯模外部進行紅外加熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種熱塑性纏繞管的熱處理成型方法，其特征在于，所述的在芯模外部進行紅外加熱為紅外燈管或者紅外陶瓷片加熱，加熱溫度高于預(yù)浸帶熔點O?300°C，以預(yù)浸帶熔融為目的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種熱塑性纏繞管的熱處理成型方法，其特征在于，所述的油加熱或電加熱的溫度為預(yù)浸帶的熔點溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱塑性纏繞管的熱處理成型方法，其特征在于，將步驟(3)中輥壓壓力為0.1?0.4MPa。
【文檔編號】B29L23/00GK103568307SQ201210260185
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月20日
【發(fā)明者】徐龍彬 申請人:上海杰事杰新材料(集團)股份有限公司