本發(fā)明涉及一種輸送管道的加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種纖維編織纏繞拉擠成型管道、加工設(shè)備及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

目前在市政工程、建筑給排水、電力系統(tǒng)、化工行業(yè)、通信、水利灌溉等工程上，都需要大量的輸送管道?，F(xiàn)有的輸送管道，大多是采用金屬材料制成，如鋼管，鐵管等，但傳統(tǒng)的金屬材料管道因?yàn)樯a(chǎn)過程的能耗比較高，工序比較復(fù)雜，成本也高，并且，因?yàn)樗龉艿赖氖褂铆h(huán)境往往都比較潮濕，富有污積物堆積，或者是在沿海地區(qū)使用，金屬因?yàn)榫哂袑?dǎo)電性和易氧化銹蝕性，其使用壽命往往就比較短，導(dǎo)致設(shè)施的維護(hù)費(fèi)用較高。因此金屬材料的輸送管道已經(jīng)無法滿足當(dāng)前社會(huì)實(shí)踐的需要，逐步被淘汰。

取而代之的新型輸送管道材料，往往都是采用復(fù)合材料，例如玻璃鋼復(fù)合材料纏繞成型，或者單一高分子材料，如PVC材料擠出成型。但這些新型材料制作的輸送管道，都具有縱向剛度不足，或環(huán)向脆性較大的問題，導(dǎo)致不能承受載重型車輛和地貌等造成的附加載荷，容易形成管道失穩(wěn)和斷裂。

現(xiàn)有技術(shù)中所采用的新型輸送管道在制作時(shí)，一般都是先利用玻璃纖維等纖維材料作為增強(qiáng)材料，形成管道基材的骨架，再通過一浸膠槽，浸泡于液態(tài)樹脂材料中，待樹脂完全浸透所述增強(qiáng)材料后，離開浸膠槽，再進(jìn)入相應(yīng)的模具加熱固化拉擠成型。

目前技術(shù)中，所述浸膠槽一般都是敞口的，生產(chǎn)過程中，所述液態(tài)的樹脂材料濺落、揮發(fā)等情況都很常見。而所使用的液態(tài)樹脂材料，粘度較大，一般都需要使用有機(jī)溶劑進(jìn)行稀釋，而這些有機(jī)溶劑，往往都含有有毒物質(zhì)，很容易破壞環(huán)境，其VOC（Volatile Organic Compounds，有機(jī)揮發(fā)物）排放量較大，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，影響工人健康。

目前所采用的樹脂材料，例如不飽和聚酯樹脂、乙烯基酯樹脂、環(huán)氧樹脂等，其特點(diǎn)在于，樹脂膠液有較長的凝膠時(shí)間，因此具有良好的可操作性，可以很好的浸透所述增強(qiáng)材料，取得較好的強(qiáng)度和剛度，但同時(shí)樹脂膠液的黏度比較大，意味著生產(chǎn)速度比較慢，其拉擠速度通常只是在5至30毫米每分鐘，這就無法適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的快速生產(chǎn)要求。

而在生產(chǎn)過程中，保證樹脂材料能夠充分完全浸透所述增強(qiáng)材料，對(duì)新型輸送管道成品的強(qiáng)度和剛度，又具有極大的意義。

因此，現(xiàn)有新型復(fù)合材料的管道生產(chǎn)技術(shù)，對(duì)環(huán)境污染極大，并且一直無法突破上述強(qiáng)度與生產(chǎn)速度的平衡，還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種纖維編織纏繞拉擠成型管道、加工裝置及其生產(chǎn)方法，在保證有效浸潤的同時(shí)，還可以提升生產(chǎn)效率，并增加沿所述管道長度方向的縱向剛度和強(qiáng)度。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種纖維編織纏繞拉擠成型管道，包括由至少一層纖維增強(qiáng)材料構(gòu)成的一纖維管道基材骨架，浸潤樹脂形成，其中，所述樹脂由雙組份聚氨酯原料合成，包括：異氰酸酯和多元醇按比例1.2 :1至1.4 :1合成。

所述的管道，其中，所述雙組份聚氨酯原料包括：聚合MDI和丙三醇聚氧丙烯化物按比例1.2 :1至1.4 :1合成所述樹脂；所述樹脂在溫度10℃-25℃，壓力高于大氣壓的環(huán)境下浸潤所述增強(qiáng)材料形成所述管道。

所述的管道，其中，所述增強(qiáng)材料包括內(nèi)層、中層和外層，所述內(nèi)層和外層為纖維編織層，所述纖維編織層中重復(fù)單元的兩組纖維夾角為35°-85°夾角。

所述的管道，其中，所述中層包括至少一環(huán)向纖維纏繞層。

所述的管道，其中，所述中層還包括一纖維軸向平鋪層。

所述的管道，其中，所述纖維為玻璃纖維。

所述管道的纖維編織纏繞拉擠成型加工裝置，其中，包括一靜態(tài)混合器，用于混合至少兩種所述雙組份聚氨酯原料，生成液態(tài)的所述雙組份樹脂；和至少一密封的注膠盒，連通并接受來自所述靜態(tài)混合器的液態(tài)雙組份合成樹脂；

根據(jù)具體生產(chǎn)過程需要調(diào)節(jié)所述靜態(tài)混合器和所述注膠盒的環(huán)境溫度為10-25℃；

所述管道設(shè)置為經(jīng)過所述注膠盒內(nèi)的液態(tài)合成樹脂壓力下注膠所述管道增強(qiáng)材料復(fù)合而成。

所述的加工裝置，其中，所述注膠盒連接一超聲發(fā)生裝置，產(chǎn)生超聲用于均勻并加速所述注膠盒內(nèi)的浸膠過程。

所述管道的生產(chǎn)方法，其中，包括以下步驟：

a) 纖維層注膠樹脂：所述增強(qiáng)材料的各纖維層經(jīng)過各自對(duì)應(yīng)的密封注膠盒內(nèi)的合成樹脂分段分層壓力注膠形成所述管道。

所述的管道生產(chǎn)方法，其中，所述纖維層設(shè)為至少兩層纖維層，在所述步驟a)之前還包括以下步驟：

A1）纖維層編織：通過至少一編織機(jī)編織所述至少一層的纖維層；

A2）纖維層纏繞：通過至少一纏繞機(jī)在所述編織的一層纖維層外纏繞至少一層纖維纏繞層。

本發(fā)明所提供的一種纖維編織纏繞拉擠成型管道、加工裝置及其生產(chǎn)方法，所述管道由一雙組份聚氨酯浸潤一增強(qiáng)材料復(fù)合而成，所述加工裝置包括用于混合所述雙組份聚氨酯樹脂的一靜態(tài)混合器和多個(gè)密封的注膠盒，采用了低溫及分段分層加壓注膠的方法，很好的根據(jù)所述管道生產(chǎn)線運(yùn)行速度的要求，延緩所述雙組份聚氨酯樹脂材料凝膠的速度，保留適宜的浸膠時(shí)間以保證浸透所述增強(qiáng)材料，從而能夠利用所述雙組份樹脂的低粘度、高強(qiáng)度和快速固化能力，對(duì)所述管道的物理性能和生產(chǎn)效率予以同時(shí)提高，并可以保護(hù)環(huán)境。

附圖說明

圖1是本發(fā)明纖維編織纏繞拉擠成型管道的生產(chǎn)工藝流程圖。

圖2是本發(fā)明的纖維編織纏繞拉擠成型管道的纖維層骨架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明圖2所示的纖維編織纏繞拉擠成型管道的纖維層骨架結(jié)構(gòu)的A-A剖面結(jié)構(gòu)放大圖。

圖4是本發(fā)明的纖維編織纏繞拉擠成型管道的纖維層骨架結(jié)構(gòu)中編織層的結(jié)構(gòu)放大圖。

圖5是本發(fā)明的纖維編織纏繞拉擠成型管道的纖維層骨架結(jié)構(gòu)中纏繞層的結(jié)構(gòu)放大圖。

圖6是本發(fā)明纖維編織纏繞拉擠成型管道的管壁展開示意圖。

附圖標(biāo)記：1外層纖維編織層 2中層纖維纏繞層 3內(nèi)層纖維編織層 5重復(fù)單元 21 正向纖維纏繞層 22 反向纖維纏繞層 221 管道模具 33靜態(tài)混合器 34 中間管道 330液態(tài)合成樹脂 331第一料筒 332第二料筒 333 計(jì)量泵 441第一注膠盒 442第二注膠盒 443第三注膠盒 444 第四注膠盒 55 低溫環(huán)境 6中層纏繞纖維 7 成品管道 91 內(nèi)層編織機(jī) 92 第一纏繞機(jī) 93 第二纏繞機(jī) 94外層編織機(jī) 95 金屬模具。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種纖維編織纏繞拉擠成型管道、加工裝置及其生產(chǎn)方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明的纖維編織纏繞拉擠成型管道及其生產(chǎn)方法，如圖1所示，通過對(duì)一組纖維增強(qiáng)材料進(jìn)行編織和纏繞，首先分層形成一增強(qiáng)材料的纖維管道基材骨架，所述增強(qiáng)材料的各纖維層在形成后，即進(jìn)入各自段的密封的注膠盒中進(jìn)行浸膠，最后再通過一金屬模具加熱固化拉擠成型，生成最終產(chǎn)品管道。

本發(fā)明中，所述樹脂材料采用雙組份的聚氨酯材料合成。現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)存在這種雙組份聚氨酯材料，由A組份和B組份混合形成，其中，所述A組份可選為一種高反應(yīng)性的異氰酸酯，例如聚合MDI（二苯基甲烷二異氰酸酯），所述B組份可選為多元醇，例如丙三醇聚氧丙烯化物（聚醚多元醇混合物）。所述A組份異氰酸酯和所述B組份多元醇按比例1.2: 1至1.4: 1混合反應(yīng)合成所述雙組份聚氨酯材料。由玻璃纖維經(jīng)過所述雙組份樹脂材料浸潤固化拉擠成型后，可以達(dá)到非常好的強(qiáng)度，其強(qiáng)度可以比玻璃纖維配合PVC材料所取得的強(qiáng)度高8倍；而且，還具有非常良好的電絕緣性，同時(shí)，因?yàn)榫郯滨ダ瓟D材料具有高韌性，使得所述管道具有更好的抗?jié)B漏性能，從而更經(jīng)久耐用。

但現(xiàn)有技術(shù)雙組份的聚氨酯材料，因?yàn)槭遣捎昧藘煞N化學(xué)成份按比例混合反應(yīng)，例如所述A組份聚合MDI和所述B組份丙三醇聚氧丙烯化物，按1.2:1-1.4:1的比例混合反應(yīng)而成，在溫度為10℃時(shí)，其凝膠時(shí)間是28分鐘，在溫度為19℃時(shí)，其凝膠時(shí)間是21分鐘，而在溫度為25℃時(shí)，其凝膠時(shí)間縮短為16分鐘，但是在生產(chǎn)流程中，因?yàn)槟z反應(yīng)本身會(huì)放出大量的熱量，蓄積于所述注膠盒中，例如，固化過程的聚氨酯塊，其外表溫度可達(dá)100℃，其內(nèi)部溫度可達(dá)130℃，這就導(dǎo)致其凝膠時(shí)間大大縮短，往往在沒有能夠完全浸透所述增強(qiáng)材料時(shí)，所述雙組份的液態(tài)聚氨酯就已經(jīng)開始凝膠固化，這就導(dǎo)致所生產(chǎn)的管道產(chǎn)品樹脂化不均勻，并且，已經(jīng)固化的分散聚氨酯顆粒很容易發(fā)生堵模事故，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，從而根本無法實(shí)際使用這種聚氨酯材料進(jìn)行管材加工，或者即使勉強(qiáng)加工也會(huì)導(dǎo)致所生產(chǎn)的管材的強(qiáng)度不夠，并生產(chǎn)過程中頻頻發(fā)生堵模事故，尤其是在夏季高溫高濕環(huán)境下，事故發(fā)生更為頻繁。故而在實(shí)際生產(chǎn)中幾乎不采用這種雙組份聚氨酯材料進(jìn)行浸膠。

因此，對(duì)所述雙組份的聚氨酯混合生成的溫度和對(duì)所述增強(qiáng)材料進(jìn)行注膠的注膠盒內(nèi)溫度進(jìn)行合理的控制，對(duì)于使用所述雙組份聚氨酯材料對(duì)所述增強(qiáng)材料進(jìn)行完全浸膠就很重要。同時(shí)，能夠延長所述注膠盒中未被所述增強(qiáng)材料帶走的液態(tài)樹脂的凝膠時(shí)間，從而得到更多的被所述增強(qiáng)材料帶走的機(jī)會(huì)，對(duì)于防止所述液態(tài)樹脂在所述注膠盒中凝膠固化，造成堵模事故也非常關(guān)鍵。

本發(fā)明所述的纖維編織纏繞拉擠成型管道的一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述管道的一側(cè)壁面結(jié)構(gòu)如圖2所示，所述壁面結(jié)構(gòu)包括3層：管腔最外層是一纖維編織層1，中層為環(huán)向的纖維纏繞層2，最內(nèi)層也是一層纖維編織層3，其具體結(jié)構(gòu)如圖3所示。本實(shí)施例中，所述纖維材料，優(yōu)選為玻璃纖維，其主要成分是高純度的二氧化硅（SiO₂），以保證所生產(chǎn)的管道具有較輕的質(zhì)量，和較好的強(qiáng)度。

當(dāng)然，本發(fā)明中，所述纖維也可以選為碳纖維，玄武巖纖維，芳綸纖維以及聚乙烯纖維等，或采用其他的高分子材料纖維構(gòu)成，只要其具有足夠的強(qiáng)度，并能夠與后續(xù)的高分子樹脂材料緊密結(jié)合即可。

在所述纖維層的加工生產(chǎn)中，可以使用一編織機(jī)，將兩組玻璃纖維沿著一管道模具221，以35°-85°夾角編織形成，如圖4所示，其纖維排列方向優(yōu)選為與所生產(chǎn)的管道長度方向呈45°角，即由所述兩組玻璃纖維編織成的重復(fù)單元5的一組對(duì)角線方向與所述管道的長度方向平行，也即編織所用的兩組玻璃纖維與所述管道長度方向上下對(duì)稱設(shè)置；所述玻璃纖維的直徑，則可由生產(chǎn)需要決定，其每千米重量一般選為2400克至4800克之間，即2400-4800號(hào)（特克斯，tex)，例如，在一個(gè)具體實(shí)施例中，所需要生產(chǎn)的管道內(nèi)徑為0.5米，所采用的纖維直徑可為15～30微米。

所述管腔最外層的纖維編織層1和最內(nèi)層的纖維編織層3，皆可按照所述方案由編織機(jī)按照產(chǎn)品參數(shù)需要對(duì)所述纖維進(jìn)行編織加工生成。所述管壁的最外層和最內(nèi)層，采用編織層的好處是，可以調(diào)節(jié)其編織密度，使得所述管道在環(huán)向和縱向上的強(qiáng)度都滿足設(shè)計(jì)要求，從而保證最終產(chǎn)品管道的整體性能。

而所述中層則至少包括一纖維纏繞層2，如圖5所示，由一組中層纏繞纖維6，并行排列構(gòu)成；所述中層纏繞纖維6，優(yōu)選為玻璃纖維。所述中層纏繞纖維6的直徑，可以直接采用與所述纖維編織層相同或相接近直徑的纖維材料。并且，根據(jù)最終產(chǎn)品管道的厚度需要，所述中層纏繞纖維6可以纏繞成一層或多層，形成所述管道的圓周結(jié)構(gòu)。所述中層纏繞纖維6的排列方式優(yōu)選為緊密排列，其相互之間的間隔很小，比如小于其自身直徑。所述纖維纏繞層2主要用來提高所述管道承受內(nèi)壓的能力，即抵抗沿徑向向外的膨脹力的負(fù)荷，將其轉(zhuǎn)化為所述中層纏繞纖維6的長度方向的拉伸。

在本發(fā)明一個(gè)更佳的實(shí)施例中，所述纖維纏繞層2還包括一纖維的軸向平鋪層。即由一組直徑相接近的玻璃纖維沿軸向平鋪設(shè)置于所述纖維纏繞層2中，具體可以設(shè)置于所述纖維纏繞層2的上層或下層，甚至可以采用編織的方式與所述纖維纏繞層2中的周向的中層纏繞纖維6構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步增加所述纖維纏繞層2對(duì)徑向受力的承受能力，以及對(duì)沿著所述管道長度方向的軸向受力的承受能力，也即同時(shí)增加最終形成的管道在軸向和徑向的韌性和強(qiáng)度。

所述內(nèi)層纖維編織層3和所述中層纖維纏繞層2皆完成后，再在外覆蓋一纖維直徑與其他兩層的纖維直徑接近的外層纖維編織層1，最終形成一三層結(jié)構(gòu)的纖維層。所述外層纖維編織層1的纖維角度，可以與所述內(nèi)層編織層3的纖維角度相同也可以不同。

此時(shí)，所述的三層結(jié)構(gòu)的纖維層，根據(jù)各組纖維的排列方向，可以保證最后所形成的管道的管壁在直徑方向的受力強(qiáng)度和管壁在與管長方向左右沿所述纖維編織層的纖維長度方向上受力的強(qiáng)度，如圖6所示。

所述外層纖維編織層3的近似正交的兩組纖維的方向和所述內(nèi)層纖維編織層1的近似正交的兩組纖維的方向可以保持一致或略有偏差， 并不會(huì)很大影響所述管道壁面的強(qiáng)度。

圖6為本發(fā)明管道的管壁展開示意圖，圖中顯示，所述管道的管壁可以承受外力的主要方向有：管道軸向長度方向，由所述中層的纖維平鋪層中的軸向纖維的拉伸來承受外力，同時(shí)，所述內(nèi)外的纖維編織層1和3的編織纖維，共4組纖維，也可以部分承擔(dān)所述軸向拉伸力，所述軸向受力，主要是應(yīng)對(duì)可能的管道彎折等受力情況；管道的周向拉力，由所述中層纏繞纖維6的拉伸來承受外力，主要是應(yīng)對(duì)可能的管道內(nèi)部受壓膨脹等情況，并且，對(duì)于管道內(nèi)部膨脹產(chǎn)生的壓力，也可以連同所述編織層1和3的編織纖維，共5組纖維來承擔(dān)。而一個(gè)管道可能受到的外力無非就是軸向的拉伸（包括彎折），徑向的剪切和周向的旋轉(zhuǎn)引起的剪切力。這些外力皆可以通過所述三層管道(內(nèi)外編織層1，3和纏繞層2)的組成纖維的內(nèi)部張力來承受。而我們知道，纖維材料的抗拉伸強(qiáng)度，尤其是玻璃纖維，是可以達(dá)到很高的。因此本發(fā)明的纖維編織纏繞拉擠成型管道大大提高了所述管道對(duì)其所受到的各方向上的外力的承受能力。

本發(fā)明的管道的特點(diǎn)在于， 采用雙組份的聚氨酯樹脂來填充所述增強(qiáng)材料，而不是如現(xiàn)有技術(shù)一樣的采用單組份聚氨酯樹脂或其他常用樹脂。聚氨酯復(fù)合材料力學(xué)性能如下表所示：

表1：聚氨酯復(fù)合材料的力學(xué)性能

由表中可見，雙組份聚氨酯復(fù)合材料的力學(xué)性能在各方面都比單組份材料有所提高，并表現(xiàn)出更好的耐腐蝕性，具有更好的防火性能，生產(chǎn)更為高效，并且因?yàn)椴恍枰袡C(jī)溶劑稀釋，從而更為環(huán)保，因此更適合于流水線自動(dòng)化生產(chǎn)各種新型管道。

與現(xiàn)有技術(shù)中的單組份樹脂材料配合玻璃纖維的管道生產(chǎn)相比，所述雙組份聚氨酯復(fù)合材料配合玻璃纖維所生產(chǎn)的管道，因?yàn)椴捎昧嗣芊饧訅旱淖⒛z盒方式在壓力下主動(dòng)浸膠，而不是如目前常用樹脂材料浸膠所普遍采用的敞口式被動(dòng)浸膠的模式，故而構(gòu)成管道的骨架纖維可以比較密集，從而可以具有更高的增強(qiáng)材料纖維含量，其纖維體積含量可以增至80%左右，而大多數(shù)非聚氨酯拉擠制品的纖維含量在60%左右。這樣，更高的增強(qiáng)材料纖維含量與性能更好的樹脂相結(jié)合，這就使得所述雙組份聚氨酯復(fù)合材料配合增強(qiáng)材料纖維所生產(chǎn)的管道的強(qiáng)度和剛度更好。從而最終產(chǎn)品管道具有更好的相關(guān)力學(xué)性能。

用于生產(chǎn)所述管道的加工裝置，如圖1所示，主要包括：一內(nèi)層編織機(jī)91，用于在所述管道模具221上編織所述內(nèi)層纖維編織層3，一第一纏繞機(jī)92，用于在所述內(nèi)層纖維編織層3上正向纏繞所述正向纖維纏繞層21，一第二纏繞機(jī)93，用于在所述正向纖維纏繞層21上再纏繞一反向纏繞層22，一外層編織機(jī)94，用于在所述纏繞層外再編織一層外層纖維編織層1，一靜態(tài)混合器33，用于混合產(chǎn)生所述雙組份聚氨酯的液體合成樹脂330，和一金屬模具95，用于在一定的加熱溫度下，如100-200℃下，所述雙組份的聚氨酯材料在其中固化，經(jīng)過拉擠成型后，形成最終成品管道7；并且，在每個(gè)操作設(shè)備后，即在每個(gè)所述內(nèi)層編織機(jī)91，外層編織機(jī)94，第一纏繞機(jī)92，和第二纏繞機(jī)93下游，都緊鄰設(shè)置一密封的注膠盒，所述每個(gè)注膠盒都通過各自的中間管道34與所述靜態(tài)混合器33連接，用于接受從所述靜態(tài)混合器33中混合好的雙組份聚氨酯液體，并對(duì)經(jīng)過其內(nèi)部的所述增強(qiáng)材料上新增加的最外層進(jìn)行浸膠。

所述靜態(tài)混合器33包括兩個(gè)入口：第一料筒331和第二料筒332，分別用于注入所述雙組份的A組份或B組份化學(xué)原料之一。各料筒下方的計(jì)量泵333按照比例1.2:1~ 1.4:1分別將液態(tài)的組份A(聚合MDI)和組份B(丙三醇聚氧丙烯化物)注入所述靜態(tài)混合器33，進(jìn)行混合并快速通過所述中間管道34后進(jìn)入每個(gè)所述注膠盒。因?yàn)樗鼍郯滨渲母叻磻?yīng)活性，為了適應(yīng)所述聚氨酯的低粘度和快速的凝膠時(shí)間，所述每個(gè)注膠盒設(shè)置為一密封的樹脂注射系統(tǒng)，包括相對(duì)設(shè)置的一入口和一出口，所述入口和出口的直徑根據(jù)所通過的所述增強(qiáng)材料各層的外徑設(shè)置，使得所述增強(qiáng)材料可以無障礙的進(jìn)入所述注膠盒，同時(shí)每個(gè)所述注膠盒中的液態(tài)合成樹脂330不能滲出所述入口和所述出口；并需要考慮到所述出口的直徑要略大于所述入口的直徑，因?yàn)樵诔隹谔幓蛑?，所述液態(tài)合成樹脂330已經(jīng)開始部分凝膠。每個(gè)所述注膠盒的內(nèi)部通常還施加一定的壓力，如1.5-2個(gè)大氣壓的內(nèi)部壓力，以加快其內(nèi)部的所述液態(tài)合成樹脂330對(duì)各自所通過的所述增強(qiáng)材料的浸透，進(jìn)一步縮短所述浸透時(shí)間，從而可以增加所述增強(qiáng)材料通過所述注膠盒進(jìn)行浸膠的速率，也即加快所述新型管道的生產(chǎn)效率，同時(shí)，施加一定的壓力，也可以保證所述液態(tài)合成樹脂330對(duì)所述增強(qiáng)材料的充分浸潤浸透，從而保證了最終產(chǎn)品管道中浸膠的均勻性，提高最終產(chǎn)品管道的品質(zhì)和力學(xué)性能。所述注膠盒采用密封設(shè)置的好處是，防止反應(yīng)中的化學(xué)物揮發(fā)和泄露，既節(jié)約了材料，又保護(hù)了環(huán)境，并可以通過適當(dāng)加壓來加速浸膠過程。

所述各注膠盒中還可以設(shè)置一超聲發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生超聲，從而排出所述液體聚氨酯樹脂中可能夾雜的氣泡，以加速并進(jìn)一步均勻所述液態(tài)雙組份聚氨酯樹脂材料對(duì)所述增強(qiáng)材料的浸膠過程。

從傳統(tǒng)樹脂配合玻璃纖維的管道生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)換為本發(fā)明所述的雙組份聚氨酯配合玻璃纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)也比較簡單方便和經(jīng)濟(jì)，需要改裝的設(shè)備主要包括兩部分：增加所述靜態(tài)混合器33和改變敞口的所述浸膠槽為密封的所述注膠盒。因?yàn)樗鼍郯滨ナ请p組分體系，故需要專門的計(jì)量和混合裝置。同時(shí)，因?yàn)榫郯滨渲姆磻?yīng)活性，傳統(tǒng)的敞開式樹脂浸膠槽已經(jīng)不適應(yīng)，取而代之的是分段設(shè)置多個(gè)密封的注膠盒，其內(nèi)部維持一定的壓力，以加速所述聚氨酯樹脂對(duì)所述增強(qiáng)材料的浸潤，也即由自由浸膠方式改為壓力下的浸膠方式，以加速所述浸潤過程。同時(shí)，因?yàn)樗鼍郯滨渲哪z速度太快，還需要將所述靜態(tài)混合器和所述注膠盒內(nèi)，尤其是所述注膠盒內(nèi)設(shè)置為較低溫度。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述新型纖維編織纏繞拉擠成型管道的生產(chǎn)方法，如圖1的生產(chǎn)流程示意圖所示，所述雙組份聚氨酯原料的兩種成分，例如，所述A料：液體聚合MDI，和所述B料：丙三醇聚氧丙烯化物，分別加入第一料筒331和第二料筒332，由各自的計(jì)量泵333按照1.2:1-1.4:1的比例，注入一靜態(tài)混合器33中，混合并發(fā)生反應(yīng)，生成液態(tài)合成樹脂330，再快速通過多組中間管道34輸出至緊鄰設(shè)置的多個(gè)密封的注膠盒中。

在準(zhǔn)備所述雙組份聚氨酯原料的同時(shí)，所述內(nèi)層編織機(jī)91在所述管道模具221上，利用兩股纖維以35-85度角的方向，編織一內(nèi)層纖維編織層3覆蓋于所述管道模具221的表面，所述纖維編織層3的每個(gè)重復(fù)單元的一組對(duì)角線方向與所述管道模具221的軸向平行，也即所述兩股纖維都與所述管道模具221的軸向呈兩邊對(duì)稱設(shè)置。一個(gè)更佳的實(shí)施例是，所述兩股編織纖維中，還可以再增加一股軸向設(shè)置的纖維，三股纖維一起編織，以增加所生產(chǎn)的管道在軸向的抗拉能力。所述內(nèi)層纖維編織層3進(jìn)入第一注膠盒441，在壓力下接受所述雙組份聚氨酯液體合成樹脂330的浸膠后離開所述第一注膠盒441，然后進(jìn)入第一纏繞機(jī)92中，接受纖維正向的纏繞，形成正向纖維纏繞層21，再進(jìn)入第二注膠盒442中，接受壓力注膠，主要是對(duì)剛剛生成的所述正向纖維纏繞層21進(jìn)行浸膠；在離開所述第二注膠盒442后，所生成的管道纖維層進(jìn)入第二纏繞機(jī)93，接受反向纖維纏繞，并生成反向纖維纏繞層22后，進(jìn)入第三注膠盒443中接受浸膠；并形成所述中層纖維纏繞層2，所述正向和反向的纖維纏繞層的厚度由纖維纏繞的層數(shù)決定，而纖維纏繞的層數(shù)則取決于所需要生產(chǎn)的最終成品管道7的管壁厚度要求，即所需要生產(chǎn)的最終成品管道7的管壁厚度主要由所述中層纖維纏繞層2的厚度，即纏繞層數(shù)決定。當(dāng)所述中層纖維纏繞層2完成后，所述部分浸膠的部分纖維增強(qiáng)材料繼續(xù)沿著所述管道模具221前行，同時(shí)接受一外層編織機(jī)94再在其外部形成一外層纖維編織層1，所述外層纖維編織層1與所述內(nèi)層纖維編織層3的結(jié)構(gòu)和設(shè)置都類似；再進(jìn)入第四注膠盒444中接受注膠，離開所述第四注膠盒444后，即形成部分凝膠的最終管道的雛形；所述管道雛形再進(jìn)入一加熱的金屬模具95，在100-200℃溫度中，加熱固化拉擠成型，形成最終產(chǎn)品管道。

本實(shí)施例中，所述管道增強(qiáng)材料層的浸膠過程，采用分段分層浸膠的方法，可以保證每層纖維都可以在短時(shí)間里浸膠完全，從而保證最終產(chǎn)品管道的物理性能。

在某些情況下，為了配合生產(chǎn)線的運(yùn)行速度，或者為了保證所述液態(tài)合成樹脂330充分浸透所述增強(qiáng)材料，需要適當(dāng)減緩所述液態(tài)合成樹脂330的凝膠速度，而這通過調(diào)節(jié)所述靜態(tài)混合器33和所述注膠盒的溫度來完成。可以將所述靜態(tài)混合器33和所述注膠盒置于一低溫環(huán)境55中，例如置于冷水或者冷凍環(huán)境中，更好的是在盛放所述液態(tài)合成樹脂的相應(yīng)容器內(nèi)部，如所述靜態(tài)混合器33內(nèi)部和所述注膠盒內(nèi)部，設(shè)置用于冷卻的裝置，如冷水管道等，就可以通過直接降低所述液態(tài)合成樹脂330的溫度來降低所述樹脂的固化速度，延長固化時(shí)間，提高所述液態(tài)合成樹脂330對(duì)所述增強(qiáng)材料的浸透率，從而增加所生產(chǎn)的新型纖維編織纏繞拉擠成型管道的均勻性和力學(xué)強(qiáng)度。

具體來說，就是在進(jìn)入所述固化裝置95加熱之前，所述生成各層纖維層的操作和各層纖維層浸膠的操作皆處于一低溫環(huán)境55中，最佳是將所述液態(tài)合成樹脂330的溫度，通過在各相應(yīng)設(shè)備中設(shè)置冷卻裝置，例如冷卻水管道等方式，直接控制為低溫，其具體溫度根據(jù)所生產(chǎn)的管道的需要控制，主要由所述管道的管壁厚度決定，即由實(shí)際需要的浸膠時(shí)間決定。一般控制在10℃~25℃，因?yàn)楦鶕?jù)實(shí)驗(yàn)測得：在25℃時(shí)，所述由聚合MDI和丙三醇聚氧丙烯化物按照1.2-1.4:1的比例混合的液體聚氨酯凝膠時(shí)間為16分鐘，而在10℃時(shí)，所述液態(tài)雙組份的聚氨酯凝膠時(shí)間延長為28分鐘，這就意味著，可以根據(jù)所需要生產(chǎn)的管道的實(shí)際要求，通過控制所述液態(tài)雙組份聚氨酯樹脂的溫度來控制所述樹脂的操作時(shí)間，延長所述樹脂的凝膠時(shí)間，讓所述樹脂長時(shí)間保持在低粘度狀態(tài)；而浸膠所需要的時(shí)間與型材的結(jié)構(gòu)，玻纖含量，樹脂粘度，浸膠壓力等因素有關(guān)，故而，在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要，通過實(shí)驗(yàn)來確定合適的操作時(shí)間，從而通過控制所述液態(tài)雙組份聚氨酯樹脂的溫度來控制浸膠所需要的時(shí)間，取得生產(chǎn)效率和所生產(chǎn)的管道強(qiáng)度與剛度之間的最佳平衡。

所生產(chǎn)的管道的實(shí)際浸膠時(shí)間，在生產(chǎn)中，可以通過控制牽引設(shè)備牽引所述增強(qiáng)材料在所述管道模具221中移動(dòng)的速度來控制，即所生產(chǎn)的管道在所述管道模具221上的移動(dòng)速度，所述管道通過所述注膠盒接受浸膠的時(shí)間，所述注膠盒中的液態(tài)合成樹脂330的凝膠時(shí)間，所述液態(tài)合成樹脂330的注膠速度，這幾個(gè)量都是相互關(guān)聯(lián)的，需要根據(jù)實(shí)際需要測定，并通過溫度設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。

通常情況下，套于所述管道模具221上的所述管道的前行速度，即生產(chǎn)線的運(yùn)行速度，控制在10~60mm/min，從而既可以保證所述液態(tài)合成樹脂330充分浸透所述增強(qiáng)材料，又可以提高所述管道的生產(chǎn)效率。

綜上所述，本發(fā)明所提供的一種纖維編織纏繞拉擠成型管道、加工裝置及其生產(chǎn)方法，采用雙組份的聚氨酯的樹脂材料，通過控制液態(tài)聚氨酯樹脂的溫度，以及分段設(shè)置多個(gè)在各纖維層產(chǎn)生裝置后的密封注膠盒，很好的根據(jù)所述管道生產(chǎn)線運(yùn)行速度的要求，延緩所述雙組份樹脂材料凝膠的速度，保留足夠的浸膠時(shí)間以保證浸透所述纖維層骨架，極大的增加了所述管道的強(qiáng)度。本發(fā)明能夠利用雙組份樹脂的低粘度、高強(qiáng)度和快速固化能力，平衡提高所述管道的性能和生產(chǎn)效率。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。