復合增強纏繞式壓力管及其成型方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及塑料壓力管技術領域，尤其涉及一種復合增強纏繞式壓力管及其成型方法。
【背景技術】
[0002]由于大直徑塑料壓力管相對于傳統的壓力管道具有著更好的衛生性能和抗震性能，相比傳統的大直徑壓力管(例如PCCP管或球墨鑄鐵管等)綜合性能更好，因此制造符合應用要求的大直徑塑料壓力管是本領域人員致力于解決的問題。
[0003]目前，采用纏繞熔接成型技術制造大直徑無壓塑料管已經得到普及，且通過實踐證明按照相關標準制造的纏繞熔接結構壁管應用于埋地排水管等無壓管領域是可靠的。另夕卜，在國際上少量采用纏繞熔接成型技術制造的大口徑塑料壓力管進入市場。
[0004]例如，德國KRAH公司在2004年10月在德國杜塞爾多夫國際橡塑展上推出大口徑塑料壓力管生產技術和設備。通過類似“克拉管”的纏繞熔接成型技術，將產品設置成三層結構。其中，內外層均由標準的PE100材料構成，但是中間層由短玻纖增強聚乙烯PE-GF增強，此種管名為KPPS管，直徑范圍在1000mm-4000mm之間，工作壓力在1.2Mpa，在中低壓輸給水或輸氣工程中應用前景好。
[0005]然而，利用短玻纖增強聚乙烯PE-GF增強存在以下缺陷:
[0006]第一、工藝較為復雜且生產的壓力管強度不穩定。例如，采用雙螺桿擠出機混煉塑化短玻纖和PE材料時，短玻纖很容易被剪斷，使增強效果降低；另外短玻纖很難保證完全均勻的分散在PE中，進而導致成型后的壓力管強度不均一。
[0007]第二、該工藝需要利用到雙螺桿設備，設備購置與使用成本高。
[0008]因此，采用簡單工藝制造高強度且強度均一穩定的塑料壓力管成為當務之急。
【發明內容】
[0009]有鑒于此，本發明要解決的技術問題是提供一種復合增強纏繞式壓力管，以解決現有塑料增強壓力管的強度較低、不均一，且成型工藝復雜、不穩定的問題。
[0010]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案如下:
[0011]根據本發明的一個方面，提供的一種復合增強纏繞式壓力管，其特征在于，包括:
[0012]塑料外層、塑料內層及設置在所述塑料外層與所述塑料內層之間的長玻纖片材增強塑料層；
[0013]所述長玻纖片材增強塑料層包括長玻纖片材及包覆所述長玻纖片材的塑料復合層，所述長玻纖片材通過包覆的塑料復合層纏繞在所述塑料內層的外表面形成所述長玻纖片材增強塑料層；
[0014]所述長玻纖片材由規律排布的長玻璃纖維構成，所述長玻璃纖維構成片材結構。
[0015]優選的，所述長玻璃纖維沿所述長玻纖片材的長度延伸方向排布和/或沿所述長玻纖片材的寬度延伸方向排布。
[0016]優選的，所述長玻纖片材增強塑料層具有若干纏繞層，與所述塑料內層連接的所述纏繞層纏繞在所述塑料內層的外表面，且相鄰的所述纏繞層之間的纏繞角度交錯。
[0017]優選的，所述塑料復合層包括包覆所述長玻纖片材的第一塑料復合層及包覆所述第一塑料復合層的第二塑料復合層。
[0018]優選的，所述塑料內層由內塑料片材構成，所述內塑料片材纏繞在纏繞模具的外端面形成所述塑料內層，所述塑料外層由外塑料片材構成，所述外塑料片材纏繞在所述長玻纖片材增強塑料層的外表面形成所述塑料外層。
[0019]根據本發明的另一個方面，提供的一種復合增強纏繞式壓力管的成型方法，包括:
[0020]塑料擠出機加熱塑料至熔融狀態后擠出并進入第一模具成型模腔形成第一片材，將所述第一片材涂覆在管材模具上形成塑料內層；
[0021]單螺桿擠出機加熱塑料至熔融狀態后擠出并進入復合模具，同時長玻纖片材通過展平輥展平，接著展平的所述長玻纖片材經烘箱加熱，加熱后的所述長玻纖片材進入所述復合模具，使得所述長玻纖片材被所述單螺桿擠出機擠出的塑料均勻包覆；
[0022]將被所述塑料包覆的所述長玻纖片材纏繞涂覆在所述塑料內層的外表面并形成長玻纖片材增強塑料層；
[0023]塑料擠出機再次加熱塑料至熔融狀態后擠出并進入所述第一模具形成第二片材，將所述第二片材涂覆在所述長玻纖片材增強塑料層外表面形成塑料外層。
[0024]優選的，將被所述塑料包覆的所述長玻纖片材纏繞涂覆在所述塑料內層的外表面并形成長玻纖片材增強塑料層包括:
[0025]調整所述管材模具并旋轉所述管材模具；
[0026]將被所述塑料包覆的所述長玻纖片材涂覆在所述塑料內層的外表面，每涂覆一圈所述管材模具沿所述管材模具的軸向移動一個導程，直至完全覆蓋所述塑料內層的外表面并形成第一纏繞層；
[0027]若涂覆在所述塑料內層外表面的所述長玻纖片材厚度達到預設值，停止涂覆，若涂覆在所述塑料內層外表面的所述長玻纖片材厚度低于預設值，則再次將被所述塑料包覆的所述長玻纖片材涂覆在所述第一纏繞層的外表面，直至完全覆蓋所述第一纏繞層形成第二纏繞層；
[0028]如此反復，直至覆蓋在所述塑料內層外表面被所述塑料包覆的長玻纖片材厚度達到預設值停止涂覆。
[0029]優選的，所述第一纏繞層與第二纏繞層之間的纏繞角度交錯。
[0030]優選的，所述塑料擠出機加熱塑料至熔融狀態后擠出并進入第一模具形成第一片材，將所述第一片材涂覆在管材模具上形成塑料內層包括:
[0031 ]調整所述管材模具并旋轉所述管材模具；
[0032]塑料擠出機加熱塑料至熔融狀態后擠出并進入第一模具形成第一片材，將所述第一片材纏繞涂覆在管材模具上形成第一塑料內層；
[0033]若形成的所述第一塑料內層的厚度達到預設值，則停止纏繞涂覆；
[0034]若形成的所述第一塑料內層的厚度低于預設值，則再次調整所述管材模具并旋轉所述管材模具；
[0035]再次將所述第一片材纏繞涂覆在所述第一塑料內層的外端面，直至纏繞涂覆在所述管材外表面的所述第一片材厚度達到預設值，停止纏繞涂覆。
[0036]優選的，在所述長波纖片材通過展平輥展平之前，在所述長波纖片材的外表面均勻包覆一層融合層，且在所述長波纖片材通過展平輥展平之后，接著展平的所述長波纖片材經烘箱加熱至所述融合層軟化。
[0037]與現有技術相比，本發明提供的復合增強纏繞式壓力管，通過將長玻璃纖維設置在本發明的壓力管內，相對于短玻璃纖維對壓力管的增強效果更佳；且將長玻璃纖維聚合成成片材結構，壓力管成型工藝簡單，生產成本低，成品率高；長玻璃纖維均勻布置在塑料外層與塑料內層之間，構成的壓力管強度均一。
【附圖說明】
[0038]圖1為復合增強纏繞式壓力管沿徑向的剖視示意圖。
[0039]圖2為復合增強纏繞式壓力管中相鄰纏繞層的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0040]為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚、明白，以下結合附圖和實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0041]如圖1所示，圖1為復合增強纏繞式壓力管沿徑向的剖視示意圖。在本實施例中，復合增強纏繞式壓力管包括塑料外層10、塑料內層30及設置在塑料外層10與塑料內層30之間的長玻纖片材增強塑料層20。其中，長波纖片材增強塑料層20包括長波纖片材22及包覆長波纖片材22的塑料復合層21，長玻纖片材22通過包覆的塑料復合層21均勻纏繞在塑料內層30的外表面并完全覆蓋塑料內層30的內表面，形成長玻纖片材增強塑料層20。在本實施例中，長波纖片材22由規律排布的長玻璃纖維構成，長玻璃纖維集合在一起構成片材的形狀。
[0042]與現有技術相比，本發明提供的復合增強纏繞式壓力管，通過將長玻璃纖維設置在本發明的壓力管內，相對于短玻璃纖維對壓力