一种玻璃钢复合结构中空壁缠绕管及其制备工艺的制作方法

本发明涉及管道，特别涉及一种玻璃钢复合结构中空壁缠绕管及其制备工艺。

背景技术：

1、 玻璃钢复合管道作为一种纤维强化塑料材质的管道，因具有卫生无毒、耐腐蚀、不结垢， 导热系数低，保温节能，外观豪华，装饰性强，流水阻力小，安装方便，连接安全可靠等特点，目前被广泛应用于石油、化工、建筑、造船、通讯、电力和地下输气管道等众多领域中，被誉为绿色环保管材，它既有钢管的强度，又有塑料管耐腐蚀、耐磨损、流体阻力小等优点。

2、常规的 玻璃钢复合管道都以实心管壁为主，但实心管壁自身重量较重，制造成本比较高。为了降低自身重量和制造成本，具有中空结构的 玻璃钢复合管道随之出现，如申请号为202211182002.8的中国发明专利公开的一种热塑玻纤复合材料中空壁缠绕管道及其生产工艺，通过将基层设计为中空结构，重量轻、生产成本低、通过交叉平行缠绕法或交叉编织法在基层的外侧形成加固层，抗拉伸性能和抗压性能较好，通过塑料挤压缠绕形成防护层，防护层对基层和加固层进行防护，强度高且耐腐蚀性能好，使用寿命更长。但是，现有的这种具有中空结构的热塑玻纤复合材料中空壁缠绕管，其主体结构-基层（中空结构层）仍然是由热塑挤出成型的中空管坯（材质一般为pp、pe或者pvc）缠绕而成，无法提供更高的结构强度，特别是对于大口径的管道，生产出来的中空壁缠绕管始终难以达到所需的结构强度需求，而若采用玻璃纤维对中空管坯进行增强，则挤出成型的中空管坯因玻璃纤维的引入不再是热塑性而是热固性的，后续无法适用缠绕工艺进行生产。因此，如何开发出一种全新的玻璃钢复合结构中空壁缠绕管及其制备工艺，使其既能满足更高的结构强度需求同时又能适用缠绕工艺进行生产，成为本领域技术人员的一大技术难题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种玻璃钢复合结构中空壁缠绕管及其制备工艺，其既能满足更高的结构强度需求同时又能适用缠绕工艺进行生产。

2、本发明是这样实现的：

3、第一方面，一种玻璃钢复合结构中空壁缠绕管，由内到外包括底层、中间结构层和防护层，所述中间结构层由中空管坯、玻璃纤维和石英砂组成，所述中空管坯按照预设的螺距螺旋缠绕在所述底层上，所述玻璃纤维和石英砂填充在所述螺距的间隙内，所述防护层设置在中间结构层的外侧。

4、进一步的，所述中间结构层有两个以上，相邻两个所述中间结构层之间设置有所述防护层。

5、进一步的，相邻两个所述中间结构层的中空管坯错开缠绕。

6、第二方面，一种玻璃钢复合结构中空壁缠绕管的制备工艺，该玻璃钢复合结构中空壁缠绕管包括底层、中间结构层和防护层，其特征在于，包括如下步骤：

7、步骤s1、通过缠绕工艺将编织材料缠绕在模具上形成所述底层；

8、步骤s2、将热塑挤出成型的中空管坯按照预设的螺距螺旋缠绕在所述底层上；

9、步骤s3、通过加砂工艺在螺距的间隙内填充玻璃纤维和石英砂，使玻璃纤维、石英砂和中空管坯共同形成所述中间结构层；

10、步骤s4、通过缠绕工艺将编织材料缠绕在所述中间结构层上，形成表面平整的所述防护层。

11、进一步的，还包括如下步骤：

12、步骤s5、根据玻璃钢复合结构中空壁缠绕管所需的层数，重复执行所述步骤s2至步骤s4。

13、进一步的，当所述玻璃钢复合结构中空壁缠绕管具有至少两层所述中间结构层时，将各所述中间结构层的中空管坯相互错开缠绕。

14、进一步的，所述中空管坯的材质为pp、pe或者pvc。

15、进一步的，所述中空管坯的横截面呈圆形、椭圆形或者多边形，所述多边形包括但不限于三角形、方形或梯形。

16、进一步的，所述加砂工艺采用干法加砂工艺或者湿法加砂工艺。

17、进一步的，在所述步骤s1和步骤s4中，所述缠绕工艺采用环向缠绕工艺或者交叉缠绕工艺。

18、通过采用本发明的技术方案，至少具有如下有益效果：

19、1、采用按照预设螺距螺旋缠绕在底层上的中空管坯以及填充在螺距间隙内的玻璃纤维和石英砂共同构成中间结构层，能够对管道起到很好的加强作用，因此与现有热塑玻纤复合材料中空壁缠绕管相比，本发明制得的玻璃钢复合结构中空壁缠绕管既能够满足更高的结构强度需求，可适用于制造大口径管道，同时又能适用缠绕工艺进行生产；另外，中空管坯的使用能够在一定程度上降低制得的玻璃钢复合结构中空壁缠绕管的自身重量，进而有助于降低制造成本。

20、2、当玻璃钢复合结构中空壁缠绕管具有五层以上结构时，设计使相邻两个中间结构层的中空管坯相互错开缠绕，再结合设置有两个以上的中间结构层，能够使中空管坯、玻璃纤维和石英砂更加均匀的分布在玻璃钢复合结构中空壁缠绕管的各个位置，从而进一步提升最终制得的玻璃钢复合结构中空壁缠绕管的性能。

21、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种玻璃钢复合结构中空壁缠绕管，其特征在于：由内到外包括底层、中间结构层和防护层，所述中间结构层由中空管坯、玻璃纤维和石英砂组成，所述中空管坯按照预设的螺距螺旋缠绕在所述底层上，所述玻璃纤维和石英砂填充在所述螺距的间隙内，所述防护层设置在中间结构层的外侧。

2.根据权利要求1所述的玻璃钢复合结构中空壁缠绕管，其特征在于：所述中间结构层有两个以上，相邻两个中间结构层之间设置有所述防护层。

3.根据权利要求2所述的玻璃钢复合结构中空壁缠绕管，其特征在于：相邻两个中间结构层的中空管坯错开缠绕。

4.一种玻璃钢复合结构中空壁缠绕管的制备工艺，该玻璃钢复合结构中空壁缠绕管包括底层、中间结构层和防护层，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的玻璃钢复合结构中空壁缠绕管的制备工艺，其特征在于，还包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的玻璃钢复合结构中空壁缠绕管的制备工艺，其特征在于：当所述玻璃钢复合结构中空壁缠绕管具有至少两层所述中间结构层时，将各所述中间结构层的中空管坯相互错开缠绕。

7.根据权利要求4所述的玻璃钢复合结构中空壁缠绕管的制备工艺，其特征在于：所述中空管坯的材质为pp、pe或者pvc。

8.根据权利要求4所述的玻璃钢复合结构中空壁缠绕管的制备工艺，其特征在于：所述中空管坯的横截面呈圆形、椭圆形或者多边形，所述多边形包括但不限于三角形、方形或梯形。

9.根据权利要求4所述的玻璃钢复合结构中空壁缠绕管的制备工艺，其特征在于：所述加砂工艺采用干法加砂工艺或者湿法加砂工艺。

10.根据权利要求4所述的玻璃钢复合结构中空壁缠绕管的制备工艺，其特征在于：在所述步骤s1和步骤s4中，所述缠绕工艺采用环向缠绕工艺或者交叉缠绕工艺。

技术总结
本发明提供一种玻璃钢复合结构中空壁缠绕管及其制备工艺，玻璃钢复合结构中空壁缠绕管由内到外包括底层、中间结构层和防护层，所述中间结构层由中空管坯、玻璃纤维和石英砂组成，所述中空管坯按照预设的螺距螺旋缠绕在所述底层上，所述玻璃纤维和石英砂填充在所述螺距的间隙内，所述防护层设置在中间结构层的外侧。本发明的优点：既能够满足更高的结构强度需求，可适用于制造大口径管道，同时又能适用缠绕工艺进行生产。

技术研发人员：胡建华
受保护的技术使用者：福建灵达管业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15