[发明专利]一种新型玻纤增强复合中空壁缠绕管及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种新型玻纤增强复合中空壁缠绕管及其制备方法和应用，本发明利用特定尺寸并且经过表面处理的玻纤丝，加热后黏覆于高密度聚乙烯制成的管材半成品上，玻纤丝经过表面处理后与高密度聚乙烯基体的相容性提高，不存在玻纤丝在基体中分散不均匀的问题，可以避免材料在老化过程中出现的玻纤丝与基体的分离，提高材料的耐老化性能，本发明所制得的新型玻纤增强复合中空壁缠绕管在增大口径后，仍能保持较高的环刚度水平，同时，可以降低米重，达到现有的玻纤增强空壁缠绕管的水平，同时材料还具有较好的耐老化性能。

技术领域

本发明涉及塑料管材技术领域，更具体地，涉及一种新型玻纤增强复合中空壁缠绕管及其制备方法和应用。

背景技术

目前的各种市政管道，如PE双壁波纹管、水泥管或铸铁管等，可以通过提高管材的重量来提高环刚度，但是管材的环刚度与管径的三次方成反比，当管材口径增大时(如达到dn1200SN8)，环刚度骤降，仅仅提高管材的重量已无法完全解决管材环刚度降低的问题(每米单重高达112kg/m，环刚度降至7.8)，并且一味的依靠管材重量的增加来提高管材的环刚度无法实现管材轻量化的目标，也为施工方面带来了更多的不便(如管材达到dn2000时候，米重已经达到310kg/m，整条管按8米计算，一条管的重量已经达到2488kg)，管材的生产成本也大大增加，这限制许多生产厂家生产大口径管材。有些通过添加大量无机填充料的做法，虽然也能达到降低管材米重，实现管材轻量化的目标，但是会导致管材的耐老化性能严重降低，对管材的长期使用的安全性造成很大的隐患。另外，还有利用纤维增强大口径的中空壁缠绕管，在保持环刚度不变的同时，可以在一定程度上降低每米单重(米重)，如中国专利CN103016858A(公开日2013.4.3)公开了一种玻纤增强中空壁聚乙烯缠绕管及其制造方法，将经偶联剂处理的玻璃纤维分散在聚烯树脂，而聚乙烯树脂包覆在聚丙烯树脂外，得到PP/PE复合包覆长玻纤束，然后与经螺旋缠绕并用热熔胶焊接得到玻纤增强中空壁聚乙烯缠绕管，米重降低了20％～30％，DN1500及其以上时，SN可达16KN/m²以上，虽然所制得的大口径管材，保持了较高的环刚度，米重降低但幅度不大，由于玻璃纤维在聚丙烯树脂基体的分散性不好，存在相容性问题，导致管材的耐老化性能下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的中空壁缠绕管在增大口径的同时，不能同时具有较高的环刚度、较低米重、较好的耐老化性能的缺陷和不足，提供一种新型玻纤增强复合中空壁缠绕管的制备方法，所制得的中空壁缠绕管，增大口径，仍能保持较高的环刚度，同时还能维持在较低的米重水平，并且具有较好的耐老化性能。

本发明的又一目的是提供一种新型玻纤增强复合中空壁缠绕管。

本发明的另一目的是提供一种新型玻纤增强复合中空壁缠绕管的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一种新型玻纤增强复合中空壁缠绕管的制备方法，包括如下步骤：

S1.将玻纤丝经过表面处理剂进行表面处理；所述玻纤丝的直径为1～10um；所述表面处理剂含有偶联剂、乳化剂、成膜剂和溶剂；

S2.将高密度聚乙烯制成管材半成品，将步骤S1表面处理后的玻纤丝在50～100℃下黏覆在管材半成品表面，冷却定型后，进行中空壁缠绕，制得新型玻纤增强复合中空壁缠绕管。

本发明利用特定尺寸并且经过表面处理的玻纤丝，加热后黏覆于高密度聚乙烯制成的管材半成品上，玻纤丝经过表面处理后与高密度聚乙烯基体的相容性提高，很好的解决了玻纤丝在基体中分散不均匀的问题，然后表面处理后的玻纤丝在80～90℃下均匀地黏覆在管材半成品表面，可以避免材料在老化过程中出现的玻纤丝与基体的分离，偶联剂也使玻纤丝与基体紧密的乳合在一起，提高材料的耐老化性能和力学性能，所制得的新型玻纤增强复合中空壁缠绕管在增大口径后，仍能保较高的环刚度水平，同时可以降低米重，达到现有的玻纤增强中空壁缠绕管的水平，材料还具有较好的耐老化性能。