一种纤维增强热塑性塑料复合管的制作方法

本发明涉及复合材料，具体是一种纤维增强热塑性塑料复合管。

背景技术：

1、复合管材是以金属与热塑性塑料复合结构为基础的管材,内衬塑聚丙烯、聚乙烯或外焊接交联聚乙烯等非金属材料成型，具有金属管材和非金属管材的优点。复合管主要有金属塑料复合管、衬塑复合管和涂塑复合管。其安装连接方式主要有夹紧式安装、热熔式安装和电熔合连接。

2、目前的衬塑复合管为了提高强度通常采用纤维增强的方式，如公开号为cn108036123a的中国专利公开了一种碳纤维玻璃纤维混杂复合管及其制备方法，其复合管以碳纤维束增强层为中心层，上下依次堆叠二层或二层以上碳纤维玻璃纤维混杂带增强层、一层或一层以上的玻璃纤维带增强层、一层或一层以上的碳纤维带增强层。又如公告号为cn114215971b的中国专利公开了一种增强增韧塑料压力复合管及制造该压力复合管的方法，其管体包括自内而外依次布置的内层、纤维增强层和外保护层，其纤维增强层为碳纤维缠绕层、玻璃纤维缠绕层或克维拉纤维缠绕层。

3、随着人们对生活品质的要求越来越高，对管材的性能也提出了高的要求，上述专利的增强纤维采用碳纤维或玻璃纤维，单纯的碳纤维、玻璃纤维或者其复合，增强性能有限，而且成本较高，不能很好地满足实际的应用需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种纤维增强热塑性塑料复合管，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种纤维增强热塑性塑料复合管，包括内层、增强层和外层，所述增强层包括以下重量份的原料：结晶改善聚丙烯60-80份、核壳纤维体15-25份、氮化硅粉10-20份、茂金属聚乙烯5-15份。

4、作为本发明进一步的方案：所述核壳纤维体采用如下方法制备而成：

5、将壳纤维置于去离子水中，然后加入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，1000-2000rpm搅拌转速下搅拌处理1-2h，制得壳纤维分散液；将二水乙酸锌溶于去离子水中制得金属盐溶液，并将制得的金属盐溶液加入到植物纤维分散液中，制得混合液；

6、将粒径为1-5μm的核纤维加入到混合液中，搅拌得到固含量为45-55wt％悬浊液浆料；

7、将悬浊液浆料进行喷雾造粒，得到粒径分布在100-200μm之间的多孔球形颗粒；

8、将多孔球形颗粒填充到流化床中，在惰性气氛中加热至反应温度800-900℃，然后通入碳源，惰性气体和碳源的总空速为600-800h-1，保持碳源与惰性气体的体积比在1-1.5之间，进行化学气相沉积，反应时间为30-50min，即得到核壳纤维体。

9、作为本发明再进一步的方案：所述壳纤维为稻壳纤维或椰壳纤维。

10、作为本发明再进一步的方案：所述核纤维为椰壳纤维或稻壳纤维。

11、作为本发明再进一步的方案：所述增强层采用如下方法制备而成：

12、按重量份称取原料，于180-220℃熔融共混挤出，制得增强层。

13、作为本发明再进一步的方案：所述内层包括低密度线性聚乙烯层、超高分子量聚乙烯层和高密度聚乙烯层。

14、作为本发明再进一步的方案：所述超高分子量聚乙烯层为网状结构。

15、作为本发明再进一步的方案：所述低密度线性聚乙烯层、超高分子量聚乙烯层和高密度聚乙烯层的质量比为4:2:4。

16、作为本发明再进一步的方案：所述外层为无规共聚聚丙烯，所述内层与外层的质量比为1-2:1。

17、一种纤维增强热塑性塑料复合管的制备方法，包括以下步骤：

18、制备内层、增强层和外层；

19、将增强层嵌套在内层外部；

20、将外层嵌套在增强层外部。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对增强层结构进行优化，采用核壳纤维体为原料，制备出的增强层应用在复合管的内层与外层之间，配合对内层结构进行优化，显著提升了复合管性能，而且以稻壳纤维和椰壳纤维为原料，原料丰富，成本低，满足了日益增高的管材性能需求。

技术特征：

1.一种纤维增强热塑性塑料复合管，包括内层、增强层和外层，其特征在于，所述增强层包括以下重量份的原料：结晶改善聚丙烯60-80份、核壳纤维体15-25份、氮化硅粉10-20份、茂金属聚乙烯5-15份。

2.根据权利要求1所述的纤维增强热塑性塑料复合管，其特征在于，所述核壳纤维体采用如下方法制备而成：

3.根据权利要求2所述的纤维增强热塑性塑料复合管，其特征在于，所述壳纤维为稻壳纤维或椰壳纤维。

4.根据权利要求2所述的纤维增强热塑性塑料复合管，其特征在于，所述核纤维为椰壳纤维或稻壳纤维。

5.根据权利要求4所述的纤维增强热塑性塑料复合管，其特征在于，所述增强层采用如下方法制备而成：

6.根据权利要求1所述的纤维增强热塑性塑料复合管，其特征在于，所述内层包括低密度线性聚乙烯层、超高分子量聚乙烯层和高密度聚乙烯层。

7.根据权利要求6所述的纤维增强热塑性塑料复合管，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯层为网状结构。

8.根据权利要求6所述的纤维增强热塑性塑料复合管，其特征在于，所述低密度线性聚乙烯层、超高分子量聚乙烯层和高密度聚乙烯层的质量比为4:2:4。

9.根据权利要求1所述的纤维增强热塑性塑料复合管，其特征在于，所述外层为无规共聚聚丙烯，所述内层与外层的质量比为1-2:1。

10.根据权利要求1-9任一所述的纤维增强热塑性塑料复合管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种纤维增强热塑性塑料复合管，属于复合材料技术领域，复合管包括内层、增强层和外层，所述增强层包括以下重量份的原料：结晶改善聚丙烯60‑80份、核壳纤维体15‑25份、氮化硅粉10‑20份、茂金属聚乙烯5‑15份；本发明通过对增强层结构进行优化，采用核壳纤维体为原料，制备出的增强层应用在复合管的内层与外层之间，配合对内层结构进行优化，显著提升了复合管性能，而且以稻壳纤维和椰壳纤维为原料，原料丰富，成本低，满足了日益增高的管材性能需求。技术研发人员：崔绍文,任广智,刘炳锐,高飞龙,于丹丹,曹丽圆,赵子萱受保护的技术使用者：东营新达德安新材料科技有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11