專利名稱：螺旋纏繞鋼絲增強(qiáng)體的鋼塑復(fù)合管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種鋼塑復(fù)合管，特別涉及的是一種螺旋纏繞鋼絲增強(qiáng)體的鋼塑復(fù)合管。
背景技術(shù)：
純塑料管的生產(chǎn)和應(yīng)用已經(jīng)有幾十年的經(jīng)驗(yàn)，為了克服和解決純塑料管的環(huán)境老化、環(huán)應(yīng)力指標(biāo)低、管的使用溫度升高工作壓力折減系數(shù)大、熱穩(wěn)定性差及環(huán)境應(yīng)力開裂等純塑料管使用弱點(diǎn)和應(yīng)用難題，人們?cè)谒芰瞎艿纳a(chǎn)技術(shù)上作了不少改進(jìn)。比如在軟聚氯乙烯管生產(chǎn)中，在芯管的外壁上用金屬絲或化纖或玻璃纖維絲作左、右旋向螺旋纏繞增加一層結(jié)構(gòu)網(wǎng)，然后在結(jié)構(gòu)網(wǎng)上再?gòu)?fù)合擠出一層外管，形成三層結(jié)構(gòu)，用結(jié)構(gòu)網(wǎng)層來作增強(qiáng)層，達(dá)到增加強(qiáng)度的目的，這三層沒有結(jié)合在一起，不是真正意義的復(fù)合材料又比如在聚烯烴管道生產(chǎn)中，在先擠出冷卻的內(nèi)層管材外壁用上述類似的方法，用鋼絲螺旋纏繞內(nèi)層管，在對(duì)鋼絲和內(nèi)層管外壁加熱同時(shí)，再擠出外層管對(duì)鋼絲層包復(fù)，同時(shí)與內(nèi)層管外壁產(chǎn)生熔接，這種方法，比上述方法有了進(jìn)步，至少3層熔合在一起，有內(nèi)層作承壓層，有鋼絲層作增強(qiáng)層，能夠承受比內(nèi)層更高的介質(zhì)輸送壓力，外層不僅對(duì)強(qiáng)度可以起補(bǔ)充作用，更重要的是可以利用外層進(jìn)行管與管之間通過二通熔接套進(jìn)行管道熔接連接，上述這二種管道已經(jīng)在市場(chǎng)上銷售，但它們都不是真正意義上的復(fù)合材料。作為結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的金屬絲、化纖、玻璃纖維絲和鋼絲，都沒有與作管道的聚合物連續(xù)體在包復(fù)面接觸的界面產(chǎn)生粘結(jié)而使其成為一體，不能將復(fù)合為一體的二種材料的機(jī)械強(qiáng)度和互補(bǔ)的物理性能結(jié)合起來，綜合發(fā)揮。在使用和實(shí)驗(yàn)上述兩種管道時(shí)，增強(qiáng)網(wǎng)明顯是單獨(dú)受力，沒有與連續(xù)體復(fù)合而產(chǎn)生復(fù)合受力。當(dāng)內(nèi)層管受內(nèi)壓力作用而膨脹時(shí)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)網(wǎng)也隨之膨脹，并沒有利用其復(fù)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而阻止內(nèi)壁管的進(jìn)一步膨脹，當(dāng)內(nèi)壓力即環(huán)應(yīng)力大到內(nèi)壁管的強(qiáng)度值之上，因純塑料管斷裂伸長(zhǎng)率高至百分之幾百，此時(shí)內(nèi)壁管還不至于破裂時(shí)，增強(qiáng)網(wǎng)本可以起到協(xié)同阻止管膨脹的作用，但因增強(qiáng)網(wǎng)并不是與連續(xù)體復(fù)合為一體的，增強(qiáng)網(wǎng)在連續(xù)體中可以明顯看到是隨管的膨脹作用在產(chǎn)生位移滑動(dòng)?？梢哉f是協(xié)同增強(qiáng)了部分受力，但增強(qiáng)網(wǎng)的貢獻(xiàn)率僅在10～20％，即只比純塑料管環(huán)應(yīng)力爆破強(qiáng)度值計(jì)算提高10～20％，若按增強(qiáng)網(wǎng)真正被復(fù)合而應(yīng)增加的強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)比純塑料管提高環(huán)應(yīng)力爆破值50～100％?？梢娫鰪?qiáng)網(wǎng)并沒有起到復(fù)合材料的功能。在實(shí)際的工程應(yīng)用中也大量的反映出以上事實(shí)。特別是上述管道產(chǎn)品，即聚烯烴內(nèi)管外壁螺旋纏繞鋼絲，在其鋼絲層復(fù)合擠出外層管，這種管在使用和實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)內(nèi)壁管在受力膨脹時(shí)，在斷裂伸長(zhǎng)率范圍內(nèi)，緯向鋼絲因受力隨同膨脹，甚至出現(xiàn)鋼絲在連續(xù)體中滑動(dòng)不能阻止內(nèi)壁管膨脹的現(xiàn)象，鋼絲的增強(qiáng)體作用未得到充分發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服以上不足，提供一種內(nèi)承壓力高，使用范圍廣的螺旋纏繞鋼絲增強(qiáng)體的鋼塑復(fù)合管。
本發(fā)明的目的是這樣來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明螺旋纏繞鋼絲增強(qiáng)體的鋼塑復(fù)合管，包括位于管壁中的聚合物連續(xù)體，其特征是有由至少一根表面有粘結(jié)劑或粘結(jié)劑與聚合物共混物形成的粘結(jié)劑結(jié)構(gòu)層的鋼絲作左旋和/或右旋纏繞而形成的增強(qiáng)體，增強(qiáng)體置于聚合物連續(xù)體中且通過粘結(jié)劑結(jié)構(gòu)層使鋼絲與聚合物連續(xù)體牢固復(fù)合為一體。
上述的增強(qiáng)體中螺旋纏繞的相鄰鋼絲是緊靠在一起的。
上述的增強(qiáng)體中螺旋纏繞的相鄰鋼絲是分隔開的。
上述的以表面有粘結(jié)劑結(jié)構(gòu)層的鋼絲螺旋纏繞形成的被聚合物連續(xù)體包覆的增強(qiáng)體為界面，其內(nèi)管層和外管層是采用不同性能和形態(tài)的聚合物材料制成。
本發(fā)明鋼塑復(fù)合管中采用了表面有粘結(jié)劑結(jié)構(gòu)層的鋼絲作螺旋纏繞而形成的增強(qiáng)體，增強(qiáng)體通過粘結(jié)劑結(jié)構(gòu)層使鋼絲與聚合物連續(xù)體復(fù)合為一體，大大提高了管壁的內(nèi)承壓能力。
本發(fā)明鋼塑復(fù)合管內(nèi)承壓能力高，使用范圍廣。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例4結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1圖1、圖2給出了本發(fā)明實(shí)施例1圖。在鋼絲1外周包覆有厚0.03mm～0.20mm的用乙烯—醋酸乙烯脂(EVA)粘接劑結(jié)構(gòu)層2而形成增強(qiáng)體3。在先擠出冷卻成型的連續(xù)體4中的聚乙烯(或聚丙烯)內(nèi)層管5的外壁用1根(或2根或3根)包覆有粘接劑結(jié)構(gòu)層的鋼絲的增強(qiáng)體按一定螺矩左旋(也可右旋)纏繞其上，對(duì)其加熱，與此同時(shí)擠出包復(fù)鋼絲和內(nèi)層管的聚乙烯(或聚丙烯)外層管6且通過鋼絲上的EVA粘接劑將含鋼絲的增強(qiáng)體和內(nèi)層管、外層管復(fù)合而成鋼塑復(fù)合管。
這種結(jié)構(gòu)的管比同樣壁厚的純聚乙烯管有更高的內(nèi)承壓能力，在同等環(huán)應(yīng)力使用下輸送介質(zhì)，可提高使用溫度。應(yīng)用于燃?xì)夤こ?，可比純聚乙烯管有更高的使用壓力，特別是抗環(huán)境應(yīng)力開裂性能有大步的提高。
實(shí)施例2圖3給出了本發(fā)明實(shí)施例2圖。在鋼絲29上包覆有厚0.03mm～0.20mmEVA粘接劑結(jié)構(gòu)層17形成增強(qiáng)體8。在擠出冷卻成型的連續(xù)體9的內(nèi)層管10的外壁上取2根(或1根或3根)增強(qiáng)體8采用左旋(或右旋)彼此緊靠在一起的方式纏繞，與此同時(shí)擠出聚乙烯塑料包覆在有鋼絲的增強(qiáng)體上而形成外層管11并通過增強(qiáng)體中的粘接劑將鋼絲與內(nèi)層管、外層管復(fù)合而形成鋼塑復(fù)合管。
本實(shí)施例2鋼塑復(fù)合管比實(shí)施例1鋼塑復(fù)合管內(nèi)承壓能力更高。
實(shí)施例3圖4給出了實(shí)施例3結(jié)構(gòu)示意圖。在先擠出冷卻成型連續(xù)體12的聚乙烯內(nèi)層管13的外壁上采用實(shí)施例1中的2根(或3根)由鋼絲和包覆其上的粘接劑結(jié)構(gòu)層復(fù)合的增強(qiáng)體14按一定的螺距分別采用左旋和右旋的方式將其纏繞即在內(nèi)層管上形成兩層鋼絲增強(qiáng)體纏繞層，然后對(duì)增強(qiáng)體和內(nèi)層管外壁加熱，與此同時(shí)，擠出聚乙烯塑料包覆在增強(qiáng)體上形成連續(xù)體外層管15且將內(nèi)、外層管復(fù)合而成鋼塑復(fù)合管。
此實(shí)施例適合生產(chǎn)較大直徑的管道，在管網(wǎng)中，往往Φ50至Φ200的管徑都被要求一個(gè)工作壓力，相應(yīng)對(duì)大管的環(huán)應(yīng)力要求較高，就采用了兩層鋼絲結(jié)構(gòu)給予增強(qiáng)。
實(shí)施例4圖5給出了實(shí)施例4結(jié)構(gòu)示意圖。先擠出成型作為聚乙烯連續(xù)體21的內(nèi)壁的內(nèi)層管16聚乙烯管坯，當(dāng)管坯內(nèi)壁冷卻但外壁還是熔融體狀態(tài)時(shí)用1根(或2根3根)被預(yù)先用乙烯—醋酸乙烯酯(EVA)和聚乙烯的共混物結(jié)構(gòu)層17涂塑包復(fù)的鋼絲18的增強(qiáng)體19按緊靠一起左旋(或右旋)的方式將其纏繞，當(dāng)管道直徑為Φ110mm時(shí)，鋼絲直徑采用Φ2mm，鋼絲涂塑后直徑為Φ6mm。本實(shí)施例沒有再擠出包復(fù)外壁即外層管，而是利用鋼絲涂塑后的較厚的涂塑層代替以后管道連接時(shí)需要與二通管件熔融體連接的外層管。管壁20是聚乙烯管坯和涂塑鋼絲緊靠一起螺旋纏繞而形成了的。為此也形成了鋼塑復(fù)合管。
實(shí)施例5圖6給出了本發(fā)明實(shí)施例5結(jié)構(gòu)示意圖。是在先擠出冷卻成型的作為內(nèi)壁的內(nèi)層管的硅烷交聯(lián)聚乙烯管坯的外壁上用1根(或2根或3根)被預(yù)先用乙烯—酯酸乙烯酯(EVA)22涂塑包復(fù)的鋼絲23的增強(qiáng)體24按一定螺距或者左旋或者右旋將其纏繞，EVA涂塑包復(fù)一般膜厚在0.03mm～0.20mm，然后將網(wǎng)絲和交聯(lián)聚乙烯管坯的外壁加熱，與此同時(shí)將材料為不交聯(lián)聚乙烯擠出包復(fù)鋼絲和硅烷交聯(lián)聚乙烯管坯，將鋼絲包復(fù)起來形成了管壁25，通過EVA粘結(jié)劑將鋼絲和硅烷交聯(lián)聚乙烯、不交聯(lián)聚乙烯形成的連續(xù)體26中內(nèi)層管27和外層管28連接起來，即復(fù)合起來形成內(nèi)層管和外層管是不同性能和形態(tài)的聚合物材料的鋼塑復(fù)合管。這種管在熱水條件下使用或在工程使用前將內(nèi)層管用熱水蒸煮，使其交聯(lián)成為硅烷交聯(lián)聚乙烯管道，比一般聚乙烯管道有更好的強(qiáng)度和耐老化耐化學(xué)性能，能耐60℃～80℃的使用溫度，因外層管沒有交聯(lián)，又方便熔融連接使交聯(lián)聚乙烯不便連接的困難得以解決，因有螺旋纏繞鋼絲的增強(qiáng)作用，使普通交聯(lián)聚乙烯和不交聯(lián)聚乙烯的共擠出復(fù)合管不能滿足≥1.6MPa工作壓力的應(yīng)用領(lǐng)域得以突破。
權(quán)利要求
1.螺旋纏繞鋼絲增強(qiáng)體的鋼塑復(fù)合管，包括位于管壁中的聚合物連續(xù)體，其特征在于有由至少一根表面有粘結(jié)劑或粘結(jié)劑與聚合物共混物形成的粘結(jié)劑結(jié)構(gòu)層的鋼絲作左旋和/或右旋纏繞而形成的增強(qiáng)體，增強(qiáng)體置于聚合物連續(xù)體中且通過粘結(jié)劑結(jié)構(gòu)層使鋼絲與聚合物連續(xù)體牢固復(fù)合為一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋纏繞鋼絲增強(qiáng)體的鋼塑復(fù)合管，其特征在于增強(qiáng)體中螺旋纏繞的相鄰鋼絲是緊靠在一起的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋纏繞鋼絲增強(qiáng)體的鋼塑復(fù)合管，其特征在于增強(qiáng)體中螺旋纏繞的相鄰鋼絲是分隔開的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的螺旋纏繞鋼絲增強(qiáng)體的鋼塑復(fù)合管，其特征在于以表面有粘結(jié)劑結(jié)構(gòu)層的鋼絲螺旋纏繞形成的被聚合物連續(xù)體包覆的增強(qiáng)體為界面，其內(nèi)管層和外管層是采用不同性能和形態(tài)的聚合物材料制成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種螺旋纏繞鋼絲增強(qiáng)體的鋼塑復(fù)合管。包括位于管壁中的聚合物連續(xù)體,其特征是有由至少一根表面有粘結(jié)劑或粘結(jié)劑與聚合物共混物形成的粘結(jié)劑結(jié)構(gòu)層的鋼絲作左旋和/或右旋纏繞而形成的增強(qiáng)體,增強(qiáng)體置于聚合物連續(xù)體中且通過粘結(jié)劑結(jié)構(gòu)層使鋼絲與聚合物連續(xù)體牢固復(fù)合為一體。內(nèi)承壓能力高,使用范圍廣。
文檔編號(hào)F16L9/00GK1336503SQ01128810
公開日2002年2月20日 申請(qǐng)日期2001年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月5日
發(fā)明者甘國(guó)工 申請(qǐng)人:甘國(guó)工