專利名稱：超高分子量聚乙烯纏繞復合大口徑管材的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種超高分子量聚乙烯管材，尤其是一種超高分子量聚乙烯纏繞復合大口徑管材。用來輸送對管子磨損力大的固體介質，如輸送糧食、礦石、煤、煤碴、砂、水泥等。
現(xiàn)有市場上僅有Φ15～100mm的小口徑超高分子量聚乙烯管子不能滿足工礦企業(yè)的需求。在“塑料手冊”第47頁(兵器工業(yè)出版社)中所描述超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)具有突出的耐磨性，低摩擦系數(shù)，優(yōu)良的耐應力開裂性，耐高溫蠕變性和耐低溫性(即使在-269℃也可使用)，優(yōu)良的拉伸強度，極高的沖擊強度，且在低溫下也不下降。同時，具有卓越的化學穩(wěn)定性和耐疲勞性、無表面吸附力、無毒、電絕緣性能優(yōu)良等優(yōu)點。但是在該手冊第50頁描述加工。超高分子量聚乙烯熔體指數(shù)低、粘度高、流動性極差、臨界剪切速率很低，不宜用一般熱塑性塑料成型加工方法加工。以前僅能采用冷壓燒結或熱壓法成型加工。近年來發(fā)展了雙螺桿及柱塞擠出機的擠出成型、注射成型、連續(xù)板(Sheet)成型、熱沖法成型等新型加工方法，但應用尚不廣泛。
根據(jù)上述情況可知超高分子量聚乙烯的優(yōu)點卓越，故此被稱為“塑料之王”?？墒侨秉c不少，其主要缺點是加工困難，以現(xiàn)有技術不能制造大口徑的管材。
本發(fā)明的目的就是要克服加工大口徑超高分子量聚乙烯的管材加工難度，提供一種內(nèi)壁于超高分子量聚乙烯擠出板材纏繞圓管1，外壁于塑料纖維織物4、5纏繞復合管材，其口徑從Φ400～1200mm的大口徑超高分子量聚乙烯纏繞復管材。以滿足工礦企業(yè)需求。
為了實現(xiàn)目的，本發(fā)明采用一種纏繞加工法，以小拼大方式克服大件加工難度用現(xiàn)有的螺桿擠出機組連續(xù)擠出條型板材2，將條型板材2纏繞成圓管1，再在圓管1外壁纏繞塑料纖維織物4、5，層與層之間用粘膠粘結，固化后即成。
由于超高分子量聚乙烯具有卓越性能，加上塑料纖維的拉力強度，故此可以用于工礦企業(yè)輸送磨損力大的固體介質，也可以用于石油、天然氣、給水埋地管等。
下面結合附圖對本發(fā)明實施例進一步詳細描述

圖1是超高分子量聚乙烯擠出板材纏繞圓管。
圖中1表示圓管整體，2是擠出板材，3是焊接縫。
圖2是第一層塑料纖維織物纏繞過程示意圖。
圖中4是第一層塑料纖維織物。
圖3是第二層塑料纖維織物纏繞過程示意圖。
圖中5是第二層塑料纖維織物。
從圖1至圖3所示的本發(fā)明實施方式可以看出，首先要解決圖1的加工工藝。
超高分子量聚乙烯擠出板材纏繞圓管加工工藝將超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)料，通過真空烘干機充分烘干除去內(nèi)含水份(雙螺桿擠出機用粉料，單螺桿擠出機用粒料)。
成型加工條件螺桿轉數(shù)40～50r/min。
料筒溫度200～240℃。
口模溫度220～240℃。
經(jīng)真空定型、噴淋冷卻、牽引等傳統(tǒng)工藝擠成所需板材2，板材的厚度根據(jù)管徑大小和壓力而定，必要時也可以制成空壁板材。板材2的寬度必須按照管徑和導程角準確計算給出數(shù)據(jù)。板材2的規(guī)格由口模及真空定型套控制。擠出的板材2不要切割，可將板材2的一端經(jīng)130℃電熱加溫器加溫軟化后引向纏繞機組，將其固定在機組的芯模上，調(diào)整導板滾筒距離、導程角、開動機組，調(diào)整變頻器使纏繞機組速度與板材擠出速度同步。焊縫4的焊接本發(fā)明的焊縫是采用抽板焊接法；將1mm厚的不銹鋼板圓片安裝在1000W的電烙鐵頭子上，溫度由調(diào)壓器控制，進行隨機焊接。在材料外潤滑劑作用中，板材是不會粘住芯模的，故此螺旋型的圓管1自然地向前進，經(jīng)噴淋冷卻后，按所需長度用行星切割機切斷。將切下的超高分子量聚乙烯纏繞圓管1存放在80℃的水溫室內(nèi)恒溫6小時，使其水解縮合交聯(lián)后取出備用。
復合加工工藝將超高分子量擠出板材纏繞圓管1，安裝在另一臺復合纏繞機組的芯模上，把捲裝的塑料纖維織物4或5的一端由導布滾筒導向儲膠槽中，使塑料纖維織物4或5粘上粘膠，再通過刮膠板刮去多余的粘膠后，將塑料纖維織物4的一端固定在圓管1的外表面(可用502膠粘貼)。然后調(diào)整好導布滾筒距離、導程角、開動纏繞機組，但轉速不能過快，以免產(chǎn)生氣泡。將塑料纖維織物4或5緊纏繞在圓管1的外壁，(如圖2所示)。纏繞好第一層后再纏繞第二層。
這里必須說明的是當?shù)谝粚幼笮?，第二層必須右旋，使其交義重疊(如圖3所示)，多層纏繞由此類推。關于塑料纖維織物4、5的材質和規(guī)格塑料纖維品種很多，如尼龍纖維、聚丙烯纖維、聚氯乙烯纖維、混合增強纖維、玻璃纖維等。在選材時根據(jù)管子的公稱壓力而定，高中壓力采用尼龍纖維或混合增強纖維，低壓管子可采用廉價的玻璃纖維。同時不能用寬幅的纖維布裁剪成窄條布作于纏繞材料，因為寬幅布裁剪后能大大的降低縱向拉力。最好采用纖維交織布或帶，不要用經(jīng)緯布。布的寬窄根據(jù)需要特織備用。纖維交織布的寬度根據(jù)管徑和導程角而定，其寬度與管徑成正比與導程角成反比。纏繞層數(shù)與壓力成正比。為了減少纏繞層數(shù)，可將纖維細絲用捻紗機或拼線機拼成5-7股，然后用專用交織機織成所需寬度捲取備用。粘膠可采用環(huán)氧樹脂膠，根據(jù)管子的剛、柔性要求，可在不同牌號中選取。
權利要求
1.一種超高分子量聚乙烯纏繞復合大口徑管材，其特征在于內(nèi)壁由超高分子量聚乙烯擠出板材纏繞圓管(1)，外壁由多層塑料纖維織物(4、5)纏繞的復合管材。
2.權利要求1所述超高分子量聚乙烯擠出板材纏繞圓管(1)，其特征在于擠出板材(2)呈螺旋形纏繞。必要時也可以制成空壁板材。
3.如權利要求1、2所述的超高分子量聚乙烯擠出板材纏繞圓管(1)，其相鄰焊縫(3)采用抽板焊接法隨機焊接成一體，圓管(1)經(jīng)80℃水溫恒溫6小時水解復合交聯(lián)。
4.如權利要求1所述塑料纖維織物(4、5)其特征是左右交義多層重疊纏繞，層與層之間用粘膠粘合。
5.如權利要求1、4所述塑料纖維織物(4、5)，應是專用纖維交織布或帶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超高分子量聚乙烯纏繞復合大口徑管材產(chǎn)品及其加工方法，其特征在于內(nèi)壁于超高分子量聚乙烯擠出板材纏繞圓管(1)，外壁于塑料纖維織物(4、5)多層交義重疊纏繞復合管材，可用于輸送磨損力大的固體介質。
文檔編號F16L9/00GK1424527SQ0114236
公開日2003年6月18日 申請日期2001年12月13日 優(yōu)先權日2001年12月13日
發(fā)明者羅希良 申請人:羅希良, 劉秀芬