一種高耐磨增強復合管材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于復合管材技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有耐磨損、耐高壓、耐腐蝕、耐沖擊等性能的高耐磨增強復合管材。
【背景技術(shù)】
[0002]耐磨管道是一種特種工業(yè)管道，在國民經(jīng)濟中扮演著非常重要的地位。耐磨管道的應用非常廣泛，主要用于礦山:如礦漿選礦輸送和尾礦的長距離管道輸送；疏浚:如江河湖海的清淤疏浚、抽沙排沙；冶金:如精礦漿、冶金廢渣、鉛粒、鋁粉等輸送；化工:如煤粉、硅粉、鹽漿、堿漿等固液混合物的輸送；電力:如火電廠除灰、排渣、送粉、回粉、脫硫工藝管道等，并正高速地發(fā)展著。
[0003]目前，傳統(tǒng)的耐磨管道主要以鋼管、鑄鐵管等金屬管道為主，但其存在嚴重的腐蝕和磨損問題，使得該種管道使用壽命短，工程維護費用高。采用內(nèi)襯技術(shù)后，襯膠/襯塑鋼管雖然大大地提高了其耐磨性能，但又存在管材笨重、安裝連接不方便等問題，而且膠層/塑層易與鋼管脫層而造成管道堵塞，這嚴重阻礙了襯膠/襯塑鋼管的發(fā)展。一些復合管，如陶瓷復合管、鑄石復合管等，雖然具有較好的耐磨性，但是成本造價較高。另外，非金屬管道如橡膠管、超高分子量聚乙烯管材也逐漸在該領(lǐng)域興起。橡膠管雖然耐腐蝕、耐磨性能有所提高，但終宄因其工程造價高而限制其發(fā)展。超高分子量聚乙烯管道盡管憑其耐腐蝕、耐磨和自潤滑等綜合性能得到了較廣泛的應用，但也暴露出難加工、耐壓低等缺陷，而且其耐磨性在惡劣工況下存在不足。因而需要開發(fā)出新型的管材來解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型的目的在于提供一種高耐磨增強復合管材，它主要用于礦山、疏浚、冶金、化工和電力等領(lǐng)域。該管材既具有耐磨損、耐高壓、耐腐蝕、耐沖擊等性能，又具有連接方便、工程造價低等優(yōu)勢。
[0005]所述的一種高耐磨增強復合管材，為4層復合結(jié)構(gòu)，其特征在于由內(nèi)向外依次為耐磨功能層、HDPE基體層、增強層和HDPE外層，所述的耐磨功能層由熱塑性彈性體擠出得到，所述的增強層由右螺旋纏繞層和左螺旋纏繞層經(jīng)雙向交叉纏繞構(gòu)成。
[0006]所述的一種高耐磨增強復合管材，其特征在于所述的耐磨功能層厚度為2_5mm。
[0007]所述的一種高耐磨增強復合管材，其特征在于所述的增強層為金屬增強層或纖維增強層，金屬絲或纖維與復合管材軸心線成50-60°。
[0008]所述的一種高耐磨增強復合管材，其特征在于所述的增強層表面包覆設置一層熱熔膠層，所述熱熔膠層包覆厚度為2-4mm。
[0009]上述的一種高耐磨增強復合管材，為4層復合結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依次為耐磨功能層、HDPE基體層、增強層和HDPE外層，所述的耐磨功能層由熱塑性彈性體擠出得到，所述的增強層由右螺旋纏繞層和左螺旋纏繞層經(jīng)雙向交叉纏繞構(gòu)成。本實用新型通過采用熱塑性彈性體制成耐磨功能層，具有優(yōu)異的耐刮擦磨損、耐沖擊磨損、抗撕裂和耐腐蝕等性能，通過在HDPE基體層和HDPE外層之間設置一層由金屬絲或高強度無堿玻璃纖維雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)的增強層，使增強層與基體層、外層有效復合，形成穩(wěn)定的力學結(jié)構(gòu)，使其具備了高耐壓能力、耐腐蝕、韌性好及綜合造價低等特點，其成型工藝簡單、安裝施工方便、接頭連接可靠、使用壽命長、維護及運行成本低，廣泛用于礦山、疏浚、冶金、化工和電力等領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是圖1中A-A面的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1-耐磨功能層，2-HDPE基體層，3-增強層，4-HDPE外層。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型作進一步詳細說明:
[0014]如圖1和圖2所示，本實用新型提供的一種高耐磨增強復合管材，其結(jié)構(gòu)為四層結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依次為耐磨功能層1、HDPE基體層2、增強層3和HDPE外層4，其最內(nèi)層為耐磨功能層I。
[0015]如圖所示，所述的耐磨功能層I的材料為一種經(jīng)過改性的可擠出的熱塑性彈性體(S1-TPE)，其厚度為2-5mm ;它利用了熱塑性彈性體(S1-TPE) —方面通過彈性形變能有效吸收固體顆粒的沖擊能，另一方面當尖銳顆粒劃傷材料表面后，彈性體能有效地阻止裂紋的延伸的特點，使得到的復合管材具有優(yōu)異的耐刮擦磨損、耐沖擊磨損、抗撕裂和耐腐蝕等性能，此材料的磨損率僅為超高分子量聚乙烯的1/3。另外，可通過觀察內(nèi)層熱塑性彈性體(S1-TPE)的磨損情況對管材進行監(jiān)測，便于及時進行管道維修和管線調(diào)整。
[0016]所述的增強層3為金屬增強層或纖維增強層，金屬增強層一般采用鋼絲增強層。該增強層3為鋼絲或纖維雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)，由右螺旋纏繞層和左螺旋纏繞層構(gòu)成，鋼絲或纖維與復合管材軸心線成50-60°。在纏繞前鋼絲表面已包覆一層熱熔膠層，熱熔膠包覆厚度為2-4mm，密度3 0.92g/cm3、熔體流動速率3 2.0g/10min、維卡軟化點3 120°C、斷裂伸長率3 500% ;纖維是經(jīng)涂覆專用環(huán)氧樹脂膠的纖維，纖維線密度為2000-5000teX，涂膠厚度為0.2-0.5mm，纖維種類有聚酯纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、滌綸纖維、錦綸纖維中的一種。
[0017]HDPE基體層2和HDPE外層4所用材質(zhì)均為HDPE材料，HDPE基體層2和HDPE外層4所用的HDPE材料可以為同一管材級的HDPE材料，也可以為不同管材級的HDPE材料。
[0018]本實用新型通過采用上述技術(shù)，具有以下有益效果:
[0019]I)高耐磨:因最內(nèi)層所用的材質(zhì)是一種熱塑性彈性體(S1-TPE)，此材料(S1-TPE)一方面通過彈性形變能有效吸收固體顆粒的沖擊能，另一方面當尖銳顆粒劃傷材料表面后，彈性體能有效地阻止裂紋的延伸，因此其具有優(yōu)異的耐刮擦磨損、耐沖擊磨損、抗撕裂和耐腐蝕等性能；
[0020]2)高耐壓:因在HDPE基體層和HDPE外層之間設置一層由鋼絲或高強度無堿玻璃纖維雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)的增強層，增強層與基體層、外層有效復合，形成穩(wěn)定的力學結(jié)構(gòu)，使其具備了高耐壓能力，鋼絲或纖維與管材軸心線成50-60°，一方面有效提高了管材環(huán)向強度，另一方面使環(huán)向強度與軸向強度趨于平衡狀態(tài)，有效提高管材承壓強度，其工作壓力可達2.5MPa以上；
[0021]本實用新型提供的高耐磨增強復合管材可采用電熔連接和法蘭連接等多種連接方式以適應多種工況類型，具有連接方便快捷，成本低等優(yōu)勢。法蘭連接方式可拆裝而實現(xiàn)對管材的反復使用，在偏僻且缺少電力的工況下能夠方便地施工安裝。
【主權(quán)項】
1.一種高耐磨增強復合管材，為4層復合結(jié)構(gòu)，其特征在于由內(nèi)向外依次為耐磨功能層(1)、HDPE基體層(2)、增強層(3)和HDPE外層(4)，所述的耐磨功能層(I)由熱塑性彈性體擠出得到，所述的增強層(3)由右螺旋纏繞層和左螺旋纏繞層經(jīng)雙向交叉纏繞構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨增強復合管材，其特征在于所述的耐磨功能層(I)厚度為2_5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨增強復合管材，其特征在于所述的增強層(3)為金屬增強層或纖維增強層，金屬絲或纖維與復合管材軸心線成50-60°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高耐磨增強復合管材，其特征在于所述的增強層(3)表面包覆設置一層熱熔膠層，所述熱熔膠層包覆厚度為2-4mm。
【專利摘要】一種高耐磨增強復合管材，屬于復合管材技術(shù)領(lǐng)域。它由耐磨功能層、HDPE基體層、增強層和HDPE外層構(gòu)成，耐磨功能層由熱塑性彈性體擠出得到，增強層由右螺旋纏繞層和左螺旋纏繞層經(jīng)雙向交叉纏繞構(gòu)成。本實用新型通過采用由熱塑性彈性體擠出得到的耐磨功能層，在HDPE基體層和HDPE外層之間設置一層由金屬絲或高強度無堿玻璃纖維雙向交叉纏繞結(jié)構(gòu)的增強層，具有優(yōu)異的耐刮擦磨損、耐沖擊磨損、抗撕裂和耐腐蝕等性能，且具備了耐高壓能力、耐腐蝕、韌性好及綜合造價低等特點，其成型工藝簡單、安裝施工方便、接頭連接可靠、使用壽命長、維護及運行成本低，廣泛用于礦山、疏浚、冶金、化工和電力等領(lǐng)域。
【IPC分類】F16L9-133
【公開號】CN204477521
【申請?zhí)枴緾N201420834736
【發(fā)明人】陸國強, 張偉嬌, 蔣建平
【申請人】浙江偉星新型建材股份有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2014年12月25日