[发明专利]矿用阻燃抗静电钢丝网骨架聚乙烯复合管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯复合管，尤其涉及一种矿用阻燃抗静电钢丝网骨架聚乙烯复合管及其制备方法。

背景技术

矿井下给水、排水、正压通风、负压通风、喷浆、抽放瓦斯及电力电缆、光缆通讯信号电缆的保护等作业中，都不可避免地用到各种各样的管材。由于矿井里工作环境恶劣，对所用管材的要求远比一般场合高得多。比如矿井存在易燃、易爆的瓦斯，达到一定浓度时，哪怕有一点点如静电释放时引起的火花，也可能引燃它，甚至可能发生瓦斯爆炸，酿成悲剧，这就对管材的阻燃性能和抗静电性能有更高的要求。

一般情况下，煤矿井下常用钢管和塑料管。钢管虽然强度高但存在的易生锈、不耐腐蚀散热快等缺点，导致其寿命短，使用一段时间后，需经常进行维护；而且钢管比重较大，安装困难，焊接时质量也难以保证，费用高，也不环保，逐渐被耐腐蚀塑料管取代。但塑料管强度低、易变形、易脆化、抗静电性能差等缺陷，受到外力撞击或受震动时容易损坏，长时间使用，存在安全隐患。而且，频繁的维护也影响正常的生产。

为消除两种管材的不足，一般用有理想强度与优良耐腐蚀性能的复合管代替。复合管具备了金属管和塑料管的优点，在机械强度、不易变形、耐压、耐腐蚀、耐热、保温。常见的有钢丝网结点骨架复合管和冲孔钢带骨架复合管。

钢丝网结点骨架复合管采用的钢丝网结点焊接成简形骨架的钢-塑体系，为了保证焊接的可靠性，增强钢丝只能采用低碳钢丝，其抗拉强度一般控制在400MPa～500MPa，加上采用类似于点焊工艺，还会造成低碳钢的部分强度损失，因此，大口径管材耐内压能力不高。

冲孔钢带骨架复合管采用冲孔钢带焊接成筒形骨架的钢-塑体系，为了保证纵缝焊接质量，增强的钢板也只能采用低碳钢板，其抗拉强度控控制在360MPa～420MPa，加上冲孔使强度损失40％，因此，这种钢-塑复合管强度也不高。

再例如专利号为201020543607.1、名称为“一种煤矿井用钢带骨架聚乙烯复合管”实用新型专利申请公开的一种煤矿井用钢带骨架聚乙烯复合管，其方案是：钢带骨架聚乙烯复合管是以聚乙烯为内外层基体材料，以表面涂敷高性能粘接树脂，将弯曲成型的钢带粘附在涂敷有粘接树脂的内外层聚乙烯基体材料之间。兼具有钢的高强度、高硬度塑料的耐腐蚀、寿命长、低成本、方便运输与安装、耐压及外压的强度、密封度的的特点。该实用新型没指明该复合管具有阻燃、抗静电特性；而且，该复合管结合处没有解决钢-塑的界面问题，复合管材钢塑之间存在缝的缺陷，容易产生“脱层”现象，还存在在轴向抗拉伸能力不够高的缺点，防震防断裂性能不够，对地层沉降适应性差。

而且，由于外层塑料的厚度较薄，且在焊接区钢增强体面积太大，如φ110管外层塑料厚度为1.5mm～2mm，钢板面积约占整个熔接面积的72％，因此，在电熔焊接过程中，焊接处管材外层塑料获得的热量很容易被钢板增强体吸收并传导到其它部分，使得管材外表面塑料温度降低，并与电热熔管件内表面塑料出现温度梯度，造成熔接面融合差，管材焊接性能下降，接头可靠性差。采用普通电热熔管件熔焊后，其接头的爆破压力不会超过2.0Mpa，因为介质沿钢-塑之间的间隙窜流，低压下就冲破了很薄的外层PE，造成低压破坏。在输送条件较为苛刻的矿井、化工、盐卤、石油以及燃气领域应用的受限制。

发明内容

本发明综合了钢管和塑料管两者的优点，既保留了钢管的优良的承压性能，又保留了塑料管良好的卫生性能以及易于敷设、技术可靠、使用寿命长等特点。克服了复合管结合处“脱层”现象、轴向抗拉伸能力不够高及焊接性差的缺点，提供一种阻燃、抗静电、耐腐蚀、耐高压、刚度性能高、轴向抗拉伸性能高及焊接性能好的矿用阻燃抗静电钢丝网骨架聚乙烯复合管及其制备方法。

本发明技术方案是：采用分层制造、多次复合工艺成型，包括内外层塑料、增强骨架结合层和内层塑料，增强骨架结合层位于外层塑料和内层塑料之间，将外层塑料和内层塑料结合成一个整体，其特征在于：所述增强骨架结合层由钢丝网骨架和热熔胶组成；所述外层塑料和内层塑料为经过阻燃、抗静电复合改性的高密度聚乙烯材料。

所述增强骨架结合层指的是由钢丝网骨架和热熔胶组成的中间层。热熔胶与钢丝有极强的粘接性能，将钢丝网包覆在其中，与将外层塑料和内层塑料中的乙烯结合成一起，形成一个整体，解决了钢-PE的界面问题，克服了前述钢-塑体系复合管材钢塑之间存在缝的缺陷，进一步避免结合处产生“脱层”现象，显著提高了复合管材的综合性能。

所述内层塑料和钢丝网骨架为承受管材内外压的主要部分，外层塑料是焊接连接主要部分。