[发明专利]高分子量聚乙烯钢骨架复合管及其制作方法和复合设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯复合管，具体地说是一种高分子量聚乙烯钢骨架复合管及其制作方法和复合设备。

背景技术

国内目前大量生产应用的普通聚乙烯钢丝缠绕复合管存在较多的薄弱环节，例如： PE100级的主体材质原料抗冲击强度、抗环境应力开裂能力以及耐疲劳性、耐低温性能有限，为确保管材基体在各受力方向都不会开裂，必须增加管道壁厚，而且基体外部需要双层交叉缠绕钢丝，导致管道的制造成本较高，管道自身的柔韧性较差，无法随地形变化弯曲铺设，不能抗地面沉降，经常造成因接头部位应力集中而开裂的事故。另外这类管道在制作时，由于双层钢丝交叉缠绕，因此必须采用内管纵向平动、双排旋转支架带着钢丝轮左右旋转的复合缠绕方式。而一个旋转支架上装着几百个钢丝轮，体积大，负荷重，不能快速旋转，特别是直径800mm以上大口径管道，更难复合，所以至今1m以上管径的PE100钢丝缠绕复合管仍然是个空白。为解决上述问题，申请人曾提出“超高分子量聚乙烯钢骨架复合管材”技术，并以申报专利（专利号ZL200810013754.5），在一定程度上解决了普通聚乙烯钢丝缠绕复合管存在的缺陷。但通过多年应用，发现超高钢骨架复合管存在几个不足之处需要解决：1、超高分子量聚乙烯内管材质虽然具有诸多极其优异的性能，但做为供排水管线，大多数高性能指标发挥不出来，而材质原料价格过高，螺杆挤出速度又太慢，生产效率较低，制约了该产品的销售推广。2、原超高分子量聚乙烯钢骨架复合管工艺是在内管上“冷缠”钢丝，二者没有复合成一体，在使用中，钢丝移位及剥离的情况经常发生，影响使用寿命。3、钢丝和内管、外保护层之间用热熔胶粘合。这种粘合材料本身机械强度和粘合强度都较低，耐热性能又差，太阳一晒就熔融了，使管材应付环境变化的能力大打折扣。4、聚乙烯辐射交联热缩胶带虽然许多性能超过PE100聚乙烯，但通过应用，做为外保护层抗外力破坏能力仍显不足，还是容易损伤、开裂，导致管材钢丝层进水，钢丝锈蚀，降低管材的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种高分子量聚乙烯钢骨架复合管及其制作方法和复合设备，它能够解决现有技术存在的不足。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

高分子量聚乙烯钢骨架复合管，包括高分子量聚乙烯内管，高分子量聚乙烯内管的分子量为20万-60万单位，其厚度为4mm-20mm，高分子量聚乙烯内管外壁设置高分子量线性低密度聚乙烯粘合层，高分子量线性低密度聚乙烯粘合层内设置碳素弹簧钢丝层，碳素弹簧钢丝层由碳素弹簧钢丝单层螺旋缠绕形成，碳素弹簧钢丝的直径为0.5mm-3mm，高分子量线性低密度聚乙烯粘合层外周设置高分子量聚乙烯片材保护层，高分子量聚乙烯片材保护层的分子量为80万-95万单位，高分子量聚乙烯片材保护层由经过热拉伸处理后的高分子量聚乙烯片材螺旋缠绕并收缩后形成，缠绕后相邻高分子量聚乙烯片材边沿相互搭接，搭接宽度为20mm-40mm，高分子量聚乙烯片材的厚度为2 mm-5mm、宽度为200mm-800mm。所述高分子量聚乙烯片材的纵向拉伸强度大于100MPa。

高分子量聚乙烯钢骨架复合管的制作方法如下：

①用高分子量聚乙烯管材生产线挤出高分子量聚乙烯内管备用；

②取直径为0.5mm-3mm的碳素弹簧钢丝备用；

③取高分子量聚乙烯片材进行热拉伸处理，热拉伸处理后的高分子量聚乙烯片材厚度为2 mm-5mm、宽度为200mm-800mm；

④对步骤③中热拉伸处理后的高分子量聚乙烯片材的一面进行表面活化处理，并在活化处理后的表面上热覆高分子量线性低密度聚乙烯粘合材料，高分子量线性低密度聚乙烯粘合材料的厚度为0.5mm-2mm；

⑤对步骤①得到的高分子量聚乙烯内管表面进行加热活化处理，对步骤②所述的碳素弹簧钢丝和步骤④热覆粘合材料后的高分子量聚乙烯片材分别进行预热，预热后的温度为160℃-200℃；