[发明专利]塑钢加强筋聚乙烯复合管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子量管材，具体涉及一种塑钢加强筋聚乙烯复合管及其制备方法。

背景技术

对于大中口径的排水管道，铸铁管的造价太高，水泥管道的耐久性差，新型的聚乙烯管道有其独特的优势，但也存在以下缺点：螺杆挤出工艺得到的聚乙烯管的管壁厚，材料的成本高，强度低无法满足使用，因此目前在制作大口径聚乙烯管时大都采用缠绕钢带或钢丝，以达到增加其强度的目的。

聚乙烯钢带复合管道存在以下缺点：由于缠绕带宽度一般在150mm左右，所以管道每隔150mm就是一圈焊缝，由于管道的内表面布满大量的接缝，凹凸不平，流动阻力很大；管身布满大量焊缝的管道纵向很容易开裂，所以该管道只能用作无压排水管，并且对施工的要求很高；钢带和内外聚乙烯保护层的粘结性不好，很容易剥离，钢带容易被水侵蚀，使用寿命短。而聚乙烯钢丝缠绕复合管由于需交叉缠绕钢丝，需对管材进行多次的加工，受到生产设备和工艺的限制，直径大于800mm的大口径管很难加工生产，并且现有工艺中常常存在钢丝交叉缠绕使得管材的可弯曲性丧失，接头处因应力集中而导致经常出现开裂的情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种塑钢加强筋聚乙烯复合管及其制备方法，它能够解决现有技术存在的问题。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：塑钢加强筋聚乙烯复合管包括内管，内管由一层或多层螺旋缠绕的聚乙烯片材形成，内管外表面的片材接缝处安装聚乙烯加强片，加强片沿内管外表面的片材接缝螺旋设置，内管外表面设置螺旋状的聚乙烯加强筋，加强筋与加强片平行，加强筋内嵌有碳素弹簧钢丝，碳素弹簧钢丝沿加强筋的长度方向设置。所述内管由螺旋缠绕的多层片材形成，相邻两层螺旋缠绕的片材中外层片材中心线与内层片材的接缝对齐。相邻两层螺旋缠绕的片材之间设置加强钢丝。所述加强筋的横截面形状为两端带有折边的U字型，U字型两端的折边与内管连接，U字型中部内嵌有碳素弹簧钢丝。所述加强筋的横截面形状为工字型，工字型的两个平行平面中的一个平面与内管连接，工字型的两个平行平面中的另一个平面内嵌有碳素弹簧钢丝。加强筋与内管的连接位置也设置碳素弹簧钢丝。所述片材的原料成分如下：按体积百分比计：30万-95万单位的高分子量聚乙烯树脂96%、高分子量聚乙烯蜡3.5%、抗氧化剂0.5%，片材的宽度为300mm-1000mm，片材的厚度为1mm-5mm。所述片材的原料成分如下：按体积百分比计：100万-300万单位的超高分子量聚乙烯树脂93%、3000单位的聚乙烯蜡4.5%、增塑剂2%、抗氧化剂0.5%，片材的宽度为300mm-1000mm，片材的厚度为1.5mm-3mm。

塑钢加强筋聚乙烯复合管的制备方法，包括以下步骤：

①取加强片，在加强片一侧敷设粘合材料；

②使用塑料挤出机将加强筋及内嵌的碳素弹簧钢丝一同挤出，并在加强筋上敷设粘合材料；

③取聚乙烯片材进行一层或多层螺旋缠绕形成内管；

④在步骤③片材缠绕的同时，将步骤①敷设粘合材料的加强片沿着片材外表面接缝螺旋缠绕，加强片敷设粘合材料的一侧与片材接触，缠绕过程中对加强片与片材的接触位置加热、加压使二者粘合；

⑤在步骤④中的加强片缠绕的同时，将步骤②得到的敷设粘合材料的加强筋沿着加强片的间隙螺旋缠绕在片材外表面，使加强筋与加强片平行，缠绕过程中对加强筋与片材的接触位置加热、加压使二者粘合，得到塑钢加强筋聚乙烯复合管。

步骤④中所述的塑料挤出机填入的原料按体积百分比计为：聚乙烯70%-80%，白炭黑和/或滑石粉20%-30%。

本发明的优点在于：本发明的塑钢加强筋聚乙烯复合管的内表面非常平整光滑，并且管道的接缝少，并且接缝的焊接宽度和截面积均远远小于普通钢带聚乙烯排水管的接缝，保证了塑钢加强筋聚乙烯复合管纵向良好的抗开裂能力和可弯曲特性；在同样的承压能力下，本发明的聚乙烯内管的壁厚仅为现有管道的30%左右，大幅度降低了材料的消耗和管材的成本，由于聚乙烯内管和加强筋属于一次性加工成型工艺，聚乙烯内管和加强筋为一个整体，两部分的粘合性好，不易剥离，不存在普通管道的接缝容易开裂的问题，使用寿命长，另外，本发明的制备方法在管道内管片材螺旋缠绕复合时，加强筋和钢丝是一次性通过挤出机模具复合到内管上的，生产效率与现有管道产品相比大幅提升。

附图说明

图1是本发明结构示意图，图中所示加强筋采用实施例一的结构；

图2是本发明结构示意图，图中所示加强筋采用实施例二的结构，内管采用二层片材螺旋缠绕；