[发明专利]一种具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及内衬塑复合钢管加工领域。本发明提供了一种具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管，由包括以下重量份的原料制备而成：超高分子量聚乙烯100份、高密度聚乙烯10～30份、刚性聚合物5～20份、增韧剂3～8份、内润滑剂0.1～0.5份、外润滑剂0.5～1.5份、增容剂2～10份。本发明中提供的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管具有良好的回弹性，在使用时加热至热转变温度，没有外力作用可由管径较小的临时形状恢复至管径较大的永久形状，实现自紧衬。实验结果表明，本发明提供的超高分子量聚乙烯内衬管形状恢复率不小于93％，常温下，内衬管从钢管中的拉出力不小于10.9kN，具有优异的紧衬效果。

技术领域

本发明涉及内衬塑复合钢管加工领域，尤其涉及一种具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管及其制备方法与应用。

背景技术

钢管作为输送油、水、天然气等流体的主要介质被广泛应用于生产生活，但传统钢管耐腐蚀、耐磨性差、易结垢等的缺陷极大地缩短了其使用寿命；尽管采用镀锌、喷漆等方法可以在一定程度上解决上述问题，但能耗大、效果差，且在喷涂过程中易造成环境污染，这不符合当前可持续发展的国家发展需求。

随着复合钢管行业的发展，内衬塑复合钢管以其优异的耐磨性、耐腐蚀性日益受到人们的关注。按输送介质的要求内衬管主要以PE、PP、PTFE、PVC等材料为主。专利CN201810673474.0采用设置粘结层的方法实现超高分子量聚乙烯内衬管紧衬于钢管内壁，但涂覆粘接层的过程过于繁杂；专利CN201810693709.2与CN201810693982.5等专利技术都涉及实现内衬管紧衬于钢管内壁的各种方法及设备，但受到内衬管材料本身粘弹性能的影响，具体实施过程最终都会存在回弹不足等的缺陷，导致内衬管与钢管之间松脱从而导致紧衬效果差的问题。此外，还有部分采用加热软化内衬管，再通入压缩空气使内衬管膨胀的方式实现紧密贴合，这种方法极易出现内衬管与钢管之间松脱从而导致紧衬效果差的问题。

综上所述，目前有关内衬塑复合钢管成型制品的实例，仍存在回弹性差导致的内衬管与钢管之间紧衬效果差等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管及其制备方法与应用，本发明提供的制备方法得到的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管具有优异的形状恢复性能，回弹性好，因此具有优异的自紧衬效果，能够克服现有技术中内衬管回弹性差导致的内衬管与钢管之间松脱从而导致紧衬效果差的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的制备方法，包括如下步骤：

(1)将包括以下重量份的原料：超高分子量聚乙烯100份、高密度聚乙烯10～30份、刚性聚合物5～20份、增韧剂3～8份、内润滑剂0.1～0.5份、外润滑剂0.5～1.5份和增容剂2～10份混合后进行造粒；

(2)将所述步骤(1)中造粒得到的物料经挤出后得到管坯；

(3)将所述步骤(2)中的管坯经冷却定型得到具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管；所述冷却定型包括依次进行的缩径和冷却。

优选地，所述步骤(3)中冷却定型的装置为真空定型模具，所述真空定型模具的收敛角为30°～90°。

优选地，所述刚性聚合物包括聚对苯二甲酸乙二酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、尼龙、双酚A聚碳酸酯、聚苯乙烯和聚苯醚中的一种或多种。

优选地，所述增韧剂包括苯乙烯-丁二烯的热塑性弹性体和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。

优选地，所述内润滑剂包括液体石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸中的一种或多种。

优选地，所述外润滑剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸钡中的一种或多种。