專利名稱：硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種復(fù)合管，特別涉及的是一種可采用熱熔融連接或粘接連接的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管。
背景技術(shù)：
交聯(lián)聚乙烯與不交聯(lián)聚乙烯比較，特別是制成塑料管道后比較，因?yàn)榫垡蚁┙?jīng)交聯(lián)，由線形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，明顯改善了其性能，使交聯(lián)聚乙烯管道有非常優(yōu)異的性能，聚乙烯管道交聯(lián)后，耐熱性及熱強(qiáng)度、耐熱老化性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、電絕緣性、阻隔性、耐汽油和芳烴性、抗蠕變性等都得到較大的提高。聚乙烯可以通過物理或化學(xué)方法進(jìn)行交聯(lián)。物理方法是利用電子加速器或高能輻射產(chǎn)生的高能電子或γ射線引發(fā)聚乙烯大分子產(chǎn)生自由基，形成C-C交聯(lián)鍵。這種方法不適合管道的生產(chǎn)，因管道直徑較大、壁較厚、輻照深度不夠，交聯(lián)度達(dá)不到要求且大批量生產(chǎn)不易、成本也高，一般不用此法生產(chǎn)管道，多用此法生產(chǎn)熱收縮材料?；瘜W(xué)交聯(lián)方法有偶氮交聯(lián)、過氧化物交聯(lián)、硅烷交聯(lián)三種方法，前兩種方法也不適合生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性管道，特別是輸送飲水等有衛(wèi)生要求的管道，且工藝不易控制，溫度控制要求嚴(yán)格，比如用DCP引發(fā)時(shí)擠出溫度不得超過140℃，管子交聯(lián)時(shí)要有支撐體，否則管子變形。因其交聯(lián)是在擠出機(jī)內(nèi)和擠出管在加熱通管中進(jìn)行交聯(lián)，此時(shí)管子呈粘流態(tài)(未冷卻定型)，因此這兩種方法多用于交聯(lián)PE電纜的生產(chǎn)，較少用于管道的生產(chǎn)，即使用此兩種方法生產(chǎn)，管道的生產(chǎn)成本也較高。第三種化學(xué)交聯(lián)方法即硅烷交聯(lián)法用于管道生產(chǎn)，它的交聯(lián)工藝主要包括聚乙烯硅烷熔融接枝和聚乙烯的水解縮合兩化學(xué)反應(yīng)，即分兩個(gè)階段完成交聯(lián)。前階段在擠出機(jī)中完成，后階段在有一定的溫度和濕度條件下進(jìn)行水解縮合反應(yīng)，溫度越高、交聯(lián)時(shí)間越長，交聯(lián)反應(yīng)越徹底，這種分兩個(gè)階段完成交聯(lián)聚乙烯管道的生產(chǎn)方法，前兩種化學(xué)交聯(lián)方法是不可能辦到的，同是交聯(lián)聚乙烯管，但在生產(chǎn)方法上有很大的區(qū)別。一般市售硅烷交聯(lián)聚乙烯管道，都已在工廠經(jīng)過交聯(lián)反應(yīng)罐的水解縮合交聯(lián)反應(yīng)，已經(jīng)是約有大于60％的交聯(lián)度，這種管道彼此之間已不好再熔接，或者說熔接后此處的承壓強(qiáng)度與該管道已不等同，也不好粘接，或者說粘接處的承壓強(qiáng)度與該管道也不等同，所以現(xiàn)在工程上應(yīng)用，特別是各種流體介質(zhì)的輸送，對(duì)其管道的連接基本上都采用各種金屬制成的接頭，用機(jī)械的連接方法連接管道，由于金屬與塑料之間的受力能力和強(qiáng)度不一樣，蠕變性能不一樣，使管道的接頭很不牢固和可靠，使用溫度的變化會(huì)使接頭泄漏，管道軸向受力也會(huì)使接頭泄漏，安裝時(shí)機(jī)械夾緊力不好控制，夾松了使接頭泄漏，夾緊了甚至還可能損傷管道，出現(xiàn)事故隱患，即使連接好了，工程也驗(yàn)收通過了，但管材的壽命是50年，管件及密封件壽命與管材不等同，且使用因蠕變經(jīng)常會(huì)有維修跟不上的嚴(yán)重問題存在。因?yàn)檫B接的方法沒有解決好，使這樣好的管道的應(yīng)用受到很大限制，特別是管徑較大的管道，比如Φ110mm，采用金屬管件或塑料管件用機(jī)械夾緊的方法來連接硅烷交聯(lián)的管道更不實(shí)際，因此也影響了該管較大口徑管道的工程應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服以上不足，提供一種耐熱性、耐熱老化性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、電絕緣性、阻隔性、耐汽油和芳烴性、抗蠕變性好的，適用范圍廣，強(qiáng)度高，便于連接，特別適用于大直徑(比如大于Φ110mm)管道連接的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管。
本實(shí)用新型的目的是這樣來實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型復(fù)合管包括硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層，包覆于內(nèi)層外周的外層，外層中有至少一層與內(nèi)層復(fù)合擠出的熱塑性塑料層，硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層的壁厚為復(fù)合管壁厚的50～90％，復(fù)合管經(jīng)擠出冷卻成型在其管道之間采用熱熔融連接成管網(wǎng)后，在滿足交聯(lián)縮聚反應(yīng)的濕熱環(huán)境和條件下再進(jìn)行交聯(lián)縮聚反應(yīng)而形成硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層或者在連接成管網(wǎng)前進(jìn)行交聯(lián)縮聚反應(yīng)而形成硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層。
上述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，至少一層外層熱塑性塑料為聚乙烯聚合物或聚丙烯聚合物或丁烯聚合物，也可采用其它聚烯烴聚合物。
上述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，至少一層外層熱塑性塑料為聚氯乙烯或氯化聚氯乙烯。
上述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，至少一層外層熱塑性塑料為熱塑性聚合物與無機(jī)填料的共混物，包括納米級(jí)填料的共混物。
上述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，至少一層外層熱塑性塑料為阻燃性的熱塑性聚合物或阻燃性的熱塑性聚合物與無機(jī)填料的共混物。
上述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，至少一層外層熱塑性塑料為抗靜電的熱塑性聚合物。
上述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，至少一層外層熱塑性塑料為熱熔粘接劑或熱熔粘接劑與聚合物的共混物。
上述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層與熱塑性塑料外層間有將內(nèi)外層牢固粘接為一體的粘接劑層。
上述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，有包覆于外層的發(fā)泡保溫層，發(fā)泡保溫層的外層為質(zhì)密層。
本實(shí)用新型根據(jù)硅烷交聯(lián)聚乙烯管可由兩個(gè)階段完成聚乙烯的交聯(lián)的特點(diǎn)，再根據(jù)后階段的水解縮合反應(yīng)的這一個(gè)特性即在濕熱環(huán)境下，硅烷接枝聚乙烯管材可以用一定的時(shí)間，比如數(shù)周或更長的時(shí)間來自然完成水解縮合交聯(lián)反應(yīng)。這個(gè)特性為我們?cè)诠艿拦こ讨羞B接好管道以后，在正式將管道交給使用方前可以利用連接好的管道在現(xiàn)場進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，使交聯(lián)管道不易粘接、不易熔接的困難有辦法解決，也為該管道的工程應(yīng)用創(chuàng)造了條件，這種水解縮合反應(yīng)方法給開發(fā)設(shè)計(jì)硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管道一個(gè)啟發(fā)。要使該管道連接強(qiáng)度等同，必須采取熔融連接或粘接連接，但在已交聯(lián)的硅烷交聯(lián)聚乙烯管外壁熔融連接或粘接連接，與管材的強(qiáng)度肯定不等同，于是設(shè)計(jì)在未交聯(lián)的硅烷交聯(lián)聚乙烯管外壁上在其共擠出生產(chǎn)同時(shí)采用共擠出方式復(fù)合擠出熱塑性塑料結(jié)構(gòu)層，使其與未交聯(lián)硅烷聚乙烯管復(fù)合為一體，用這層結(jié)構(gòu)層來解決以后管道的熔融連接和粘接連接。當(dāng)內(nèi)層的硅烷交聯(lián)聚乙烯管交聯(lián)反應(yīng)了，但外層因不交聯(lián)，熱塑性塑料管件仍然有條件對(duì)其管材熔融和粘接。有了這層熱塑性塑料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，內(nèi)層的硅烷交聯(lián)聚乙烯可以在其未交聯(lián)之前，連同這層熱塑性塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)采用熱熔融對(duì)接管道或者利用管件對(duì)其管道的外壁復(fù)合層結(jié)構(gòu)熱熔融或粘接連接后進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，內(nèi)層的硅烷交聯(lián)聚乙烯也可以在連接成管網(wǎng)前先對(duì)管材進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，使應(yīng)用和管道維修都很方便。
本實(shí)用新型耐熱性、耐熱老化性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、電絕緣性、阻隔性、耐汽油和芳烴性、抗蠕變性好，強(qiáng)度高，適用范圍廣，便于連接，特別適用于大直徑(比如大于Φ110mm)管道連接。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2圖。
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例3圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1圖1給出了本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖1，管壁中有硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層1，包覆于內(nèi)層外的與內(nèi)層復(fù)合擠出的中密度聚氯乙烯熱塑性塑料外層2。中密度聚氯乙烯熱塑性塑料外層2經(jīng)擠出成型在與管道連接成管網(wǎng)后，在滿足交聯(lián)縮聚反應(yīng)的濕熱環(huán)境和條件下再進(jìn)行交聯(lián)縮聚反應(yīng)而形成硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層，硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層1的壁厚為整個(gè)復(fù)合管壁厚的90％。熱塑性塑料內(nèi)層、熱塑性塑料外層材料也可采用無規(guī)共聚聚丙烯PP-R，也可以是聚丁烯PB。
熱塑性塑料外層也可采用熱熔粘接劑醋酸乙烯脂聚合物或醋酸乙烯脂聚合物與聚乙烯或聚丙烯的共混物。
實(shí)施例2圖2給出了本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖2，管壁中有硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層3，包覆于內(nèi)層外的與內(nèi)層復(fù)合擠出的聚氯乙烯(或氯化聚氯乙烯)熱塑性聚合物與微米級(jí)輕質(zhì)碳酸鈣(或重質(zhì)碳酸鈣)無機(jī)填料的共混物熱塑性塑料外層4。內(nèi)、外層間有將內(nèi)外層粘接為一體的粘接劑層5。硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層3的壁厚為整個(gè)復(fù)合管壁厚的75％。
實(shí)施例3圖3給出了本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例3與實(shí)施例2同，不同處是在熱塑性塑料外層外包覆有發(fā)泡保溫層6，發(fā)泡保溫層的外層為質(zhì)密層7。硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層8的壁厚為整個(gè)復(fù)合管壁厚的50％。
權(quán)利要求1，硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，其特征在于包括硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層，包覆于內(nèi)層外周的外層，外層中有至少一層與內(nèi)層復(fù)合擠出的熱塑性塑料層，硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層的壁厚為復(fù)合管壁厚的50～90％，復(fù)合管經(jīng)擠出冷卻成型在其管道之間采用熱熔融連接成管網(wǎng)后，在滿足交聯(lián)縮聚反應(yīng)的濕熱環(huán)境和條件下再進(jìn)行交聯(lián)縮聚反應(yīng)而形成硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層或者在連接成管網(wǎng)前進(jìn)行交聯(lián)縮聚反應(yīng)而形成硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，其特征在于至少一層外層熱塑性塑料為聚乙烯聚合物或聚丙烯聚合物或丁烯聚合物。
3，根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，其特征在于至少一層外層熱塑性塑料為聚氯乙烯或氯化聚氯乙烯。
4，根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，其特征在于至少一層外層熱塑性塑料為熱塑性聚合物與無機(jī)填料的共混物。
5，根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，其特征在于至少一層外層熱塑性塑料為阻燃性的熱塑性聚合物或阻燃性的熱塑性聚合物與無機(jī)填料的共混物。
6，根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，其特征在于至少一層外層熱塑性塑料為抗靜電的熱塑性聚合物。
7，根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，其特征在于至少一層外層熱塑性塑料為熱熔粘接劑或熱熔粘接劑與聚合物的共混物。
8，根據(jù)權(quán)利要求1～7之一所述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，其特征在于硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層與熱塑性塑料外層間有將內(nèi)外層牢固粘接為一體的粘接劑層。
9，根據(jù)權(quán)利要求1～7之一所述的硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管，其特征在于有包覆于外層的發(fā)泡保溫層，發(fā)泡保溫層的外層為質(zhì)密層。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種硅烷交聯(lián)聚乙烯復(fù)合管,其特征是包括硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層,包覆于內(nèi)層外周的外層,外層中有至少一層與內(nèi)層復(fù)合擠出的熱塑性塑料層,硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層的壁厚為復(fù)合管壁厚的50～90%,復(fù)合管外層經(jīng)擠出冷卻成型在其管道之間采用熱熔融連接成管網(wǎng)后,在滿足交聯(lián)縮聚反應(yīng)的濕熱環(huán)境和條件下再進(jìn)行交聯(lián)縮聚反應(yīng)而形成硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層或者在連接成管網(wǎng)前進(jìn)行交聯(lián)縮聚反應(yīng)而形成硅烷交聯(lián)聚乙烯內(nèi)層。本實(shí)用新型耐熱性、耐熱老化性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、電絕緣性、阻隔性、耐汽油和芳烴性、抗蠕變性好,強(qiáng)度高,適用范圍廣,便于連接,特別適用于大直徑(比如大于Ф110mm)管道連接。
文檔編號(hào)F16L9/00GK2492729SQ0124798
公開日2002年5月22日 申請(qǐng)日期2001年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月26日
發(fā)明者甘國工 申請(qǐng)人:甘國工