專利名稱：超高分子量聚乙烯高強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚乙烯管道，是一種超高分子量聚乙烯高強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道及 其制備方法。
技術(shù)背景申請人的超高分子量聚乙烯管道專利產(chǎn)品經(jīng)過近幾年的市場使用，由于 其性能優(yōu)越，已得到用戶的廣泛認(rèn)可。但是，隨著聚乙烯原料價(jià)格的不斷上 調(diào)，使生產(chǎn)成本大幅度提高。為了降低生產(chǎn)成本，申請人研制采用鋼絲的復(fù) 合管道，以期使管壁減薄，從而降低聚乙烯材料的用量。公知技術(shù)中用鋼絲 做襯的復(fù)合管有多種結(jié)構(gòu)，但都存在一些不足之處例如以聚乙烯或硅烷 交聯(lián)聚乙烯材料為復(fù)合管基體的，抗沖擊強(qiáng)度，其抗拉強(qiáng)度、耐磨性、抗環(huán) 境開裂和抗疲勞性能均較低。由于管材基體強(qiáng)度不高，加之鋼絲的纏繞方式 等原因所致，單層鋼絲復(fù)合管易產(chǎn)生環(huán)向開裂，雙層鋼絲復(fù)合管縱向不能彎 曲，接頭部位產(chǎn)生應(yīng)力集中，在安裝或使用中出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。又如ZL031511309號專利公開的方案中，采用玻璃鋼為外層，這種管道外層的抗 開裂、耐磨損及耐疲勞性能極差，極易開裂或剝落，暴露的鋼絲很快會在應(yīng) 用環(huán)境中腐蝕，造成管道泄漏，進(jìn)而使管道報(bào)廢，因此，這種管道目前在市 場中尚未得到用戶認(rèn)可。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是，提供一種超高分子量聚乙烯高強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道及其制 備方法，它能夠有效地克服其它類型鋼骨架聚乙烯復(fù)合管現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，使復(fù)合管的主要管道機(jī)械性能指標(biāo)和承壓能力大幅度提高，工程造價(jià) 大幅度降低。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)超高分子量聚乙烯髙 強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道，它有基體管，基體管是超髙分子量聚乙烯管，在基體管外 壁采用鋼絲以垂直于基體管軸線方式纏繞排列，鋼絲外壁包裹片材狀螺旋纏 繞的輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶，在鋼絲與鋼絲之間、鋼絲與基體管之間、鋼 絲與輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶之間采用聚乙烯熱熔膠加熱粘合成一體。輻射 交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶的厚度為1.9一4.5毫米，膠帶采用低密度聚乙烯為基體 制成片材，經(jīng)過壓延拉伸和輻射后的片材基體上涂覆m — 9411聚乙烯熱熔膠。 所述鋼絲是彈簧鋼絲，鋼號是72A，鋼絲直徑是0.8—2.5毫米。在低密度聚乙 烯為基體的膠帶上涂覆的m—9411聚乙烯熱熔膠的厚度為0.5—1.2亳米。所述的超髙分子量聚乙烯高強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道的制備方法選用超髙分子量聚乙烯管為基體管；在基體管外表面涂聚乙烯熱熔膠；對基體管外表面進(jìn)行活化處理和縮徑處理；在基體管外壁采用鋼絲以垂直于基體管軸線的方式纏繞排列；采用低密度聚乙烯制造厚度為1.9—4.5毫米片材，作為輻射交聯(lián)聚乙烯 拉伸膠帶基體，將片材進(jìn)行壓延拉伸后再進(jìn)行輻射處理，然后在片材表面涂 覆聚乙烯熱熔膠，得到輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶備用；最后將輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶以螺旋纏繞方式包裹到基體管外壁的鋼 絲上，通過熱熔的方式將基體管、鋼絲及輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶膠連成一 體。所述熱熔方式為采用紅外線加熱后，再對鋼絲通電加熱。片狀輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶在包裹基體管外壁鋼絲時(shí)，兩片膠帶在軸向連接之間搭接15 一40毫米。輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶基體表面涂覆的聚乙烯熱熔膠厚度為0.2 一1.5毫米。輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶表面涂覆的聚乙烯熱熔膠厚度為0.5_ 1.2毫米。所述聚乙烯熱熔膠是m—9411聚乙烯熱熔膠。本發(fā)明的管道經(jīng)過試用、測試達(dá)到如下優(yōu)點(diǎn)各種性能均比已有技術(shù)有 大幅度提高承壓能力高3.5倍左右，抗沖擊強(qiáng)度高4倍左右，抗疲勞強(qiáng)度 高22倍，耐低溫低于已有技術(shù)50'C,耐高溫高于已有技術(shù)4(TC，耐腐蝕性 高2.7倍左右，柔韌性高60%，在低溫極限和高溫極限環(huán)境下不出現(xiàn)開裂現(xiàn) 象；剝離強(qiáng)度高達(dá)50N/cm，管道外層抗刻劃、耐輻照；管道柔韌性好不會出 現(xiàn)接頭應(yīng)力集中斷裂現(xiàn)象；造價(jià)低，僅是已有復(fù)合管道的三分之一價(jià)，是一 種性能優(yōu)越，造價(jià)極低的產(chǎn)品。本申請所述的方法能夠根據(jù)用戶要求制造大 口徑產(chǎn)品。


附圖1是本發(fā)明復(fù)合管道結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1是鋼絲，2是熱熔膠，3是輻射交聯(lián)聚乙烯拉帶膠帶，4是基體管。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種超高分子量聚乙烯高強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道，其結(jié)構(gòu)特征是 基體管是超高分子量聚乙烯管，在基體管外壁采用鋼絲以垂直于基體管軸線 方式纏繞排列，高強(qiáng)度鋼絲和這種纏繞排列方式能夠增加管道的環(huán)向承壓力， 經(jīng)測試環(huán)向承壓力比已有技術(shù)產(chǎn)品高3倍左右。在鋼絲外壁包裹片材狀螺旋 纏繞的輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶，在鋼絲與鋼絲之間、鋼絲與基體管之間、 鋼絲與輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶之間采用聚乙烯熱熔膠加熱粘合成一體。本發(fā)明所述輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶的厚度為1.9_4.5毫米，性價(jià)比優(yōu) 選的厚度是2—4毫米，粘結(jié)牢固，并可降低成本。膠帶采用低密度聚乙烯為 基體制成片材，然后進(jìn)行壓延拉伸以增強(qiáng)其強(qiáng)度，再進(jìn)行輻射交聯(lián)，經(jīng)過輻 射后的片材基體上涂覆一層m—9411聚乙烯熱熔膠，m—9411聚乙烯熱熔膠 是經(jīng)過篩選試驗(yàn)確定的優(yōu)選方案，它具有粘接力強(qiáng)，適用溫度范圍廣的優(yōu)點(diǎn)， 軟化點(diǎn)是115'C—120°C。本發(fā)明所述鋼絲是彈簧鋼絲，鋼號是72A，鋼絲直徑是0.8—2.5毫米， 這種優(yōu)選的鋼絲抗拉強(qiáng)度達(dá)到1980N/mm2。本發(fā)明的進(jìn)一步方案是:在低密度聚乙烯為基體的膠帶上涂覆的m—9411 聚乙烯熱熔膠的厚度為0.5—1.2毫米，這是性價(jià)比的優(yōu)選方案，當(dāng)然，該厚 度大于1.2毫米，在2.5毫米以內(nèi)，其粘接效果更好，但成本相應(yīng)提高。本發(fā)明提供一種超高分子量聚乙烯高強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道的制備方法，其工 藝流程為選用超高分子量聚乙烯管為基體管；在基體管外表面涂聚乙烯熱熔膠；對基體管外表面進(jìn)行活化處理和縮徑處理；在基體管外壁采用鋼號為72A的彈簧鋼絲以垂直于基體管軸線的方式纏 繞排列；采用低密度聚乙烯制造厚度為1.9—4.5毫米片材，作為輻射交聯(lián)聚乙烯 拉伸膠帶基體，將片材進(jìn)行壓延拉伸后再進(jìn)行輻射處理，然后在片材表面涂 覆聚乙烯熱熔膠，得到輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶備用；最后將輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶以螺旋纏繞方式包裹到基體管外壁的鋼絲上，通過熱熔的方式將基體管、鋼絲及輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶膠連成一 體。本發(fā)明所述熱熔方式為采用紅外線加熱后，再對鋼絲通電加熱，這可進(jìn) 一步保證其粘結(jié)效果。片狀輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶在包裹基體管外壁鋼絲時(shí)，兩片膠帶在軸向連接之間搭接15—40毫米，以增加其牢固性、環(huán)向承壓 強(qiáng)度。輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶基體表面涂覆的聚乙烯熱熔膠厚度為0.2 — 1.5 毫米。性價(jià)比優(yōu)選的厚度為0.5—1.2毫米。所述聚乙烯熱熔膠是m—94U聚 乙烯熱熔膠。本發(fā)明方法中所述的縮徑處理可使內(nèi)管始終保持對鋼絲的膨脹力，使鋼 絲與內(nèi)管之間在長期壓力頻繁交變過程中，不產(chǎn)生脫離，延長本發(fā)明管道的 使用壽命。本發(fā)明所述對鋼絲進(jìn)行電加熱可采用調(diào)壓器直接控制，使加熱效 率和粘結(jié)效果更好。本發(fā)明所述輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶片材拉伸比例為l: 3倍，經(jīng)過輻照 后的膠帶拉伸強(qiáng)度可達(dá)40Mpa—65Mpa。本發(fā)明所使用鋼號為72A彈簧鋼絲是經(jīng)過測試后的優(yōu)選方案，這種鋼絲 用本發(fā)明所述的纏繞方法，可使本發(fā)明管道的承壓能力達(dá)到較高水平，比已 有技術(shù)高3倍左右，并能使管道受壓變形后恢復(fù)原狀。鋼絲直徑選擇0.8—2.5毫米之間，它在具有較高的抗拉強(qiáng)度的同時(shí)，還 使管道具有一定的柔韌性和彈性。本發(fā)明所述輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶表面涂覆的聚乙烯熱熔膠只需涂一 個(gè)表面即可。輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶為長條狀，寬度一般為20—30厘米， 長度可根據(jù)需要制成l米、2米、5米或更長等。
權(quán)利要求
1、超高分子量聚乙烯高強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道，它有基體管，其特征在于基體管是超高分子量聚乙烯管，在基體管外壁采用鋼絲以垂直于基體管軸線方式纏繞排列，鋼絲外壁包裹片材狀螺旋纏繞的輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶，在鋼絲與鋼絲之間、鋼絲與基體管之間、鋼絲與輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶之間采用聚乙烯熱熔膠加熱粘合成一體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超髙分子量聚乙烯髙強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道，其特征 在于輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶的厚度為1.9 — 4.5亳米，膠帶采用低密度聚乙烯為基體制成片材，經(jīng)過壓延拉伸和輻射后的片材基體上涂覆m—9411聚 乙烯熱熔膠。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚乙烯髙強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道，其特征 在于所述鋼絲是彈簧鋼絲，鋼號是72A,鋼絲直徑是0.8—2.5毫米。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超高分子量聚乙烯髙強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道，其特征 在于在低密度聚乙烯為基體的膠帶上涂覆的m—9411聚乙烯熱熔膠的厚度 為0.5—1.2亳米。
5、 權(quán)利要求l一4任一項(xiàng)所述的超髙分子量聚乙烯髙強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道的 制備方法，其特征在于選用超高分子量聚乙烯管為基體管； 在基體管外表面涂聚乙烯熱熔膠； 對基體管外表面進(jìn)行活化處理和縮徑處理； 在基體管外壁采用鋼絲以垂直于基體管軸線的方式纏繞排列；采用低密度聚乙烯制造厚度為1.9一4.5亳米片材，作為輻射交聯(lián)聚乙烯 拉伸膠帶基體，將片材進(jìn)行壓延拉伸后再進(jìn)行輻射處理，然后在片材表面涂 覆聚乙烯熱熔膠，得到輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶備用；最后將輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶以螺旋纏繞方式包裹到基體管外壁的鋼 絲上，通過熱熔的方式將基體管、鋼絲及輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶膠連成一 體。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超高分子量聚乙烯髙強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道的制備方 法，其特征在于所述熱熔方式為采用紅外線加熱后，再對鋼絲通電加熱。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的超高分子量聚乙烯高強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道的制 各方法，其特征在于片狀輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶在包裹基體管外壁鋼絲 時(shí)，兩片膠帶在軸向連接之間搭接15—40亳米。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超髙分子量聚乙烯高強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道的制備方 法，其特征在于輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶基體表面涂覆的聚乙烯熱熔膠厚 度為0.2 — 1.5亳米。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超髙分子量聚乙烯髙強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道的制各方 法，其特征在于輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶表面涂覆的聚乙烯熱熔膠厚度為 0.5—1.2毫米。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5、 8或9任一項(xiàng)所述的超高分子量聚乙烯高強(qiáng)鋼絲復(fù) 合管道的制各方法，其特征在于所述聚乙烯熱熔膠是m — 9411聚乙烯熱熔 膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超高分子量聚乙烯高強(qiáng)鋼絲復(fù)合管道及其制備方法，在基體管外壁采用鋼絲以垂直于基體管軸線方式纏繞排列，鋼絲外壁包裹片材狀螺旋纏繞的輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶，在鋼絲與鋼絲之間、鋼絲與基體管之間、鋼絲與輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶之間采用聚乙烯熱熔膠加熱粘合成一體。其制備方法是選用超高分子量聚乙烯管為基體管，在基體管外壁采用鋼絲以垂直于基體管軸線的方式纏繞排列；最后將輻射交聯(lián)聚乙烯拉伸膠帶以螺旋纏繞方式包裹到基體管外壁的鋼絲上，通過熱熔的方式膠連成一體。本發(fā)明的管道柔韌性好不會出現(xiàn)接頭應(yīng)力集中斷裂現(xiàn)象；造價(jià)低，僅是已有復(fù)合管道的三分之一價(jià)，能夠根據(jù)用戶要求制造大口徑產(chǎn)品。
文檔編號F16L9/147GK101230938SQ20081001375
公開日2008年7月30日 申請日期2008年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月11日
發(fā)明者劉阜東 申請人:劉阜東