[發明專利]高分子量聚乙烯鋼骨架復合管及其制作方法和復合設備

有效

• 申請號: 201510565314.0
• 申請日: 2015-09-08
• 公開（公告）號: CN105202281B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 劉嵩
• 申請（專利權）人: 劉嵩
• 主分類號: F16L11/08
• 分類號: F16L11/08;F16L11/24;B29D23/00
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司37108
• 代理人: 曲洋

技術領域

本發明涉及一種聚乙烯復合管，具體地說是一種高分子量聚乙烯鋼骨架復合管及其制作方法和復合設備。

背景技術

國內目前大量生產應用的普通聚乙烯鋼絲纏繞復合管存在較多的薄弱環節，例如： PE100級的主體材質原料抗沖擊強度、抗環境應力開裂能力以及耐疲勞性、耐低溫性能有限，為確保管材基體在各受力方向都不會開裂，必須增加管道壁厚，而且基體外部需要雙層交叉纏繞鋼絲，導致管道的制造成本較高，管道自身的柔韌性較差，無法隨地形變化彎曲鋪設，不能抗地面沉降，經常造成因接頭部位應力集中而開裂的事故。另外這類管道在制作時，由于雙層鋼絲交叉纏繞，因此必須采用內管縱向平動、雙排旋轉支架帶著鋼絲輪左右旋轉的復合纏繞方式。而一個旋轉支架上裝著幾百個鋼絲輪，體積大，負荷重，不能快速旋轉，特別是直徑800mm以上大口徑管道，更難復合，所以至今1m以上管徑的PE100鋼絲纏繞復合管仍然是個空白。為解決上述問題，申請人曾提出“超高分子量聚乙烯鋼骨架復合管材”技術，并以申報專利（專利號ZL200810013754.5），在一定程度上解決了普通聚乙烯鋼絲纏繞復合管存在的缺陷。但通過多年應用，發現超高鋼骨架復合管存在幾個不足之處需要解決：1、超高分子量聚乙烯內管材質雖然具有諸多極其優異的性能，但做為供排水管線，大多數高性能指標發揮不出來，而材質原料價格過高，螺桿擠出速度又太慢，生產效率較低，制約了該產品的銷售推廣。2、原超高分子量聚乙烯鋼骨架復合管工藝是在內管上“冷纏”鋼絲，二者沒有復合成一體，在使用中，鋼絲移位及剝離的情況經常發生，影響使用壽命。3、鋼絲和內管、外保護層之間用熱熔膠粘合。這種粘合材料本身機械強度和粘合強度都較低，耐熱性能又差，太陽一曬就熔融了，使管材應付環境變化的能力大打折扣。4、聚乙烯輻射交聯熱縮膠帶雖然許多性能超過PE100聚乙烯，但通過應用，做為外保護層抗外力破壞能力仍顯不足，還是容易損傷、開裂，導致管材鋼絲層進水，鋼絲銹蝕，降低管材的使用壽命。

發明內容

本發明的目的是提供一種高分子量聚乙烯鋼骨架復合管及其制作方法和復合設備，它能夠解決現有技術存在的不足。

本發明為實現上述目的，通過以下技術方案實現：

高分子量聚乙烯鋼骨架復合管，包括高分子量聚乙烯內管，高分子量聚乙烯內管的分子量為20萬-60萬單位，其厚度為4mm-20mm，高分子量聚乙烯內管外壁設置高分子量線性低密度聚乙烯粘合層，高分子量線性低密度聚乙烯粘合層內設置碳素彈簧鋼絲層，碳素彈簧鋼絲層由碳素彈簧鋼絲單層螺旋纏繞形成，碳素彈簧鋼絲的直徑為0.5mm-3mm，高分子量線性低密度聚乙烯粘合層外周設置高分子量聚乙烯片材保護層，高分子量聚乙烯片材保護層的分子量為80萬-95萬單位，高分子量聚乙烯片材保護層由經過熱拉伸處理后的高分子量聚乙烯片材螺旋纏繞并收縮后形成，纏繞后相鄰高分子量聚乙烯片材邊沿相互搭接，搭接寬度為20mm-40mm，高分子量聚乙烯片材的厚度為2 mm-5mm、寬度為200mm-800mm。所述高分子量聚乙烯片材的縱向拉伸強度大于100MPa。

高分子量聚乙烯鋼骨架復合管的制作方法如下：

①用高分子量聚乙烯管材生產線擠出高分子量聚乙烯內管備用；

②取直徑為0.5mm-3mm的碳素彈簧鋼絲備用；

③取高分子量聚乙烯片材進行熱拉伸處理，熱拉伸處理后的高分子量聚乙烯片材厚度為2 mm-5mm、寬度為200mm-800mm；

④對步驟③中熱拉伸處理后的高分子量聚乙烯片材的一面進行表面活化處理，并在活化處理后的表面上熱覆高分子量線性低密度聚乙烯粘合材料，高分子量線性低密度聚乙烯粘合材料的厚度為0.5mm-2mm；

⑤對步驟①得到的高分子量聚乙烯內管表面進行加熱活化處理，對步驟②所述的碳素彈簧鋼絲和步驟④熱覆粘合材料后的高分子量聚乙烯片材分別進行預熱，預熱后的溫度為160℃-200℃；