[發明專利]預防端部鼓脹失效的鋼絲增強熱塑性塑料復合管及制造方法

有效

• 申請號: 202210116115.1
• 申請日: 2022-02-05
• 公開（公告）號: CN114607844B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 施建峰;王中震;鄭津洋;葛周天
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F16L9/147
• 分類號: F16L9/147;B29D23/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.一種預防端部鼓脹失效的鋼絲增強熱塑性塑料復合管，包括熱塑性塑料內層、包覆于熱熔膠中的鋼絲增強層、熱塑性塑料外層，各相鄰結構之間緊密結合；所述鋼絲增強層至少有一層，是由多根鋼絲螺旋交錯纏繞編織形成，具有由不同纏繞方向的鋼絲相交形成的交點；其特征在于，位于復合管兩個端部最外側的沿周向布置的交點，是以焊接方式實現固定連接；

對于不同層數的鋼絲增強層，按如下方式實現交點的固定連接：

（1）對于單層的鋼絲增強層：以沿周向的最外側一圈交點作為固定連接點；

（2）對于雙層的鋼絲增強層：以內層的鋼絲增強層作為基準，根據沿內層鋼絲纏繞方向和距離最近原則選擇與每一根內層鋼絲相交的外層鋼絲，將兩者的最外側交點作為固定連接點；

（3）對于超過雙層的鋼絲增強層：選擇其中一個內層的鋼絲增強層作為基準，根據沿內層鋼絲纏繞方向和距離最近原則選擇與每一根內層鋼絲相交的外層鋼絲，將兩者的最外側交點作為固定連接點。

2.根據權利要求1所述的鋼絲增強熱塑性塑料復合管，其特征在于，所述熱塑性塑料內層與熱塑性塑料外層的材質是聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯中任意一種單一樹脂，或者是經炭黑、碳納米管或石墨烯改性的任意一種復合樹脂。

3.根據權利要求1所述的鋼絲增強熱塑性塑料復合管，其特征在于，所述鋼絲增強層是由正反交錯纏繞編織形成的單層結構；或者是由正反交錯纏繞編織形成的多個單層結構重復疊套組成的多層結構，相鄰單層結構的鋼絲彼此充分接觸。

4.根據權利要求1所述的鋼絲增強熱塑性塑料復合管，其特征在于，所述鋼絲的熔點范圍在1400℃-1600℃，鋼絲的直徑范圍在0.6 mm-2.5 mm，鋼絲材質中的含碳量小于0.7%，鋼絲表面沒有涂層以確保鋼絲在交點處能直接接觸。

5.根據權利要求1所述鋼絲增強熱塑性塑料復合管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）先擠出熱塑性塑料內層，在其外表面噴涂熱熔膠；然后在熱熔膠外側交錯纏繞鋼絲增強層，再噴涂熱熔膠將鋼絲增強層包覆起來；最后擠出熱塑性塑料外層，得到復合管；

（2）根據預設長度裁切復合管的兩端，使鋼絲增強層的端部露出每一根鋼絲端點用于點焊時進行接線；

（3）對復合管的兩個端部施加徑向壓力，并確保復合管兩個端部最外側的沿周向布置的交點處的鋼絲保持密切接觸；

（4）選擇鋼絲增強層中相鄰且相交的兩根鋼絲端部，分別以導線連接至點焊機電源的正負極，利用施加電壓的方式對鋼絲交點進行點焊操作；通過輪換選取對向的最遠端交點進行操作的方式，對周向布置的各交點進行交替點焊以避免局部熱量積聚，最終使復合管兩個端部最外側的全部交點均實現固定連接。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟（1）中，當鋼絲增強層有多層時，先在最內側的鋼絲增強層外部噴涂熱熔膠將其包覆起來，然后繼續交錯纏繞一層鋼絲增強層，再以熱熔膠進行包覆；以此類推，從而實現熱熔膠對多層鋼絲增強層的間隔與包覆。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟（3）中，對復合管施加的徑向壓力不超過1.2 MPa。

8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟（4）中，點焊過程中維持點焊機的電流參考值不小于10 A，單個焊接節點的通電時間不超過2 s。

9.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟（4）中，按下述方式選擇點焊時的交點和擬連線的鋼絲：

（1）對于單層的鋼絲增強層：以沿周向的最外側一圈交點作為固定連接點，將兩根導線分別連接電源和形成該交點的兩根鋼絲的端部；

（2）對于雙層的鋼絲增強層：以內層的鋼絲增強層作為基準，根據沿內層鋼絲纏繞方向和距離最近原則選擇與每一根內層鋼絲相交的外層鋼絲，將兩者的最外側交點作為固定連接點；將兩根導線分別連接電源和形成該交點的內層鋼絲與外層鋼絲的端部；

（3）對于超過雙層的鋼絲增強層：選擇其中一個內層的鋼絲增強層作為基準，根據沿內層鋼絲纏繞方向和距離最近原則選擇與每一根內層鋼絲相交的外層鋼絲，將兩者的最外側交點作為固定連接點；將兩根導線分別連接電源和形成該交點的內層鋼絲與外層鋼絲的端部。