CN101038049A - 有极性聚合物和无极性聚合物与金属增强体复合的管道 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种有极性聚合物和无极性聚合物与金属增强体复合的管道，其复合管道的管壁是由经过接枝改性的具有极性基团的聚烯烃聚合物连续体通过有孔洞金属增强体骨架上的孔洞与其内、外表面牢固粘结和包覆形成，在该管壁的内层或者外层复合有一层非极性聚烯烃聚合物层。本发明能解决金属与聚乙烯复合二者界面不易牢固粘结复合为一体的技术难题、降低成本，有明显的经济效益，能可靠、方便连接。

Description

有极性聚合物和无极性聚合物与金属增强体复合的管道

技术领域：

本发明涉及聚烯烃材料的接枝改性，将其由非极性聚合物改性为极性聚合物，涉及金属和聚烯烃复合的管道生产技术，特别步有孔洞的作为增强体的金属筒形骨架与有极性的聚烯烃材料和无极性聚烯烃材料复合的管道有关。

背景技术：

金属与聚合体物复合的管道包括管材和管件已有许多的技术及专利报道，在实际工程应用中也有大量的产品和工程应用，这种复合管道已成为重要的产业在不断发展和进步。

金属管道有较高的强度及较低的热线胀系数，但其不耐腐蚀，不仅不能输送腐蚀性流体，即使输送不腐蚀流体，埋地等应用时至少也要作表面防电腐蚀的防护处理。聚合物管有较好的防腐蚀性能，也方便连接，在饮用水和腐蚀性流体输送，化工工程应用方面，有非常好的使用性能，但在输送压力要求较高，输送流体温度高于50℃～80℃时纯聚合管的承压能力大大折减，特别是热线胀系数是金属管的十倍以上，纯聚合管的应用受到限制。

由于上述两种管各有优异的性能，但各又有不可克服的问题存在，因此金属与聚合物复合的管道作为一种优点结合，缺点克服的管道有了长足的发展。这种复合管多以金属管或骨架作为增强体，根据工程需要在其内壁和/或外壁复合管聚合物材料。由于在管的内外壁复合聚合物，该聚合物主要承担防腐功能，所以管与管、管与管件之间的连接还主要依靠金属管及骨架之间的焊接连接或螺纹连接，靠聚合物之间的熔焊和对接还承受不了系统压力要求。特别是直径在φ630以上的管道，基本依靠金属管之间的焊接连接，φ630以下的管即使焊接了，但内壁由于焊接缝无法进入人员，再次复合聚合物对接头处防腐，使金属管与聚合物管在小于φ630以下的复合管的工程应用出现困难。因为若对金属管和骨架对接焊或螺纹连接，连接处破坏了的聚合物复合层地方内壁无法修复。因此在此背景情况下，以有孔洞的金属骨架作为增强体在骨架上复合聚合物的复合管道有了充分的发展。这种管强度主要由金属增强骨架承受，聚合物连续体主要承担防腐和管与管，管与管伯之间的熔融连接，但聚合物与金属管，金属筒形骨架之间的复合也存在许多重要的技术困难和问题。一般防腐性能好；耐化学药品性能好，输送饮用水符合标准的聚合物都属于非极性聚合物如聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)，但与其复合的界面或表面是金属表面，如铝板带、钢板带，这些表面是典型的极性表面，二者之间根本不能粘结和亲合，虽然聚合物连续体将其表面包覆和复合，但界面实际是分离的，为此人们在生产和应用这种复合管道时，在二者界面的粘结、亲合，实现真正意义上的复合上采用了很多办法。因为不解决二者界面的亲合性，不能使二者界面真正粘合、牢固复合为一体，实际上我们并没有真正获得二者优异性能共同发挥的复合材料。

已知和公开的非极性聚合物(如PE或PP)与极性的钢金属表面和铝金属表面的牢固粘结、复合在一起，到目前为止还主要是依靠在二者界面之间，增加一层粘结剂层或涂覆一层能使二者亲合和牢固复合在一起的过渡层。具体的技术方案有许多种。一种是在界面之间使用有极性基团的但又能与非极性聚合物融合和粘结为一体的粘结剂，比如市售的二元共聚的乙烯—丙烯酸乙酯共聚物，乙烯—丙烯酸共聚物，和三元共聚的乙烯—醋酸乙烯—乙烯醇共聚物等等，另一种是在金属表面预先涂覆一层过渡层比如环氧树脂，在其之上再复合一层乙烯—醋酸乙烯共聚物，再与非极性的聚合物复合。

这些粘结剂层或涂覆的过渡层都能较好将极性金属表面和非极性的聚合物牢固的复合在一起。但由于需要专门的挤出涂覆设备来涂覆这层粘结剂层，在复合管的生产线上需要多增加至少两台分别在金属管或骨架内外表面挤出涂覆的设备，使投资增加，生产成本增高，工艺不易控制，特别对于直径较小比如φ200管的生产线，是较困难的。为了使粘结剂能有效的涂覆在金属骨架表面，并充分湿润金属极性表面，一般这些粘结剂的加工熔点者较低，融熔指数较高，在界面上虽然能容易的将二者界面粘结复合，但当复合管在较高使用温度时，这层粘结剂层又会在界面上产生因熔点低耐温能力不够的滑移，破坏了作为二者结合起来承担承压和防腐及连接的优异功能，使非极性的复合的聚合物层与金属表面的复合也相应发生滑移，降低了复合管的耐温工程应用温度，实际降低了管的工程性能。加之这种粘结剂层复合技术在有孔洞的金属骨架表面的应用，会使通过孔洞包覆骨架的聚合物连续体因粘结剂层的不耐温熔融和滑移，大大降低复合管的耐温工程性能，严重时甚至会使非极性聚合物连续体通过骨架的孔洞在骨架的内外层之间滑移，破坏了作为二者结合起来承担压力了防腐及连结牢固的优异性能，而大大降低该复合管输送热水介质和腐蚀介质的承压能力，因此即要通过有孔洞的金属增强体骨架来生产与聚合物复合的管道，以便解决前述的方便φ630以下管径的复合管，利用聚合物连续体来实现管与管，管与管件之间的熔融连接，同时又利用骨架的孔洞将包覆的连续体高于金属材料十倍的热线胀的膨胀锁住，使连续体及复合管有类式金属和及金属骨架的线胀率而充分发挥有孔洞的金属骨架的聚合物复合的复合管的优异性能，又要使聚合物连续体与金属极性表面牢固粘结和复合，防止二者界面和断面有流体介质因界面的未牢固复合而渗透入结合界面，使管道防腐和防漏连接功能失效，对于在二者界面用更好、成本更低、复合更可靠、生产更方便、对于复合管功能又能充分发挥的界面牢固粘结和复合的新的技术方案，成了业界追求的重点。为此笔者曾经申请了不少专利和作了许多方案设计，但都没能跳出前述的那几种基本方案，更没有方案，市面业界也没有方案涉及利用聚合物连续体可以采用改性接枝极性基团使非极性聚合物直接具有极性并能直接包覆和牢固粘结复合极性的金属骨架，特别是有孔洞的金属骨架的技术方案，这样一来，即使二者界面牢固粘结和复合为一体，又使有孔洞的金属骨架与聚合物连续体通过孔洞连为一体，即防止聚合物连续体产生聚合物的高于金属骨架十倍的线胀或热膨胀，又能因其牢固复合为一体，可以通过管或管件外壁的热熔或电热熔将其骨架孔洞的内外层聚合物融熔连接起来呈管网，实现可靠的管网熔融连接，解决了金属与聚合物复合的管道不能充分发挥其优异性能，不能方便连接，二者界面不易牢固粘结复合为一体或复合为一体必须涉及粘结剂层或涂覆过渡层的投资大，成本高等技术难题。

本申请人申请的申请号200510020523，于2005年9月公开的钢塑复合管生产方法及装置在说明书中曾公开了采用马来酸酐或丙烯酸酯接枝的聚合物作包覆金属骨架的聚合物连续体，以及采用更经济的用上述接枝聚合物15～30％的重量比与没接枝的聚乙烯或聚丙烯共混改性来作为连续体的技术方案，但业内专业人士都知道仅用共混比例来实现牢固的粘结和复合是公开不充分的，因不同聚合物材料与不同的含极极性基团的不饱和羧酸的接枝率是很大差别的，可以在0.3～6％范围产生接枝率，与金属如钢和铝的极性表面要实现真正的牢固粘结和复合，在表面有一定条件下，上述聚合物和不饱和羧酸的接枝率至少要达到0.12％以上的接枝率，若简单的用15～30％的重量比来共混，技术方案实现不了目的，将非极性的聚烯烃材料接枝改性为有极性的聚烯烃材料，至少涉及到用不饱和羧酸和过氧化物接枝引发剂，这些改性的原辅料配方，对于每一吨材料的配方成本至少高于不改性同样材料1000元，加之通过反应挤出机的反应挤出造粒，还需增加直接费用每吨在1000元以上，所以全部用改性为极性聚烯烃材料来生产钢塑复合管道，虽然性能有很大的提高，但为了扩大其工程应用范围和降低工程成本，如何降低管道管壁的材料成本而又要保持有极性聚烯烃与金属骨架增强体复合的管道的优点和良好性能，在管壁的结构上采用多层复合，特别采用价格便宜的未经改性的非极性聚烯烃材料来生产是降低成本的非常有效的技术方案。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上不足，提供一种能解决金属与聚乙烯复合二者界面不易牢固粘结复合为一体的技术难题、降低成本、有明显的经济效益、能可靠、方便连接的有极性聚合物和无极性聚合物增强体金属复合的管道。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明有极性聚烯烃聚合物和无极性聚烯烃聚合物与金属增强体复合的管道，复合管道的管壁是由经过接枝改性的具有极性基团的聚烯烃聚合物连续体通过有孔洞金属增强体骨架上的孔洞与其表面牢固粘结和包覆形成，在该管壁的内层或者外层复合有一层非极性聚烯烃聚合物层，复合的管道，复合管管壁的有极性基团或有极性的聚烯烃连续体的极性基团是羧基或羟基或羰基或酸酐基，其接枝率为0.12％～3％也即测量其凝胶率为0.12％～3％，其红外光谱图有典型的上述极性基团的特征吸收峰。采用此方案在管壁的聚合物材料中有近50％材料是不需接枝改性的非极性的聚合物，若管壁设计较厚，有近65％的材料不需改性，将聚合物的材料成本至少降低8～15％，有明显的经济效益，若在输送饮用水管的内层采用复合一层未改性的非极性的聚烯烃材料，将会使其卫生指标更好，对改性的有极性的聚合物的残留的微量的过氧化物和有机酸有更好的阻隔和屏蔽。

上述的复合的管道，复合管壁的连续体是由有马来酸酐(MAH)、丙烯酸系(MMA、AA)中的一种与高密度聚乙烯(HDPE)、非交联耐热聚乙烯(PE-RT)中的一种在过氧化物接枝引发剂作用下经过挤出机挤出接枝反应改性为具有极性基团的聚乙烯的聚合物组成，在该管壁的内层或者外层复合的一层非极性聚烯烃聚合物是高密度聚乙烯(HDPE)或非交联耐热聚乙烯(PE-RT)。此方案有成熟公开的配方及工艺，用马来酸酐(MAH)与PE-RT接枝，有成熟公开的配方和工艺可以得到耐温性良好的有极性的聚乙烯，在热水管网上应用，对复合界面在高于80℃，压力大于0.8Mpa使用有特别的防渗透的能力。因为非交联耐热聚乙烯(PE-RT)有极好耐热性能，在聚乙烯品种类仅次于交联聚乙烯，但其有方便的加工性能且不必像硅烷交联聚乙烯必须经过水解缩聚交联反应的麻烦工序，较过氧化物交联聚乙烯又有方便融熔连接的性能，接枝率可达0.5％以上，接枝后不仅耐热性不下降，由于改性为极性后与金属骨架有更好的粘结，更能与增强体一起承担热水管网的耐温长期运行且承压能力的折减比不改性的PE-RT的复合管减少5％，即提高了承压能力。由于在管壁内层或者外层复合了一层非极性的非交联耐热聚乙烯(PE-RT)大大节约了这一较昂贵的材料成本，可以扩大其在北方热水管网的推广应用。该方案中由于在极性的HDPE材料上复合了一层非极性的HDPE特别是在内层复合，大大提高了其卫生性能指标和节约了材料成本。

上述的复合的管道，复合管道管壁的连续体是由有马来酸酐(MAH)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸羧乙酸(HEMA)、甲基丙烯酸缩水甘油脂(GMA)中的一种与聚丙烯(PPB、PPH)、无规共聚聚丙烯(PP-R)中的一种在过氧化物接枝引发剂作用下，经过挤出机挤出接枝反应改性为具有极性基团的聚丙烯的聚合物组成，在该管壁的内层或者外层复合的一层非极性聚烯烃聚合物是聚丙烯(PPB、PPH)或无规共聚聚丙烯(PP-R)。此方案有成熟公开的配方及工艺，用此方案获得了热水管网和耐热化学流体介质的输送管道，特别是PP-R管道，由于有金属骨架的增强作用以及PP-R的耐热优异性能，扩大了聚丙烯管道在化学流体工程上的应用。

上述的复合的管道，复合管道管壁的连续体是有极性基团的硅烷交联聚乙烯或硅烷可交联聚乙烯连续体，在该管壁的内层或者外层复合的一层非极性聚烯烃聚合物是非交联耐热聚乙烯(PE-RT)。将硅烷交联(或硅烷可交联)聚乙烯改性为有极性基团的聚合物，是分两步进行的，第一步：是分别将聚乙烯按成熟公开的硅烷接枝配方及工艺将其接枝为硅烷可交联聚乙烯；另外一边将聚乙烯按成熟公开的配方和方法接枝为有极性基团的聚乙烯；第二步：二者再混合挤出为有极性的硅烷可交联聚乙烯，这样得到的材料凝胶率低于60％。若第2步是将己硅烷接枝的聚乙烯直接加入马来酸酐等不饱和羧酸，利用残存的引发剂和已存在的自由基将己硅烷接枝的聚乙烯接枝反应为有极性基团的材料，该种方法硅烷接枝率(或叫凝胶率)大于60％。

上述的复合的管道，复合管道管壁的连续体是有极性基团的硅烷交联聚丙烯或硅烷可交联聚丙烯连续体，在该管壁的内层或者外层复合的一层非极性聚烯烃聚合物是非交联的聚丙烯。其工艺和生产方法基本同于硅烷交联(或硅烷可交联)聚乙烯。

上述的复合的管道，复合管道管壁的连续体是有极性基团的聚烯烃与没有接枝改性的非极性的聚烯烃共混制成的，其共混物接枝率至少大于0.12％(也即测量其有极性基团的聚合物的凝胶率至少大于0.12％)。接枝改性有极性基团的聚乙烯，其接枝率一般在0.5％～0.8％，若有苯乙烯单体参加接枝反应的聚丙烯为2～3％，若有孔洞钢带金属骨架表面经过清洁和毛化处理，一般羧基或羟基或羰基或酸酐基极性基团的接枝率达到0.12％以上连续体就可以有效粘结牢固并复合好骨架表面，因此有极性的聚烯烃和非极性的聚烯烃的混合比例，完全可以根据金属骨架表面的粘结性能在一定比例中调整。若有极性聚乙烯接枝率大于0.72％，混合比例非极性聚乙烯可以为70～80％，有极性聚乙烯为大于20％，就能将经清洁的筒形金属骨架粘结和包覆牢固，若有极性的聚丙烯接枝率为3％，混合比例非极性聚丙烯可以为90％～95％，有极性聚丙烯为5％～10％，应能将骨架粘结和包覆牢固，并能承受对复合界面(断面)20℃水温，0.6Mpa水压的防渗透、撕裂、撕开复合界面的承压试验。与原在申请号200510020523中公开的加入比例15～30％重量比的一方案比较说明，原方案根本不确定，因低于20％的比例对于接枝率在0.4％的聚乙烯而言，即表示共混料接枝率低于0.12％，实际是不能与金属极性表面牢固粘结和复合并承担一定压力的水对界面的压力渗透的试验。对于接枝率为2％～3％的聚丙烯而言低于15％参入比例，接枝率仍高于0.12％仍可通过压力试验。这一方案可以比管壁包覆骨架全部使用接枝料节约成本，使该种由极性聚烯烃包覆骨架形成管壁的管道具有市场竟争能力得以大量应用。

上述的复合的管道，复合管道管壁的连续体是接枝改性的有极性基团的质量百分比为5～60％的聚丙烯与质量百分比为40～95％没有用不饱和羧酸接枝改性的硅烷可交联聚乙烯，共混挤出，经交联缩聚反应成为有极性的硅烷交联聚合物合金，在该管壁的内层或者外层复合的一层非极性的聚烯烃聚合物是具有融熔连结性能的非交联耐热聚乙烯(PE-RT)或聚丙烯(PPH、PPB)或无规共聚聚丙烯(PP-R)，非极性的聚烯烃聚合物是在管道管壁未交联缩聚反应前复合的。比如取有极性的接枝率在2.5～3％的无规共聚聚丙烯(PP-R)10～15％的重量。取未经改性的没有极性的硅烷可交联聚乙烯85～90％的重量，经共混挤出与金属骨架复合，此共混料经水解交联缩聚反应后，其硅烷交联度也即凝胶率在60％以上，尚能充分保证其热性能，加之PP-R本身的强度高，耐热性能好，其二者的合金也有充分的性能保证，加之与金属骨架有牢固的粘结和包覆及复合，该管在热水和热的化学介质输送方面有优异的性能。在有极性的硅烷交联聚合物包覆的骨架形成的管壁的内层或外层复合一层，PE-RT或PP-R，使不能熔接的管道变成可以方便融熔连接的管道，解决了硅烷交联的聚合物与金属骨架的牢固粘结和复合难题及其融熔连接的难题。

上述的复合的管道，复合管道的管材的有孔洞的金属增强体骨架是用有孔洞的钢板或钢带经纵向卷曲或螺旋卷曲再经焊接而成的。

上述的复合的管道，复合管道的管材的有孔洞的金属增强体骨架是纬向钢丝缠绕经向钢丝经焊接而成的。

上述的复合的管道，复合管道的有孔洞的金属增强体骨架的表面有防止金属氧化和侵蚀的电镀层或用真空物理镀膜方法(PVD)镀的金属防腐层。为了使管道的防腐能力提高，寿命更长，对金属骨架的表面镀铜或镀锡或镀铬，以使骨架增强功能长期的保持。

上述的复合的管道，复合管道的管件是二通或三通或四通或是90°弯头或45°弯头以及变径有大小头的管件，有孔洞的金属增强体骨架是有孔钢板或钢丝焊制件或精密铸造的金属件。

本发明有极性聚烯烃聚合物和无极性聚烯烃聚合物与金属增强体复合的管道，既可制作管材，也可制作管件，采用经过接枝改性的具有羧基或羟基或羰基或酸酐基极性基团的聚烯烃连续体将骨架的表面牢固粘结和包覆形成管壁，再在管壁的内层或者外层上复合一层非极性的聚烯烃，解决了金属与聚合物复合的管道不能充分发挥其优异性能、不能方便粘接、二者界面不易牢固粘结复合为一体或复合为一体必须涉及粘结剂层或涂覆过渡层的投资大、材料成本高的技术难题，管网性能更可靠。

附图说明：

图1为有三通连接件的本发明管道连接示意图。

图2为本发明管材结构示意图。

图3为本发明管材另一结构示意图。

图4为本发明管材再一结构示意图。

图5为含有极性硅烷交联聚丙烯管壁的本发明管材结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

图1给出了本发明实施例1图。参见图1，有极性的聚合物和无极性的聚合物与金属增强体骨架复合的φ160mm复合管网1是由三通管件2、管材3、4组成。管件2的管壁是由有极性基团的接枝改性的聚烯烃连续体5穿过有孔洞的钢板增强体骨架6上的孔洞而与其内、外表面粘接且包覆而形成的，在管壁内层表面复合有一层无极性聚烯烃层7。管材3、4的管壁是分别由接枝改性的有极性基团的聚烯烃连续体8、9分别通过有孔洞的钢板卷制焊接的筒形骨架10或纬向钢丝11缠绕径向钢丝12经焊接形成的筒形骨架13且分别与筒形骨架粘接包覆而形成的。管材3的管壁外周复合有一层无极性的聚烯烃层14。管材4的管壁内壁复合有一层无极性的聚烯烃层15。管材3、4的一端分别伸入管件2两端的承插口中与之连接而组成φ160mm管网，接枝改性的有极性基团的聚烯烃连续体是高密度聚乙烯(HDPE)材料，无极性基团的聚烯烃4是高密度聚乙烯(HDPE)材料，对该管网用60℃，2.0Mpa压力试压，管材3、4和管件2的端头都切断裸露金属骨架与连续体复合的界面(断面)，经过165h连续试压不渗透、不减压，该复合管不仅抗腐蚀能力强，承压能力高，还全部指标达饮用水管卫生标准。

三通管件也可是由有极性基团的高密度聚烯(HDPE)作为连续体通过有孔洞的钢板骨架或钢丝焊接骨架或精密铸造骨架将其牢固粘结和包覆形成管壁，在其内层复合一层极性的HDPE而成为管件，该管件可以通过二次注塑的方法制成，即先用模具注塑成连续体包覆骨架的管壁，再用另一付模具在其内壁注塑一层非极性的HDPE。当然若因工程设计的需要也可先用有极性基团的聚合物作为连续体，在模具中包覆骨架形管壁，再用另一付模具，利用二次注塑方法在管壁外壁注塑完成外层是非极性聚合物的管件。

实施例2：

图2给出了本发明实施例2中管材结构示意图。参见图2，管材19中的骨架16的结构与实施例1中的筒形骨架相同，均为钢丝网焊接的筒形骨架，通过筒形骨架上的孔洞牢固粘结和包覆骨架形成管壁17的连续体是有极性基团的非交联耐温聚乙烯(PE-RT)(韩国SK公司产PE-RT DX800)，按以下配方，采用挤出机挤出造粒非交联耐温聚乙烯接枝率为0.5％-0.8％，按质量份计重100份，马来酸酐(MAH)2-5份，过氧化物接枝引发剂(DCP)0.1～0.4份。在管壁17内层复合有无极性非交联耐温聚乙烯层18，该管材13与相同结构的管件连接呈管网，可以承受60～80℃的热水长期安全的运行，在金属骨架与连续体的界面(断面)能承受0.6Mpa的长期运行压力而不渗透、撕裂。

实施例3：

图3给出了本发明实施例3中管材结构示意图。参见图3，管材20中有纬向钢丝缠绕径向钢丝经焊接形成的筒形金属增强体骨架21，通过孔洞牢固粘结和包覆金属骨架形成管壁22的连续体是有极性基团的无规共聚聚丙烯，管壁22的内层复合没有极性的无规共聚聚丙烯(PP-R)层23。按以下配方采用挤出机挤出造粒得到接枝率为0.4％～0.7％的有极性基团的聚丙烯，此聚丙烯可以生产热水管网用复合管，在80℃，0.6Mpa条件下长期运行。配方为：北京燕山石化产无规共聚聚丙烯(PP-R)100份。马来酸酐(MAH)2-4份，接枝引发剂(DCP)0.2-0.3份。

实施例4：

图4给出了本发明实施例4管材结构示意图。参见图4，在管材24中聚烯烃聚合物管壁25外复合的是无极性的非交联耐温聚乙烯(PE-RT)外层26，有孔洞的筒形骨架27经钢带纵向卷曲成型焊接而成，通过孔洞将金属骨架牢固粘结和包覆的聚烯烃聚合物管壁25是有极性基团的硅烷交联(可交联)聚乙烯，其接枝率为0.12％～0.3％，该复合管网适宜在不高于90℃、0.8Mpa压力下运行。

金属筒形骨架也可采用孔隙率占12％～25％、孔径φ3mm～φ6mm、厚度1～3mm的钢板带经纵向卷曲或螺旋卷曲后焊接而成的，经十字挤出机机头的两个与两种材料连通的流道由外向内挤出聚合物，一个流道先挤出有极性的聚合物能过孔洞将骨架内外层形成包覆，连续体将金属骨架牢固粘结和复合为一体形成管壁，通过另一个流道挤出无极性聚合物在管壁的外表面复合一层非极性的聚合物，经冷却形成复合管。

实施例5：

图5给出了本发明实施例5图。本实施例5基本与实施例3同。不同处是如图5所示，在复合管道28中的管壁29为有极性硅烷交联(可交联)聚丙烯材料，材料的获得是用已公开的文献的配方和工艺来进行硅烷的接枝，再将其接枝改性为有极性基团的硅烷交联(可交联)聚丙烯，由于若有苯乙烯单体参加极性基团的接枝其接枝率可达2.5％～3％，所以有极性基团的硅烷交联(可交联)聚丙烯的获得更比较适宜用硅烷接枝和有极性基团接枝分别进行，再二者混合挤出获得有极性基团的硅烷交联(可交联)聚丙烯的工艺方法。用此材料挤出复合牢固粘结和包覆有孔洞筒形金属骨架形成管壁29，在管壁的内层再复合挤出一层无极性的无规共聚聚丙烯(PP-R)30，有极性的硅烷交联(可交联)聚丙烯的凝胶率一般在50％以下，其中在过程中控制极性基团接枝率要求达0.12％以上即可牢固粘结和包覆金属骨架，骨架和连续体界面就能承受80℃水温，0.8Mpa的水压试验。

管壁29也可是将马来酸酐(MAH)接枝改性的极性聚乙烯(接枝率为0.6％～0.8％)的材料取20重量份，将没改性的非极性聚乙烯HDPE材料取80重量份，共混经挤出形成聚合物连续体，该管连续体实际接枝率为0.12％～0.16％，将有孔洞的钢板卷绕焊接的筒形骨架牢固包覆并粘结而形成，连续体不能与金属表面分离和剥离，复合界面(断面)能承受20℃水温、2.0Mpa的水压的165小时的试压，能承受1.6Mpa长期管网的正常运行。

管壁29还可是将有苯乙烯单体(St)参加，不饱和羧配与无规共聚丙烯(PP-R)接枝反应的接枝率在2.5％～3％的有极性的无规共聚聚丙烯取10～15份(重量份)，将经过硅烷接枝反应的聚乙烯接枝料取85～90重量份(也即A料)将加入水解缩合催化剂二月桂酸、二丁基锡的聚乙烯母料(也即B料)取4～6份，共混挤出作为有极性的硅烷交联(可交联)聚乙烯合金连续体将有孔洞的金属骨架牢固粘结和包覆形成管壁，再在管壁的内层或外层依据工程需要复合一层非极性的非交联耐温聚乙烯(PE-RT)，该管道组网后有很好的耐热性能，可以用于热水管网也可以用于输送温度高、腐蚀性强的化学流体介质。

上述各实施例中的有极性基团的聚烯烃连续体的红外光谱团均有典型的上述极性基团的特征吸收峰。

上述各实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的保护范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims (11)

1、有极性聚合物和无极性聚合物与金属增强体复合的管道，其特征在于复合管道的管壁是由经过接枝改性的具有极性基团的聚烯烃聚合物连续体通过有孔洞金属增强体骨架上的孔洞与其内、外表面牢固粘结和包覆形成，在该管壁的内层或者外层复合有一层非极性聚烯烃聚合物层，复合管管壁中的有极性基团的聚烯烃连续体的极性基团是羧基或羟基或羰基或酸酐基，其接枝率为0.12％～3％其红外光谱图有典型的上述极性基团的特征吸收峰。

2、如权利要求1所述的复合的管道，其特征在于复合管壁的连续体是马来酸酐、丙烯酸系中的一种与高密度聚乙烯、非交联耐热聚乙烯中的一种在过氧化物接枝引发剂作用下经过挤出机挤出接枝反应改性为具有极性基团的聚乙烯的聚合物组成，在该管壁的内层或者外层复合的一层非极性聚烯烃聚合物是高密度聚乙烯或非交联耐热聚乙烯。

3、如权利要求1或2所述的复合的管道，其特征在于复合管道管壁的连续体是由马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸羧乙酸、甲基丙烯酸缩水甘油脂中的一种与聚丙烯、无规共聚聚丙烯中的一种在过氧化物接枝引发剂作用下，经过挤出机挤出接枝反应改性为具有极性基团的聚丙烯的聚合物组成，在该管壁的内层或者外层复合的一层非极性聚烯烃聚合物是聚丙烯或无规共聚聚丙烯。

4、如权利要求1或2所述的复合的管道，其特征在于复合管道管壁的连续体是有极性基团的硅烷交联聚乙烯或硅烷可交联聚乙烯连续体，在该管壁的内层或者外层复合的一层非极性聚烯烃聚合物是非交联耐热聚乙烯。

5、如权利要求1或2所述的复合的管道，其特征在于复合管道管壁的连续体是有极性基团的硅烷交联聚丙烯或硅烷可交联聚丙烯连续体，在该管壁的内层或者外层复合的一层非极性聚烯烃聚合物是非交联的聚丙烯。

6、如权利要求1或2所述的复合的管道，其特征在于复合管道管壁的连续体是有极性基团的聚烯烃与没有接枝改性的非极性的聚烯烃共混制成的。

7、如权利要求1或2所述的复合的管道，其特征在于复合管道管壁的连续体是质量百分比为5-60％的接枝改性的有极性基团的聚丙烯与质量百分比为40-95％的没有用不饱和羧酸接枝改性的硅烷可交联聚乙烯的共混挤出，经交联缩聚反应成为有极性基团的硅烷交联聚合物合金，在该管壁的内层或者外层复合的一层非极性的聚烯烃聚合物是具有融熔连结性能的非交联耐热聚乙烯或无规共聚聚丙烯，非极性的聚烯烃聚合物是在管道管壁未交联缩聚反应前复合的。

8、如权利要求1或2所述的复合的管道，其特征在于复合管道中的管材的有孔洞的金属增强体骨架是用有孔洞的钢板或钢带经纵向卷曲或螺旋卷曲再经焊接而成的。

9、如权利要求1或2所述的复合的管道，其特征在于复合管道中的管材的有孔洞的金属增强体骨架是纬向钢丝缠绕经向钢丝经焊接而成的。

10、如权利要求1或2所述的复合的管道，其特征在于复合管道中的有孔洞的金属增强体骨架的表面有防止金属氧化和侵蚀的电镀层或用真空物理镀膜方法镀的金属防腐层。

11、如权利要求1或2所述的复合的管道，其特征在于复合管道中的管件是二通或三通或四通或是90°弯头或45°弯头以及变径有大小头的管件，有孔洞的金属增强体骨架是有孔钢板或钢丝焊制件或精密铸造的金属件。

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