CN101125941A - 一种非开挖牵引法施工用聚乙烯管材 - Google Patents

Abstract

一种非开挖牵引法施工用聚乙烯管材，由60％以上的高密度聚乙烯和15％以下的低密度聚乙烯以及10％左右的玻璃微珠和滑石粉辅以少量晶须、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯和偶联剂混合后用挤出成型工艺加工得到的管材。本管材环刚度9.8Kn/m²、拉伸强度19.5MPa、断裂伸长率386％。本管材内、外壁光滑，施工时摩擦阻力小，使用时流体通流能力大；强度高、柔性好，能有效吸收冲击能量、抗裂性好，施工时又能绕过障碍物，不损伤其他管道。本管材特别适合在密集的地下管网群中用非开挖方法对目标管路、管段的更换和修复。

Description

一种非开挖牵引法施工用聚乙烯管材

一、技术领域

本发明涉及一种管材，特别涉及埋于地下的管材，确切地说是一种非开挖牵引法施工用聚乙烯(PE)管材。

二、背景技术

地下管线是城市赖以生存和发展的重要基础设施，它担负着传送重要信息和输送能量的工作，被称为城市的生命线。然而随着世界经济的持续发展，人口数量的迅速增长，城市化进程的不断加快，原有管线设计容量与运行能力已不能满足要求，管线需要不断新建、改建和修复。如果采用大开挖施工，将造成交通堵塞，绿化园林的毁坏，有时还因为河道、水网、铁路、机场及建筑物的存在，给施工带来许多限制，甚至会大大增加建设成本，并且存在施工质量隐患。为了解决上述弊端，改变挖挖填填造成的“马路拉链”现象，孕育和产生了地下管线建设非开挖技术。

非开挖地下管线施工技术是指在不(少)开挖的情况下，利用相关的技术手段，铺设、修复或更换各种地下管道与光缆。当施工管材对象是PE管时，所采用的非开挖施工技术有定向(导向)钻进、裂(爆)管法或扩(涨)管法、热塑性塑料内衬法和牵引法。

三、发明内容

本发明旨在提供一种牵引法施工用的地下PE管材，所要解决的技术问题是PE管材和各项性能满足牵引法施工的要求。

本管材是以PE树脂为主要原料，但要制备出各项性能指标都符合要求的管材其关键就在于调整组合物的配方，本发明采用以下组分及其重量百分比的组合物：

高密度聚乙烯50～75％

低密度聚乙烯8～20％

玻璃微珠    5～15％

滑石粉      5～15％

晶须        1～6％

聚乙烯蜡    0.5～2％

氧化聚乙烯  0.5～2％

偶联剂      0.5～2％。

优选：

高密度聚乙烯   60～70％

低密度聚乙烯   10～16％

玻璃微珠       5～12％

滑石粉         8～12％

晶须           1～3％

聚乙烯蜡       0.6～1.3％

氧化聚乙烯     0.5～1.0％

偶联剂         0.6～1.5％。

在上述组合物中还可以添加1～5％着色剂，赋予管材特定的色彩，以供区分不同用途等或者其他之用。优选1～3％着色剂。着色剂选自无机着色剂，如炭黑、群青、铁红、镉黄等，或者有机着色剂，如酞菁蓝、酞菁绿、酞菁红、汉沙黄等。

所述的晶须选自氧化铝晶须或氧化镁晶须或碳化硅晶须等。晶须兼具玻璃纤维和硼纤维两者之长，即具有良好的伸长率和弹性模量。

所述的偶联剂选自硅烷类或钛酸酯类偶联剂，其作用是解决玻璃微珠、滑石粉等无机组分与其他有机组分之间的润湿性，使之更具有亲和性。

本管材使用挤压成型工艺分步加工，具体地说先取部分高密度聚乙烯与其他组分混合均匀，经挤出、造粒得到母料，然后将余量高密度聚乙烯与母料或/和着色剂混合均匀，然后经挤出、真空定径、冷却、切割得到定长管材。

本管材经安徽省质检部门检测，结果如下：

项目	结果	标准
			环刚度，Kn/m2	9.8	8
拉伸强度，MPa	19.5	16
			断裂伸长率，％	386	150

所述的标准为企业标准“非开挖用聚乙烯(PE)管材(Q/GTGY003-2006)”。在制定该标准时曾参考了美国、欧洲等发达国家关于PE管材用于非开挖施工的相关标准和规范。

本管材内、外壁光滑，既减少施工中的摩擦阻力，又增加流体的通流能力；良好的柔韧性，施工时可轻松地绕过障碍物，不损伤其他管道，又能有效吸收冲击能量，抗地质沉降，避免断裂事故等。本管材有优良的热熔或电熔焊接性能，方便施工。本管材特别适合在密集的地下管网群中用非开挖方法对目标管路、管段的更换、修复，可形成“管中管”的结构，延长使用寿命。

四、具体实施方式

(一)配料

为方便叙述，下称高密度聚乙烯为A，低密度聚乙烯为B，玻璃微珠为C，滑石粉为D，聚乙烯蜡为E，氧化聚乙烯为F。

1、取A52份，B18份，C14份，D13份，氧化铝晶须1.2份，E0.6份，F0.6份，乙烯基三乙氧基硅烷0.6份。

2、取A73份，B10份，C5份，D5份，氧化镁晶须1.5份，E1.9份，F1.8份，3、4环氧环己基乙基三甲氧基硅烷1.8份。

3、取A55份，B18份，C10份，D9份，氧化镁晶须3.4份，E1.6份，F1.5份，三油酰基钛酸异丙酯1.5份。

4、取A62份，B16份，C7份，D9份，碳化硅晶须2.5份，E1.3份，F1.0份，四辛氧基钛二(二月桂基)亚磷酸酯1.2份。

5、取A68份，B9份，C9份，D9份，氧化铝晶须2.2份，E0.8份，F0.7份，硅烷偶联剂1.3份。

6、取A65份，B12份，C8份，D10份，氧化镁晶须2.2份，E0.9份，F0.7份，钛酸酯偶联剂1.2份。

(二)PE管材的加工

在上述各组合物中，取出组分A的20～30％与其他组分混合均匀，经挤出、造粒、冷却后得到母料。

将余量组分A与母料及2份着色剂混合均匀，并于60～75℃时干燥2～4小时，用单螺杆挤出机塑化挤出、真空定径后冷却，经切割后得到定长管材。加炭黑呈黑色，加群青呈蓝色，加氧化铁红呈红色等。

Claims (4)

1.一种非开挖牵引法施工用聚乙烯管材，其特征在于：由以下组分及其重量百分比的组合物加工得到的管材：

高密度聚乙烯      50～75％

低密度聚乙烯      8～20％

玻璃微珠          5～15％

滑石粉            5～15％

晶须              1～6％

聚乙烯蜡          0.5～2％

氧化聚乙烯        0.5～2％

偶联剂            0.5～2％。

2.根据权利要求1所述的聚乙烯管材，其特征在于：各组分及其重量百分比为

高密度聚乙烯    60～70％

低密度聚乙烯    10～16％

玻璃微珠        5～12％

滑石粉          8～12％

晶须            1～3％

聚乙烯蜡        0.6～1.3％

氧化聚乙烯      0.5～1.0％

偶联剂          0.6～1.5％。

3.根据权利要求1或2所述的聚乙烯管材，其特征在于：组合物中添加有1～5％着色剂，所述的着色剂选自无机着色剂或者有机着色剂。

4.根据权利要求3所述的聚乙烯管材，其特征在于：添加1～3％的无机或有机着色剂。