CN103195987A - 一种超高环刚度塑钢复合管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高环刚度塑钢复合管及其制备方法，超高环刚度塑钢复合管包括聚乙烯管材、螺旋复合在聚乙烯管材外围的钢带和包覆在钢带外表面的聚乙烯材料层。本发明高环刚度塑钢复合管因各种材料复配使用而产生了意想不到的协同效应，使得本发明复合管具有环刚度高、光滑度好、拉伸强度高、寿命长等特点，可广泛在各种工程项目中使用；环氧树脂层和经环氧树脂浸泡过的玻璃纤维层通过与塑钢表面的凹凸面相向复合而制得超过一般塑钢管道环刚度的超高环刚度塑钢复合管；本发明提高了产品的内在质量，提高了生产效率，降低了生产成本，减小了劳动强度。

Description

一种超高环刚度塑钢复合管及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种超高环刚度塑钢复合管及其制备方法。
背景技术
早期的塑钢复合管为普通钢丝和塑料复合管，由于其重量太重、耐腐蚀性能差、环刚度不高、气密性不高而被淘汰。目前使用的污水管是经过改进的塑料管，它的厚度较厚，但生产工艺复杂、生产成本和原料成本较高、拉伸强度差。
发明内容
本发明的目的是提供一种超高环刚度塑钢复合管及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种超高环刚度塑钢复合管，包括聚乙烯管材、螺旋复合在聚乙烯管材外围的钢带和包覆在钢带外表面的聚乙烯材料层。
为了提高复合管的环刚度等性能，钢带的厚度为0.5-5mm，高为5-30mm；钢带和包覆在钢带外表面的聚乙烯材料层的总厚为1-5mm，高为5-50mm。
为了提高复合管的气密性和力学性能，超高环刚度塑钢复合管的外围包覆有环氧树脂层。
为了提高复合管的使用寿命和力学性能、环氧树脂层的外表面还包覆有经环氧树脂浸泡过的玻璃纤维层。
为了在保证复合管性能的同时，方便使用，超高环刚度塑钢复合管的外表面为光滑面，玻璃纤维层的最小厚度为5-10mm，相邻两钢带之间的距离为30-300mm。玻璃纤维层的最小厚度指玻璃纤维层高出包覆在钢带外表面的聚乙烯材料层5-10mm。
为了提高原料之间的协同效应，聚乙烯管材和包覆在钢带外表面的聚乙烯材料层的原材料包括混合均匀的高密度聚乙烯或低密度聚乙烯、色母炭黑和抗氧剂BHT，钢带和聚乙烯材料层之间复合有偶联剂层，其中，聚乙烯的质量含量为25-30%，炭黑的质量含量为2-4%，抗氧剂的质量含量为1%，偶联剂的质量含量为2-4%，环氧树脂层的质量含量为5-10%，玻璃纤维层的质量含量为30-40%，玻璃纤维层上的环氧树脂的质量含量为25-35%，上述各质量含量的和为100%。
上述超高环刚度塑钢复合管的制备方法，包括如下步骤：
A、采用单螺杆高速挤出机制备宽为100-900mm，厚为1-5mm的聚乙烯板材；
B、将钢带垂直模压在聚乙烯板材上，并使用塑钢包覆模具对钢带经行包覆，得塑钢材料带；
C、用定型缠绕模具将塑钢材料带制备为超高环刚度塑钢复合管；
所述单螺杆高速挤出机，螺杆的长径比为30-38：1，转速为100-120r/min，机筒温度：供料段为90-125℃，塑化段为150-180℃，机头温度为180-205℃。
为了提高复合管道的气密性和力学性能，还包括步骤D、用环氧树脂对步骤C所得的超高环刚度塑钢复合管进行包覆。
为了提高产品的力学性能和使用寿命，同时方便使用，还包括步骤E、用环氧树脂浸渍过的玻璃纤维对步骤D所得的复合管包覆。
上述制备所用原料包括：高密度聚乙烯YGH041或低密度聚乙烯0132HS00，色母炭黑DK2028B，抗氧剂BHT，偶联剂TLZJ-901，环氧树脂E-44，玻璃纤维XWS-2和钢带，其中，钢带厚度为0.5-5mm、高为5-30mm。
申请人经研究发现，上述物料之间存在意想不到的协同效应，使环刚度有了意想不到的提升。
本发明未特别限定的技术均为现有技术。
本发明高环刚度塑钢复合管因各种材料复配使用而产生了意想不到的协同效应，使得本发明复合管具有环刚度高、拉力强、耐腐蚀强、气密性高、寿命长等特点，可广泛在各种工程项目中使用；环氧树脂层和经环氧树脂浸泡过的玻璃纤维层通过与塑钢表面的凹凸面相向复合而制得超过一般塑钢管道环刚度的超高环刚度塑钢复合管；本发明提高了产品的内在质量，提高了生产效率，降低了生产成本，减小了劳动强度。
附图说明
图1是本发明塑钢材料带结构示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
如图1所示的超高环刚度塑钢复合管，包括聚乙烯管材1、螺旋复合在聚乙烯管材1外围的钢带2和包覆在钢带2外表面的聚乙烯材料层3，钢带的厚度为2mm，高为10mm；钢带和包覆在钢带外表面的聚乙烯材料层的总厚为4mm，高为14mm。
上述超高环刚度塑钢复合管的外围包覆有环氧树脂层4；环氧树脂层的外表面还包覆有经环氧树脂浸泡过的玻璃纤维层5；超高环刚度塑钢复合管的外表面为光滑面，玻璃纤维层的最小厚度为6mm，相邻两钢带之间的距离为100mm。聚乙烯管材和包覆在钢带外表面的聚乙烯材料层的原材料包括聚乙烯、炭黑和抗氧剂，钢带和聚乙烯材料层之间复合有偶联剂层。
1）生产配方：
高密度聚乙烯：25%、炭黑：2%、抗氧剂：1%、偶联剂：4%、内层环氧树脂：5%、玻璃纤维：35%、中间层及外层环氧树脂：28%、钢带：厚度2mm×高10mm；
2）生产工艺：
A、将原料：高密度聚乙烯、炭黑和抗氧剂称重后，混合均匀，采用单螺杆高速挤出机制备宽为100-900mm，厚为1-5mm的聚乙烯板材；
B、在厚度为2mm×高10mm的钢带上加偶联剂，并将4排上述钢带垂直模压在聚乙烯板材上，并使用塑钢包覆模具对钢带经行包覆，得突出部分厚为4mm，高为14mm的塑钢材料；
C、用定型缠绕模具制得塑钢缠绕管DN100-3000mm；
D、玻璃钢缠绕设备，用环氧树脂对步骤C所得的管材进行包覆；
E、用环氧树脂浸渍过的玻璃纤维对步骤D所得的复合管包覆，因凹凸面相向复合，所得塑钢复合管有着超高的环刚度。
上述单螺杆高速挤出机，螺杆的长径比为35：1，转速为100-120r/min，机筒温度：供料段为90-125℃，塑化段为150-180℃，机头温度为180-205℃。
实施例2：
与实施例1基本相同，所不同的是：钢带的厚度为3mm，高为20mm；钢带和包覆在钢带外表面的聚乙烯材料层的总厚为5mm，高为30mm。玻璃纤维层的最小厚度为8mm，相邻两钢带之间的距离为200mm。
生产配方，具体如下：
低密度聚乙烯：30%、炭黑：2%、抗氧剂：1%、偶联剂：4%、内层环氧树脂：5%、玻璃纤维：30%、中间层及外层环氧树脂：28%、钢带：厚度3mm×高20mm；
表1上述实施例所采用的原料型号、规格、产地、设备型号
表2本发明与现有技术的性能对比表
Figure BDA00003063905300042

Claims (10)

1.一种超高环刚度塑钢复合管，其特征在于：包括聚乙烯管材、螺旋复合在聚乙烯管材外围的钢带和包覆在钢带外表面的聚乙烯材料层。
2.如权利要求1所述的超高环刚度塑钢复合管，其特征在于：钢带的厚度为0.5-5mm，高为5-30mm；钢带和包覆在钢带外表面的聚乙烯材料层的总厚为1-5mm，高为5-50mm。
3.如权利要求1所述的超高环刚度塑钢复合管，其特征在于：超高环刚度塑钢复合管的外围包覆有环氧树脂层。
4.如权利要求3所述的超高环刚度塑钢复合管，其特征在于：环氧树脂层的外表面还包覆有经环氧树脂浸泡过的玻璃纤维层。
5.如权利要求4所述的超高环刚度塑钢复合管，其特征在于：超高环刚度塑钢复合管的外表面为光滑面，玻璃纤维层的最小厚度为5-10mm，相邻两钢带之间的距离为30-300mm。
6.如权利要求5所述的超高环刚度塑钢复合管，其特征在于：聚乙烯管材和包覆在钢带外表面的聚乙烯材料层的原材料包括混合均匀的高密度聚乙烯或低密度聚乙烯、色母炭黑和抗氧剂BHT，钢带和聚乙烯材料层之间复合有偶联剂层，其中，聚乙烯的质量含量为25-30%，炭黑的质量含量为2-4%，抗氧剂的质量含量为1%，偶联剂的质量含量为2-4%，环氧树脂层的质量含量为5-10%，玻璃纤维层的质量含量为30-40%，玻璃纤维层上的环氧树脂的质量含量为25-35%，上述各质量含量的和为100%。
7.权利要求1-6任意一项所述的超高环刚度塑钢复合管的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、采用单螺杆高速挤出机制备宽为100-900mm，厚为1-5mm的聚乙烯板材；
B、将钢带垂直模压在聚乙烯板材上，并使用塑钢包覆模具对钢带经行包覆，得塑钢材料带；
C、用定型缠绕模具将塑钢材料带制备为超高环刚度塑钢复合管；
所述单螺杆高速挤出机，螺杆的长径比为30-38：1，转速为100-120r/min，机筒温度：供料段为90-125℃，塑化段为150-180℃，机头温度为180-205℃。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：还包括步骤D、用环氧树脂对步骤C所得的超高环刚度塑钢复合管进行包覆。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：还包括步骤E、用环氧树脂浸渍过的玻璃纤维对步骤D所得的复合管包覆。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所用原料包括：高密度聚乙烯YGH041或低密度聚乙烯0132HS00，色母炭黑DK2028B，抗氧剂BHT，偶联剂TLZJ-901，环氧树脂E-44，玻璃纤维XWS-2和钢带，其中，钢带厚度为0.5-5mm、高为5-30mm。
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Application publication date: 20130710

Assignee: NANJING LEJIE NEW-TYPE MATERIAL CO., LTD.

Assignor: Kong Shaoyun

Contract record no.: 2015320000348

Denomination of invention: Superhigh-ring-stiffness plastic-steel composite pipe and manufacturing method thereof

Granted publication date: 20141029

License type: Exclusive License

Record date: 20150519

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Patentee before: Kong Shaoyun

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Granted publication date: 20141029

Termination date: 20180417

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