CN103498977B - 大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管及其制备工艺，所述波纹管包括：中空的内壁、波纹状外壁、粘合层；其中，内壁的制备材料包括：高密度聚乙烯、碳酸钙、相容剂、光亮润滑剂、吸水母粒、色母粒；波纹状外壁的制备材料包括：聚丙烯、碳酸钙、相溶剂、光亮润滑剂、吸水母粒、色母粒、玻璃纤维；粘合层为粘接树脂材料，包括：线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、引发剂、马来酸酐、润滑剂、色母粒。本发明提出的大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管及其制备工艺，可避免内壁与外壁分层，提高波纹管的环刚度、环柔性、冲击强度。

Description

大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管及其制备工艺

技术领域

本发明属于管道技术领域，涉及一种波纹管，尤其涉及一种大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管；同时，本发明还涉及一种上述波纹管的制备工艺。

背景技术

埋地管道由于被深埋在地下（用于排水、排污、通风等），需要较大的承重力，波纹管是一种广泛应用于埋地的塑料管道。

现有的波纹管通常包括中空的内壁及波纹状外壁，内壁与外壁通过高温粘合在一起。由于是高温粘合的方式，在波纹管的使用过程中，内壁与外壁容易分开，影响波纹管的使用。

此外，请参阅图1，图1为现有波纹管的结构示意图。现有的波纹管包括波纹管主体1，波纹管主体1包括若干波纹形单元。波纹管主体1一端的两个波纹形单元（图1中的最右端）之间设有密封圈4’，另一端设有第二端部3；使用时，波纹管设置密封圈4’的一端与相邻波纹管的第二端部3相互配合密封。

如图1所示，现有的密封圈4’设置在两个波纹形单元之间，由于两个波纹形单元之间的间隙通常较大，需要大量耗材，从而造成成本浪费；此外，两个波纹形单元之间的间隙不规则，也为相应密封圈的制造带来一定困难。

此外，现有的波纹管制备材料包括FRPP（聚丙烯树脂加玻璃纤维加材料）、HDPE材料、PP、PE等。

FRPP（聚丙烯树脂加玻璃纤维加材料）具有优异的力学性能，材料的弹性模量是通用塑料里较大的一种材料，通过增强后其弹性模量能达到1750—2000MPa，所以用这种材料制成的塑料管道具有较高的环刚度，能生产加工各种排水排污管道用于各种市政道路建设。但聚丙烯有低温脆化现象有开裂现象。

现在市场上应用较多的是HDPE材料的管道，使用这种原料生产的管材的缺点是材料的弹性模量小，抗压强度、耐高温差容易变形，尤其是在夏天施工时管材易软易变形，严重影响施工质量。

如果将二种材料通过一种材料结合在一起来生产一种复合材料的管道这样的管道具有刚性又有韧性是一种很有市场的排水排污管道。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的波纹管，以克服现有波纹管的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管，可避免内壁与外壁分层，提高波纹管的强度。

此外，本发明还提供一种大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管的制备工艺，可避免内壁与外壁分层，提高波纹管的强度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管，所述波纹管包括：中空的内壁、波纹状外壁、粘合层；所述粘合层设置于内壁与波纹状外壁之间，将内壁与波纹状外壁紧密贴合；

其中，内壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：50～150份的高密度聚乙烯，20～100份的碳酸钙，1～15份的相容剂，0.1～5份的光亮润滑剂，1～25份的吸水母粒，0.2～12份的色母粒；

波纹状外壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：20～100份的聚丙烯，50～150份的聚丙烯001，20～100份的碳酸钙，1～25份的相溶剂，0.2～12份的光亮润滑剂，1～25份的吸水母粒，0.2～12份的色母粒，10份的聚丙烯及玻璃纤维；

粘合层为粘接树脂材料，以重量份数计包括如下组份：20～100份的线性低密度聚乙烯，10～80份的高密度聚乙烯，0.01～0.5份的引发剂，0.2～10份的马来酸酐，0.1～5份的润滑剂，0.2～10份的色母粒。

作为本发明的一种优选方案，所述内壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：100份的高密度聚乙烯，50份的碳酸钙，5份的相容剂，1.5份的光亮润滑剂，5份的吸水母粒，2份的色母粒。

作为本发明的一种优选方案，所述波纹状外壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：50份的聚丙烯，100份的聚丙烯001，50份的碳酸钙，5份的相溶剂，2份的光亮润滑剂，5份的吸水母粒，2份的色母粒，10份的聚丙烯及玻璃纤维。

作为本发明的一种优选方案，所述粘合层的粘接树脂材料以重量份数计包括如下组份：60份的线性低密度聚乙烯，40份的高密度聚乙烯，0.05份的引发剂，2.0份的马来酸酐，0.5份的润滑剂，2.0份的色母粒。

作为本发明的一种优选方案，所述内壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：100份的高密度聚乙烯，50份的碳酸钙，5份的相容剂，1.5份的光亮润滑剂，5份的吸水母粒，2份的色母粒；

所述波纹状外壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：50份的聚丙烯，100份的聚丙烯001，50份的碳酸钙，5份的相溶剂，2份的光亮润滑剂，5份的吸水母粒，2份的色母粒，10份的聚丙烯及玻璃纤维；

所述粘合层的粘接树脂材料以重量份数计包括如下组份：60份的线性低密度聚乙烯，40份的高密度聚乙烯，0.05份的引发剂，2.0份的马来酸酐，0.5份的润滑剂，2.0份的色母粒。

一种上述大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤：

步骤S1、按照内壁、波纹状外壁、粘合层的组份配料；

步骤S2、内壁、波纹状外壁、粘合层的配料分别在各自的高速混料机中进行混料，备用；

步骤S3、将粘合层的粘接树脂材料加入单螺杆挤出机进行造粒备用；

步骤S4、将以上材料依次通过生产线的复合挤出机头、波纹管成型机成型、冷却定型、定长切割加工生产管材。

作为本发明的一种优选方案，所述复合挤出机头包括6个流道，包括第一内壁流道、第二内壁流道、第一粘合层流道、第二粘合层流道、第一外壁流道、第二外壁流道；

第一内壁流道、第二内壁流道中设置内壁的配料，第一粘合层流道、第二粘合层流道中设置粘合层的配料，第一外壁流道、第二外壁流道中设置波纹状外壁的配料；

第一内壁流道、第一粘合层流道、第一外壁流道汇集在一起，接入波纹管成型机的一个入口；

第二内壁流道、第二粘合层流道、第二外壁流道汇集在一起，接入波纹管成型机的另一个入口。

本发明的有益效果在于：本发明提出的大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管及其制备工艺，可避免内壁与外壁分层，提高波纹管的强度。

附图说明

图1为现有密封式波纹管的结构示意图。

图2为本发明波纹管的结构示意图。

图3为制备波纹管的复合挤出机头的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图2，本发明揭示了一种大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管，所述波纹管包括：中空的内壁10、波纹状外壁30、粘合层20；所述粘合层20设置于内壁10与波纹状外壁30之间，将内壁10与波纹状外壁30紧密贴合。粘合层20的两面均设有粘合剂。

其中，内壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：50～150份的高密度聚乙烯，20～100份的碳酸钙，1～15份的相容剂，0.1～5份的光亮润滑剂，1～25份的吸水母粒，0.2～12份的色母粒。

波纹状外壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：20～100份的聚丙烯（如聚丙烯4220），50～150份的聚丙烯001，20～100份的碳酸钙，1～25份的相溶剂，0.2～12份的光亮润滑剂，1～25份的吸水母粒，0.2～12份的色母粒，10份的聚丙烯PP及玻璃纤维GF。

粘合层为粘接树脂材料，以重量份数计包括如下组份：20～100份的线性低密度聚乙烯，10～80份的高密度聚乙烯，0.01～0.5份的引发剂（如DCP引发剂等），0.2～10份的马来酸酐，0.1～5份的润滑剂，0.2～10份的色母粒。

本实施例中，所述内壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：100份的高密度聚乙烯，50份的碳酸钙，5份的相容剂，1.5份的光亮润滑剂，5份的吸水母粒，2份的色母粒；

所述波纹状外壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：50份的聚丙烯4220，100份的聚丙烯001，50份的碳酸钙，5份的相溶剂，2份的光亮润滑剂，5份的吸水母粒，2份的色母粒，10份的PP+GF（聚丙烯及玻璃纤维）；

所述粘合层的粘接树脂材料以重量份数计包括如下组份：60份的线性低密度聚乙烯，40份的高密度聚乙烯，0.05份的DCP引发剂，2.0份的马来酸酐，0.5份的润滑剂，2.0份的色母粒。

以上介绍了本发明大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管的组份，本发明在揭示上述波纹管组份的同时，还揭示了上述大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管的制备工艺，所述制备工艺包括如下步骤：

步骤S1、按照内壁、波纹状外壁、粘合层的组份配料；

步骤S2、内壁、波纹状外壁、粘合层的配料分别在各自的高速混料机中进行混料，备用；

步骤S3、将粘合层的粘接树脂材料加入单螺杆挤出机进行造粒备用；

步骤S4、将以上材料依次通过生产线的复合挤出机头、波纹管成型机成型、冷却定型、定长切割加工生产管材。

请参阅图3，所述复合挤出机头包括6个流道，包括第一内壁流道301、第二内壁流道302、第一粘合层流道303、第二粘合层流道304、第一外壁流道305、第二外壁流道306。第一内壁流道301、第二内壁流道302中设置内壁的配料，第一粘合层流道303、第二粘合层流道304中设置粘合层的配料，第一外壁流道305、第二外壁流道306中设置波纹状外壁的配料。第一内壁流道301、第一粘合层流道303、第一外壁流道305汇集在一起，接入波纹管成型机的一个入口。第二内壁流道302、第二粘合层流道304、第二外壁流道306汇集在一起，接入波纹管成型机的另一个入口。

综上所述，本发明提出的大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管及其制备工艺，可避免内壁与外壁分层，提高波纹管的强度。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (7)

1.一种大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管，其特征在于，所述波纹管包括中空的内壁、波纹状外壁、粘合层；所述粘合层设置于内壁与波纹状外壁之间，将内壁与波纹状外壁紧密贴合；

其中，内壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：50～150份的高密度聚乙烯，20～100份的碳酸钙，1～15份的相容剂，0.1～5份的光亮润滑剂，1～25份的吸水母粒，0.2～12份的色母粒；

波纹状外壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：20～100份的聚丙烯，50～150份的聚丙烯001，20～100份的碳酸钙，1～25份的相容剂，0.2～12份的光亮润滑剂，1～25份的吸水母粒，0.2～12份的色母粒，聚丙烯及玻璃纤维的总和共10份；

粘合层为粘接树脂材料，以重量份数计包括如下组份：20～100份的线性低密度聚乙烯，10～80份的高密度聚乙烯，0.01～0.5份的引发剂，0.2～10份的马来酸酐，0.1～5份的润滑剂，0.2～10份的色母粒。

2.根据权利要求1所述的大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管，其特征在于：

所述内壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：100份的高密度聚乙烯，50份的碳酸钙，5份的相容剂，1.5份的光亮润滑剂，5份的吸水母粒，2份的色母粒。

3.根据权利要求1所述的大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管，其特征在于：

所述波纹状外壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：50份的聚丙烯，100份的聚丙烯001，50份的碳酸钙，5份的相容剂，2份的光亮润滑剂，5份的吸水母粒，2份的色母粒，聚丙烯及玻璃纤维的总和共10份。

4.根据权利要求1所述的大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管，其特征在于：

所述粘合层的粘接树脂材料以重量份数计包括如下组份：60份的线性低密度聚乙烯，40份的高密度聚乙烯，0.05份的引发剂，2.0份的马来酸酐，0.5份的润滑剂，2.0份的色母粒。

5.根据权利要求1所述的大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管，其特征在于：

所述内壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：100份的高密度聚乙烯，50份的碳酸钙，5份的相容剂，1.5份的光亮润滑剂，5份的吸水母粒，2份的色母粒；

所述波纹状外壁的制备材料以重量份数计包括如下组份：50份的聚丙烯，100份的聚丙烯001，50份的碳酸钙，5份的相容剂，2份的光亮润滑剂，5份的吸水母粒，2份的色母粒，聚丙烯及玻璃纤维的总和共10份；

所述粘合层的粘接树脂材料以重量份数计包括如下组份：60份的线性低密度聚乙烯，40份的高密度聚乙烯，0.05份的引发剂，2.0份的马来酸酐，0.5份的润滑剂，2.0份的色母粒。

6.一种权利要求1至5之一所述大口径增强复合聚乙烯聚丙烯波纹管的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括如下步骤：

步骤S1、按照内壁、波纹状外壁、粘合层的组份配料；

步骤S2、内壁、波纹状外壁、粘合层的配料分别在各自的高速混料机中进行混料，备用；

步骤S3、将粘合层的粘接树脂材料加入单螺杆挤出机进行造粒备用；

步骤S4、将以上材料依次通过生产线的复合挤出机头、波纹管成型机成型、冷却定型、定长切割加工生产管材。

7.根据权利要求6所述的制备工艺，其特征在于：

所述复合挤出机头包括6个流道，包括第一内壁流道、第二内壁流道、第一粘合层流道、第二粘合层流道、第一外壁流道、第二外壁流道；

第一内壁流道、第二内壁流道中设置内壁的配料，第一粘合层流道、第二粘合层流道中设置粘合层的配料，第一外壁流道、第二外壁流道中设置波纹状外壁的配料；

第一内壁流道、第一粘合层流道、第一外壁流道汇集在一起，接入波纹管成型机的一个入口；

第二内壁流道、第二粘合层流道、第二外壁流道汇集在一起，接入波纹管成型机的另一个入口。