CN103511761B - 一种非开挖聚乙烯管材及其制造方法 - Google Patents

一种非开挖聚乙烯管材及其制造方法 Download PDF

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Abstract

<b>本发明涉及一种非开挖聚乙烯管材及其制造方法，该非开挖聚乙烯管材包括高强度U形钢带及混配料，高强度U形钢带沿圆周均匀分布在混配料内；制作方法为，制作混配料备用，选取相应的高强度钢带装入挂带机，然后开带进入钢带矫直机后，进入U形钢带成型机，用高频加热器对钢带加热；使钢带进入包覆模具，同时加入混配料，然后放入高速混合机搅拌；搅拌完成后，放入挤出机内，挤出包覆钢带，牵引冷却，真空定型；最后进行喷码切割，完成后检验入库。该方法制造的聚乙烯管材具有优异的机械性能、耐磨性能及抗老化性能，管材韧性好、环刚度高、基础适应性好，适于长距离非开挖施工，给工业生产带来很大的便利，适合大规模生产和市场推广。</b><b />

Description

一种非开挖聚乙烯管材及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种高分子管材，尤其是刚度较高且基础适应性强的一种非开挖聚乙烯管材及其制造方法。
背景技术
加快城市地下管线的建设、改造，扩大地下管网的类别，改革地下管线铺设、修复、改善的方法，就成为现代城市基础设施建设、管理中的一个重要领域。如1992年发达国家各类管线的铺管长度达24.2万km，总投资达300亿美元；发达国家现有各类地下管线总长估计约2000万km，为更新、修复现有地下管线，每年还需投资300－500亿美元。
严格讲，现代非开挖管线工程技术的出现始于70年代末，经历了初期的徘徊和艰难起步后，随着技术与装备的不断改进和完善，于80年代中该技术在发达国家才逐渐为人们认可和接受。为推动此项技术与产业的发展和应用，为促进相互间的切磋与交流，1986年在伦敦成立了国际非开挖技术协会ISTT(InternationalSocietyforTrenchlessTechnology）。现许多国家和地区均相继成立了国家或地区的非开挖技术协会，包括中国在内，现已有24个国家或地区协会参加了国际非开挖技术协会，拥有近3000名会员，发行有自己的学术刊物（月刊），成为技术交流活动和展览活动频度最高的国际行业协会之一。
由于非开挖管线工程技术的日趋完善及其与开挖施工相比的优越性，目前用非开挖技术铺设管线的工程明显增加。据资料报导，在西方发达国家，近年来非开挖铺管工程量平均已占管线工程总量的10%左右，而个别城市和地区所占比例远大于此，如柏林市改造过程中，非开挖管线铺设量已占到总量的40%以上
另外，现有的管材环刚度较低，基础适应性差，耐磨性、抗拉性能差，不适于长距离非开挖施工，影响了城市地下管线的建设发展。若能够通过多种材料复合增强非开挖管道，提高管材环刚度、拉伸强度等性能，使管材适用于非开挖领域，则会给工程施工带来很大的便利，并有效降低成本。
发明内容
为了解决现有的管材环刚度低、基础适应性差且不适于非开挖领域施工的问题，本发明提供一种非开挖聚乙烯管材及其制造方法，该方法制造的聚乙烯管材具有优异的机械性能、耐磨性能及抗老化性能，管材韧性好、环刚度高、耐高低温、使用寿命长、基础适应性好，可广泛应用于各种排水、排污场合，适于长距离非开挖施工，给工业生产带来很大的便利，适合大规模生产和市场推广。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该非开挖聚乙烯管材包括高强度U形钢带及混配料，所述高强度U形钢带沿圆周均匀分布在混配料内，形成实壁圆形聚乙烯管材。
所述高强度U形钢带的屈服强度为240-600Mpa、抗拉伸强度500-900Mpa、断裂伸长率为33%-85%。
该非开挖聚乙烯管材的制作方法为：
1.制作混配料，选用高密度聚乙烯100级PE100树脂99份-101份、乙烯—丙烯-1-丁烯聚合物APAO10份-20份、C9石油树脂6份-10份及黑色母2份-3份，混合后备用；
2.选取相应的高强度钢带装入挂带机，然后开带进入钢带矫直机后，进入U形钢带成型机，用高频加热器对钢带加热7-9分钟；
3.使钢带进入包覆模具，同时加入混配料，然后放入高速混合机搅拌8-10分钟；
4.搅拌完成后，放入挤出机内，挤出包覆钢带，牵引冷却，在真空环境下定型，成为圆形实壁管材；
5.最后进行喷码切割，完成后检验入库。
挤出温度是：进料段为100-120℃，压缩段为140-160℃，塑化段为170-190℃，均化段为190-200℃，模具温度为200-210℃；高频加热器温度为280-300℃；冷却水温度15-20℃；冷却定型真空为0.5MPa。
所述乙烯—丙烯-1-丁烯聚合物（APAO），为无定型聚-α-烯烃，是一种专门设计合成的高分子量乙烯、丙烯和1-丁烯的共聚物，具有良好的润湿性，流动性和可选择的软化点，在单体组成，分子量和化学改性的变化下，硬度、熔融粘度、结晶性和结晶率这些特性都达到了最佳值，具有与结晶聚烯烃的极佳相容性，加上无定型聚烯烃的本质特征，适用于各种高分子聚烯烃材料的改性和共混。在增粘母料当中主要起到增粘作用，并提高韧性，同时和HDPE的相容性以及透明度通过APAO可以得到很好的改善，可以保持良好的稳定性。所述C9石油树脂具有很好的粘结性，用于增加粘性、提高塑料持粘性和钢塑粘合度。
本发明的有益效果是，该方法制造的聚乙烯管材具有优异的机械性能、耐磨性能及抗老化性能，管材韧性好、环刚度高、耐高低温、使用寿命长、基础适应性好，可广泛应用于各种排水、排污场合，适于长距离非开挖施工，给工业生产带来很大的便利，适合大规模生产和市场推广。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构原理示意图。
图1中，1.高强度U形钢带，2.混配料。
具体实施方式
在图1中，该非开挖聚乙烯管材包括高强度U形钢带1及混配料2，所述高强度U形钢带1沿圆周均匀分布在混配料2内，形成实壁圆形聚乙烯管材。
所述高强度U形钢带1的屈服强度为480Mpa、抗拉伸强度700Mpa、断裂伸长率为65%。
该非开挖聚乙烯管材的制作方法为：
1.制作混配料2，选用高密度聚乙烯100级PE100树脂100份、乙烯—丙烯-1-丁烯聚合物APAO15份、C9石油树脂8份及黑色母2份，混合后备用；
2.选取相应的高强度钢带装入挂带机，然后开带进入钢带矫直机后，进入U形钢带成型机，用高频加热器对钢带加热8分钟；
3.使钢带进入包覆模具，同时加入混配料，然后放入高速混合机搅拌9分钟；
4.搅拌完成后，放入挤出机内，挤出包覆钢带，牵引冷却，在真空环境下定型，成为圆形实壁管材；
5.最后进行喷码切割，完成后检验入库。
挤出温度是：进料段为110℃，压缩段为150℃，塑化段为180℃，均化段为200℃，模具温度为205℃；高频加热器温度为290℃；冷却水温度18℃；冷却定型真空为0.5MPa。
所述乙烯—丙烯-1-丁烯聚合物APAO，为无定型聚-α-烯烃，是一种专门设计合成的高分子量乙烯、丙烯和1-丁烯的共聚物，具有良好的润湿性，流动性和可选择的软化点，在单体组成，分子量和化学改性的变化下，硬度、熔融粘度、结晶性和结晶率这些特性都达到了最佳值，具有与结晶聚烯烃的极佳相容性，加上无定型聚烯烃的本质特征，适用于各种高分子聚烯烃材料的改性和共混。在增粘母料当中主要起到增粘作用，并提高韧性，同时和HDPE的相容性以及透明度通过APAO可以得到很好的改善，可以保持良好的稳定性。所述C9石油树脂具有很好的粘结性，用于增加粘性、提高塑料持粘性和钢塑粘合度。

Claims (4)

1.一种非开挖聚乙烯管材，该非开挖聚乙烯管材包括高强度U形钢带（1）及混配料（2），其特征在于，所述高强度U形钢带（1）沿圆周均匀分布在混配料（2）内，形成实壁圆形聚乙烯管材；
所述非开挖聚乙烯管材的制作方法为：
制作混配料（2），选用高密度聚乙烯100级PE100树脂99份-101份、乙烯—丙烯-1-丁烯聚合物APAO10份-20份、C9石油树脂6份-10份及黑色母2份-3份，混合后备用；
选取相应的高强度钢带装入挂带机，然后开带进入钢带矫直机后，进入U形钢带成型机，用高频加热器对钢带加热7-9分钟；使钢带进入包覆模具，同时加入混配料，然后放入高速混合机搅拌8-10分钟；搅拌完成后，放入挤出机内，挤出包覆钢带，牵引冷却，在真空环境下定型，成为圆形实壁管材；最后进行喷码切割，完成后检验入库。
2.根据权利要求1所述的一种非开挖聚乙烯管材，其特征在于，所述高强度U形钢带（1）的屈服强度为240-600Mpa、抗拉伸强度500-900Mpa、断裂伸长率为33%-85%。
3.一种如权利要求1所述的非开挖聚乙烯管材的制造方法，其特征在于，非开挖聚乙烯管材的制作方法为，制作混配料（2），选用高密度聚乙烯100级PE100树脂99份-101份、乙烯—丙烯-1-丁烯聚合物APAO10份-20份、C9石油树脂6份-10份及黑色母2份-3份，混合后备用；选取相应的高强度钢带装入挂带机，然后开带进入钢带矫直机后，进入U形钢带成型机，用高频加热器对钢带加热7-9分钟；使钢带进入包覆模具，同时加入混配料，然后放入高速混合机搅拌8-10分钟；搅拌完成后，放入挤出机内，挤出包覆钢带，牵引冷却，在真空环境下定型，成为圆形实壁管材；最后进行喷码切割，完成后检验入库。
4.根据权利要求3所述的非开挖聚乙烯管材的制造方法，其特征在于，挤出温度是：进料段为100-120℃，压缩段为140-160℃，塑化段为170-190℃，均化段为190-200℃，模具温度为200-210℃；高频加热器温度为280-300℃；冷却水温度15-20℃；冷却定型真空为0.5MPa。
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