CN104930272A

CN104930272A - 高密度聚乙烯管材及其制备方法

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Publication number: CN104930272A
Application number: CN201510274095.0A
Authority: CN
Inventors: 柴江华; 徐永超
Original assignee: JIANGXI ZHEFENG PIPE Co Ltd
Current assignee: JIANGXI ZHEFENG PIPE Co Ltd
Priority date: 2015-05-26
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2015-09-23

Abstract

本发明公开了一种高密度聚乙烯管材及其制备方法，所述管材按照质量百分比的原料包括高密度聚乙烯树脂95-100%和色母粒0-5%；管材由承口、管体和插口构成，承口和插口分别位于管体的两端；管体的外表面为螺旋波纹结构，内表面为光滑面结构；管体内表面距离承口端1.5cm处埋设有电阻丝，用于管材之间的连接；以聚丙烯或聚乙烯波纹管做辅助支撑管，采用热缠绕成型工艺制得。该管材具有质轻、施工方便、耐冲击、耐磨、耐腐蚀、耐低温、无毒、摩擦系数小等优点，主要用于城市排水、排污管网、雨水收集、垃圾填埋场沥水收集管网、矿井通风管道、公路中央隔带及边沟排水管道、农业灌溉输水管道、化学介质输送管道等。

Description

高密度聚乙烯管材及其制备方法

技术领域

本发明涉及管材领域，具体是一种高密度聚乙烯管材及其制备方法。

背景技术

随着国家经济发展和城市化进程加快，城市的基础设施滞后于污水集中治理的矛盾日益突出。近年来，许多城市均发生了不同程度的水涝现象，造成严重的人身事故和经济损失。近年来，国家建设部、经贸委、建材局多次发文，要求在住宅建设及市政工程中限制并淘汰落后产品，大力推广应用新型化学建材。

发明内容

本发明的目的在于提供一种质轻、施工方便、耐冲击、耐磨、耐腐蚀、耐低温、无毒、摩擦系数小的高密度聚乙烯管材及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

高密度聚乙烯管材，按照质量百分比的原料包括高密度聚乙烯树脂95-100％和色母粒0-5％；所述管材由承口、管体和插口构成，所述承口和插口分别位于管体的两端，其中，承口处为锥形内径，插口处为锥形外径；所述管体的外表面为螺旋波纹结构，内表面为光滑面结构；所述管体内表面距离承口1.5cm处埋设有电阻丝，用于管材之间的连接。

作为本发明进一步的方案：所述色母粒为黑色。

所述的高密度聚乙烯管材的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料的制备：按上述质量百分比，称取高密度聚乙烯树脂和色母粒，并将色母粒混入到高密度聚乙烯树脂中，混合均匀，得到挤出成型前所需的原料；

(2)投料：将上述原料投入到挤出成型机内；

(3)挤出：待原料加热至140-160℃，开始挤出成型；

(4)缠绕成型，包括以下步骤：

1)吊上芯棒，点火加温，用表面温度仪测定芯棒温度，缠绕的芯棒附近温度均匀保持在140-160℃；

2)待混合原料挤出，做好承口；

3)开始缠绕，将聚丙烯或聚乙烯波纹管压在熔缝上，螺距均匀；

4)做好插口，吊下；

(5)切削，包括以下步骤：

1)将管材吊上切削台，开起风机；

2)待冷却到规定时间后，开始切削；

3)按标准尺带的尺寸切削插口；

4)吊下切削台；

(6)脱模，包括以下步骤：

1)用行车吊管材连同芯棒吊上脱模台，用圆盘转动芯棒，转到底；

2)放下芯棒，挂钩勾住芯棒，脱模；

(7)修整，包括以下步骤：

1)管材进入修整台；

2)用手提切割机切掉多余的边部；

3)用刨刀将管材两端刨平；

4)用刮刀修掉毛刺；

(8)预埋电阻丝，包括以下步骤：

1)调节气枪气压到适宜的范围；

2)在管材内壁到端部1.5cm的地方，用划线器沿管材直径方向画一圆形标记；

3)预埋电阻丝；

4)用热熔焊机加热电阻丝，并敲平；

5)将2根电阻丝拉直，减掉多余的部分；

(9)检验入库，包括以下步骤：

1)肉眼观察管材外观，并记录；

2)用卷尺量好管材长度以及内径，做好记录；

3)用卡尺测量两端壁厚，并记录；

4)用吊秤称重，并记录；

5)取样，测试管材物理性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明是以高密度聚乙烯树脂(HDPE)为原料，以聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)波纹管做辅助支撑管，采用热缠绕成型工艺利用B型管成套生产设备加工生产的外壁螺旋波纹结构、内壁光滑的一种结构壁管材，该管材具有质轻、施工方便、耐冲击、耐磨、耐腐蚀、耐低温、无毒、摩擦系数小等优点，是目前已知的耐震性最优良的管材，主要用于城市排水、排污管网、雨水收集、垃圾填埋场沥水收集管网、矿井通风管道、公路中央隔带及边沟排水管道、农业灌溉输水管道、化学介质输送管道等。

本发明采用高效挤出缠绕成型和同步PE挤出焊接工艺，生产高性能结构壁HDPE管材以及超大口径承压供水管道，成品环刚度及冲击强度高。生产线采用PLC控制系统，人机对话智能界面，操作简单，具有联动性。

本发明制备的高密度聚乙烯管材具有以下特点：

1、柔性或无泄漏(电熔焊、对焊)连接，密封性能及环保性能好，这两种密封连接方式均无需机械，简便快捷，可实现100％无泄露；

2、耐化学性：不被污染、废水及化学药品腐蚀，不因土壤中腐烂物质而腐蚀；使用寿命可长达五十年；

3、排水流通性优越：管道内壁光滑，摩擦系数小，且沉淀物在管道中不易产生聚集，长期使用后摩阻几乎不变，流动阻力比水泥管低20～30％；

4、耐老化：管材通常为黑色，可承受存放和施工过程中太阳的直晒；

5、耐寒性：管材在-60℃环境中不会被冻裂及膨胀漏水；

6、耐磨性优越：比钢管、水泥管耐磨，生活水废渣通运能力强；

7、经济性：施工、管理、维修费用低；

8、抗非正常突发载荷能力强；管材可通过弹性变形来化解由此产生的应力，避免管材连接处因承受过大的应力及变形而泄露或破坏；

9、质轻、便于运输及安装：其重量是水泥管重量的1/8；管材可先在沟外连接，用挖土机推到沟中，基本上实现边开挖、边下管、边回填，简化了施工程序，缩短了工期；在工程验收时，采用闭气检验代替闭水试验，既加快了验收速度，又节闭水试验中繁杂的工作和大量的试验费用；此外，其的轴向柔性好，敷设时对沟槽底部平整度，坚实度要求较低，承受安装不当所造成的非正常应力的能力强；

10、环保：HDPE是环保性原料，对土地等环境无害，并且能够100％再生利用。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例中，高密度聚乙烯管材，按照质量百分比的原料包括高密度聚乙烯树脂100％；管材由承口、管体和插口构成，所述承口和插口分别位于管体的两端，其中，承口处为锥形内径，插口处为锥形外径；管体的外表面为螺旋波纹结构，内表面为光滑面结构；管体内表面距离承口端1.5cm处埋设有电阻丝，用于管材之间的连接。

实施例2

本发明实施例中，高密度聚乙烯管材，按照质量百分比的原料包括高密度聚乙烯树脂95％和色母粒5％；管材由承口、管体和插口构成，所述承口和插口分别位于管体的两端，其中，承口处为锥形内径，插口处为锥形外径；管体的外表面为螺旋波纹结构，内表面为光滑面结构；管体内表面距离承口端1.5cm处埋设有电阻丝，用于管材之间的连接。

实施例3

本发明实施例中，高密度聚乙烯管材，按照质量百分比的原料包括高密度聚乙烯树脂98％和色母粒2％；管材由承口、管体和插口构成，所述承口和插口分别位于管体的两端，其中，承口处为锥形内径，插口处为锥形外径；管体的外表面为螺旋波纹结构，内表面为光滑面结构；管体内表面距离承口端1.5cm处埋设有电阻丝，用于管材之间的连接。

上述发明实施例中，所述色母粒为黑色。

所述的高密度聚乙烯管材的制备方法，包括以下步骤：

(2)投料：将上述原料投入到挤出成型机内；

(3)挤出：待原料加热至所需的温度，开始挤出成型；

(4)缠绕成型，包括以下步骤：

1)吊上芯棒，点火加温，用表面温度仪测定芯棒温度，缠绕的芯棒附近温度均匀保持在150℃左右；

2)待混合原料挤出，做好承口，承口处为锥形内径；

3)开始缠绕，将聚丙烯或聚乙烯波纹管压在熔缝上，螺距均匀；管材颜色应为黑色，且色泽均匀一致，内表面应平整，外部肋应规整，无破裂，内外壁应无气泡和可见杂质，熔缝无脱开；

4)做好插口，插口处为锥形外径，吊下；

(5)切削，包括以下步骤：

1)将管材吊上切削台，开起大、小风机；

2)待冷却到规定时间后，开始切削；

3)适当喷一点雾水在插口上，加速冷却；

4)按标准尺带的尺寸切削插口；切削面应光滑平整，插口倒角均匀，插口周长尺寸严格按照标准尺带的尺寸；

5)吊下切削台；

(6)脱模，包括以下步骤：

2)放下芯棒，挂钩勾住芯棒，脱模；脱模前，管材温度必须冷却到位，且脱模时，管材表面不应有脱模引起的明显损伤；

(7)修整，包括以下步骤：

1)管材进入修整台；

2)用手提切割机切掉多余的边部；

3)用刨刀将管材两端刨平；

4)用刮刀修掉毛刺；最后管材的两端应平滑、平整，无毛刺、无凹陷；

(8)预埋电阻丝，包括以下步骤：

1)调节气枪气压到适宜的范围；

3)预埋电阻丝；

4)用热熔焊机加热电阻丝，并敲平；

5)将2根电阻丝拉直，减掉多余的部分；

(9)检验入库，包括以下步骤：

1)肉眼观察管材外观，并记录；管材颜色应为黑色，色泽均匀一致；内表面应平整，外部肋应规整；内外壁应无气泡和可见杂质，熔缝无脱开；切割端面应修整，无毛刺；

2)用卷尺量好管材长度以及内径，做好记录；管材尺寸符合GB/T19472.2-2004标准；

3)用卡尺测量两端壁厚，并记录；

4)用吊秤称重，并记录；

5)取样，测试管材物理性能；管材物理性能，包括环刚度、环柔性、冲击性能、蠕动比率、缝的拉伸强度应符合GB/T19472.2-2004标准要求。

聚乙烯来自北京燕山石化6100M，聚丙烯来自北京燕山石化8101。

本发明以高密度聚乙烯树脂(HDPE)为主要原材料，在热熔状态下采用热缠绕成型工艺，以聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)单壁波纹管为支撑结构制成具有较高抗外压能力的特殊结构壁管材，并在热态未脱模前，通过滚动风冷方式冷却，是一种内壁光滑、外部为螺形状加强肋，由螺旋卷绕工艺制成的结构壁管材，属柔性管材。该产品内表面光滑、外部为异型增强结构，管材标准长度为6米，管内径范围为DN300-DN4000mm，产品指标均达到GB/T 19472.2-2004 B型结构壁管标准及PREN-13476欧洲标准要求。

本发明采用承插式电熔连接式，管道两端在生产时被加工成承口和插口，并在承口端嵌入电熔丝，在管道连接时，只需接入电源即可完成焊接，并且可以使管道系统实现零渗露。该产品被广泛用于市政排水、电力、石化、煤矿通风等领域，是钢筋混凝土、铸铁管的理想的换代产品。是新近发展较快的新型埋地排水用管材，已被建设部普评为重点推广产品。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.高密度聚乙烯管材，其特征在于，按照质量百分比的原料包括高密度聚乙烯树脂95-100％和色母粒0-5％；所述管材由承口、管体和插口构成，所述承口和插口分别位于管体的两端，其中，承口处为锥形内径，插口处为锥形外径；所述管体的外表面为螺旋波纹结构，内表面为光滑面结构；所述管体内表面距离承口1.5cm处埋设有电阻丝，用于管材之间的连接。

2.根据权利要求1所述的高密度聚乙烯管材，其特征在于，所述色母粒为黑色。

3.根据权利要求1所述的高密度聚乙烯管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(2)投料：将上述原料投入到挤出成型机内；

(3)挤出：待原料加热至140-160℃，开始挤出成型；

(4)缠绕成型，包括以下步骤：

2)待混合原料挤出，做好承口；

4)做好插口，吊下；

(5)切削，包括以下步骤：

1)将管材吊上切削台，开起风机；

2)待冷却到规定时间后，开始切削；

3)按标准尺带的尺寸切削插口；

4)吊下切削台；

(6)脱模，包括以下步骤：

2)放下芯棒，挂钩勾住芯棒，脱模；

(7)修整，包括以下步骤：

1)管材进入修整台；

2)用手提切割机切掉多余的边部；

3)用刨刀将管材两端刨平；

4)用刮刀修掉毛刺；

(8)预埋电阻丝，包括以下步骤：

1)调节气枪气压到适宜的范围；

3)预埋电阻丝；

4)用热熔焊机加热电阻丝，并敲平；

5)将2根电阻丝拉直，减掉多余的部分；

(9)检验入库，包括以下步骤：

1)肉眼观察管材外观，并记录；

2)用卷尺量好管材长度以及内径，做好记录；

3)用卡尺测量两端壁厚，并记录；

4)用吊秤称重，并记录；

5)取样，测试管材物理性能。