CN109084095A - Pe或pp增强复合聚氯乙烯缠绕管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管及其制备方法，其由PVC板带缠绕成管体后再在其外缠绕增强膜而成，且PVC板带与增强膜之间通过黏胶层粘结成一体，所述增强膜为带状的PE或PP膜。发明在PVC缠绕管的基础上，复合了PE或PP增强膜后，不但可以提高管材的韧性，受到外力冲击不容易破损，还大大提高了管材的环刚度，同等级环刚度的管材，可以节省材料，达到降低生产成本的效果，与同类型的管道相比存在较大的质量优势和价格优势，能很好地降低各类型的市政排水工程的工程造价。
Description
技术领域
本发明涉及管材领域，特别是一种复合缠绕管及其制备方法。
背景技术
PVC缠绕管是适用于大型市政排水(排污)工程，大型水利枢纽工程。其生产管径在Φ300MM-Φ2500MM之间。PVC缠绕管道具有耐酸、碱性的防腐蚀性能，环刚度高，水阻系数低，使用寿命长，抗震性能强，抗位移性能高，施工速度快等特点。
PVC材料具有良好的物理和化学性能。从上个世纪80年代初，国家大力推广应用PVC管，并制定了一系列的政策、制度、标准，也积累了不少经验。发展到今天，已经具备了完善的产品标准、检测方法标准及检测手段、施工工程技术规范等，从而统一了产品的规格尺寸和质量指标，实现了产品的互换性。这说明了PVC给排水管道的发展已经进入了成熟期，产品质量和施工质量均有了保障，从而保证了PVC给排水管道的使用效果。
PVC材料制造的给排水管有着很多的优点，大量使用在市政给排水工程上，而且达到了很好的使用效果。过去由于生产工艺的限制，PVC管道口径最大只能做到1000MM，它是整条管挤出成型的，所以要把口径做大，就必须用更大型的生产模具。模具做大了不但成本大大提高，而且保证不了产品的正常成型。为了解决这个问题，已有厂家利用双螺杆挤出机挤出PVC板带1，该PVC板带1是中空结构，两端都有葫芦扣11，再利用缠绕机械把PVC板带1缠绕成管道2’。这样经过2次加工，可以生产出口径更大的PVC管道。这个生产工艺的流程就是把PVC材料经过挤出机，生产成板带的形式，再根据不同的管径需要，用不同规格的缠绕机，把PVC板带1缠绕成管道2’，PVC板带之间利用葫芦扣11扣死，并用PVC胶水，使PVC板带1紧紧地粘合在一起，如图1、图2所示。管道的大小、环刚度等级可以通过不同型号的板带缠绕成型制作，该类PVC缠绕管具备环刚度高，重量轻，价格便宜，加工简便，可随意生产各种口径的管道等众多优点，但是其缺点是柔性略差，偏脆，容易破损，尤其是在管道的搬运过程中，很容易被工地中的突起杂物而戳穿而裂开，造成损耗，甚至引发管道渗漏的事故。而且，为了达到一定的环刚度要求，PVC管材必须具有一定厚度，因此材料消耗较大，成本高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管，其大幅改善管道的脆性，且环刚度增高。
本发明的另一个目的是提供上述缠绕管的制备方法。
本发明的目的是这样实现的：一种PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管，其特征在于：缠绕管由PVC板带缠绕成管体后再在其外缠绕增强膜而成，且PVC板带与增强膜之间通过黏胶层粘结成一体，所述增强膜为带状的PE或PP膜。
所述增强膜的厚度范围为1-15毫米。
所述增强膜的宽度范围为80-150厘米。
所述的黏胶层的厚度范围为0.1-5毫米。
所述的黏胶层采用热熔胶。
所述的黏胶层采用聚烯烃热熔胶。
所述的PVC板带缠绕后，相邻PVC板带相互扣接固定，并用PVC胶粘结。
上述PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管的制备方法，其特征在于：
方法一：通过缠绕成型机，由PVC板带缠绕成预设长度和管径的管体；在管体外表面覆上黏胶层；最后在黏胶层外表缠绕增强膜，得到成品；
方法二：通过缠绕成型机，由PVC板带缠绕成管体；在PVC板带进行缠绕时，同步对已成形的管体外表面覆上黏胶层；最后在黏胶层外表缠绕增强膜，最后得到预设长度和管径的成品。
所述在管体外表面覆上黏胶层的方法：将黏胶制成带状，预热或常温下缠绕于所述管体外表面；或者，将黏胶加热热熔成不定形胶体，均匀涂抹于所述管体外表面。
所述制成带状的黏胶通过风机预热时，风机温度220-250℃；或者，所述制成带状的黏胶在常温下进行缠绕；或者，将黏胶加热热熔成不定形胶体时的加热温度在170-230℃；所述增强膜在缠绕前温度为170-230℃。
本发明在PVC缠绕管的基础上，复合了PE或PP增强膜后，不但可以提高管材的韧性，受到外力冲击不容易破损，还大大提高了管材的环刚度，同等级环刚度的管材，可以节省材料，达到降低生产成本的效果，与同类型的管道相比存在较大的质量优势和价格优势，能很好地降低各类型的市政排水工程的工程造价。
附图说明
图1是现有技术中PVC缠绕管的纵向剖面图；
图2是图1的A部放大图；
图3是本发明的纵向剖面图；
图4是图3的B部放大图；
图5是本发明的横截面图；
图6是本发明的制备方法流程图。
具体实施方式
如图3-5所示，本发明是一种PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管3，由PVC板带1缠绕成管体2后再在其外缠绕增强膜5而成，且PVC板带4与增强膜5之间通过黏胶层4粘结成一体，所述增强膜5为带状的PE或PP膜。
优选的，根据缠绕管的不同口径的性能要求，所述增强膜5的厚度范围为1-15毫米，此范围既能大幅提高缠绕管的性能，又使材料成本保持合理范围，更优选为1-10毫米。优选的，所述增强膜5的宽度范围为80-150厘米，便于生产操作同时也较节省工序时间。
优选的，根据缠绕管的不同口径的性能要求，所述的黏胶层4的厚度范围为0.1-5毫米。优选的，所述的黏胶层4采用热熔胶，能够很好的将PE/PP材料与PVC材料黏合起来，最优选为聚烯烃热熔胶。
所述的PVC板带1缠绕后，相邻PVC板带1相互扣接固定(例如本实施例中采用的葫芦扣11)，并用PVC胶粘结。
上述PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管的制备方法，
方法一：通过缠绕成型机，由PVC板带1缠绕成预设长度和管径的管体2；在管体2外表面覆上黏胶层4；最后在黏胶层4外表缠绕增强膜5，得到PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管3。采用本方法，可以对已有的PVC管体进行再加工。
方法二：如图6所示，通过缠绕成型机6，由PVC板带1缠绕成管体2；在PVC板带1进行缠绕时，同步对已成形的管体2外表面覆上黏胶层4；最后在黏胶层4外表缠绕增强膜5，最后得到预设长度和管径的PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管3。本方法虽然较方法一大大缩短了成品的制作时间，但却存在以下问题：由于PVC板带1本身的瑕疵(破损或开裂)或缠绕中卡扣松脱等问题，PVC板带1缠绕成管体2的过程会有一定的废品率，如同步覆上黏胶层4和缠绕增强膜5，则会进一步提高废品的材料成本，且缠绕增强膜5后较难检查管体2的质量。
在管体2外表面覆上黏胶层4的方法：可以是将黏胶制成带状，预热或常温下缠绕于所述管体2外表面；或者，将黏胶加热热熔成不定形胶体，均匀涂抹于所述管体2外表面。优选的，所述制成带状的黏胶在常温下进行缠绕；或者，当制备更大口径的缠绕管，采用更厚的黏胶时，为达到更好的粘结性能，可在带状黏胶进行缠绕前，通过加热风机进行预热，所述制成带状的黏胶通过风机预热时，风机温度220-250℃；或者，将黏胶加热热熔成不定形胶体时的加热温度在170-230℃。
优选的，所述增强膜在缠绕前温度为170-230℃。温度过低则较难加工成型，温度过高则会产生过塑化、烧焦等的现象，PE/PP的分子链断裂导致性能下降。
在本发明中，采用的聚氯乙烯，其具有化学稳定性好，高强度，高刚度和高硬度，只产生低张裂力，但缺点是韧性较差且受天气条件限制。由于聚氯乙烯为非热熔材料，因此缠绕后相邻板带之间需要通过扣接固定(例如葫芦扣或卡槽等)，并以PVC胶水进一步粘合以使连接更为牢固。
实施例1
(1)将PVC材料通过挤出机挤出横截面如图3、4所示的PVC板带1，然后通过隧道式加热器9将PVC板带1加热约2分钟，令PVC板带1的温度达到约85℃，输入缠绕成型机6进行缠绕，形成管体2。或者，也可以不对PVC板带1进行加热而直接进行缠绕。在本实施例中，得到的是300mm口径，环刚度SN8的管体2。
(2)在缠绕成型机6下游位置设有黏胶输出机7。本实施例中采用已制成的带状的黏胶，厚度约为0.5mm，通过黏胶输出机7的转动轴，输出带状的黏胶，在PVC板带1进行缠绕时，同步对已成形的管体2外表面缠绕覆上黏胶层4。
(3)在黏胶输出机7下游位置设有PE/PP挤出机8。通过PE/PP挤出机8挤出带状的PE/PP膜，在黏胶层4表面再缠绕上增强膜5。在本实施例中采用的是2mm厚度的PE增强膜，增强膜在缠绕前温度为170-230℃。当具有一定温度的增强膜5紧密缠绕在黏胶层4表面时，其高温传导到黏胶层4使其热熔，冷却后最终将管体2和增强膜5牢固粘结在一起。
对比例1
采用实施例1的工艺及规格，仅省略步骤(2)的覆上黏胶层4，得到对比产品。
对于300mm口径，环刚度SN为8KN/m的管体2，复合一层2毫米厚的PE增强膜5后，对比例1没有使用黏胶层的对比产品，环刚度只有8.8KN/m，而实施例1中使用了黏胶层后，环刚度有12KN/m。
对比实验说明，两种不同的材料的管体2和增强膜5，必须要粘合在一起才能发挥其最大性能。如果该两部分是独立的结构部分，在受外力的情况下，外力只会分散作用在这两部分独立结构上，对整体性能提高作用不明显，反之，如该两部分粘合一体，这个新形成的结构体能融合两者的长处，达到一个超常加成的效果。
因此，本发明的在管体依次覆上黏胶层4和缠绕PE/PP增强膜5，不但可以提高管材的韧性，受到外力冲击不容易破损，还大大提高了管材的环刚度，同等级环刚度的管材，可以节省材料，达到降低生产成本的效果，例如同样制备环刚度为8KN/m的产品，本发明的PVC材料可以较没有PE/PP增强膜5的现有产品节省20％～50％。另外，如果仅有PE/PP增强膜5而没有黏胶层4，会导致管材的整体性能下降，包括环刚度，环柔度，冲击等，特别是环刚度会较本发明产品下降20％-30％不等。
实施例2
(1)将PVC材料通过挤出机挤出PVC板带1，然后输入缠绕成型机6进行缠绕，形成预设规格的完整的管体2。
(2)通过黏胶输出机7(本实施例中为挤出机)将黏胶加热热熔成成不定形胶体，挤出温度在170-230℃，通过模具均匀涂抹于管体2外表面，形成黏胶层4。
(3)通过PE/PP挤出机挤出带状的PE/PP膜，在黏胶层4表面再缠绕上增强膜5。在本实施例中采用的是1.5mm厚度的PP增强膜。
Claims (10)
1.一种PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管，其特征在于：缠绕管由PVC板带缠绕成管体后再在其外缠绕增强膜而成，且PVC板带与增强膜之间通过黏胶层粘结成一体，所述增强膜为带状的PE或PP膜。
2.根据权利要求1所述的PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管，其特征在于：所述增强膜的厚度范围为1-15毫米。
3.根据权利要求1所述的PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管，其特征在于：所述增强膜的宽度范围为80-150厘米。
4.根据权利要求1所述的PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管，其特征在于：所述的黏胶层的厚度范围为0.1-5毫米。
5.根据权利要求1所述的PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管，其特征在于：所述的黏胶层采用热熔胶。
6.根据权利要求5所述的PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管，其特征在于：所述的黏胶层采用聚烯烃热熔胶。
7.根据权利要求1所述的PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管，其特征在于：所述的PVC板带缠绕后，相邻PVC板带相互扣接固定，并用PVC胶粘结。
8.权利要求1-7任一项所述PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管的制备方法，其特征在于：
方法一：通过缠绕成型机，由PVC板带缠绕成预设长度和管径的管体；在管体外表面覆上黏胶层；最后在黏胶层外表缠绕增强膜，得到成品；
方法二：通过缠绕成型机，由PVC板带缠绕成管体；在PVC板带进行缠绕时，同步对已成形的管体外表面覆上黏胶层；最后在黏胶层外表缠绕增强膜，最后得到预设长度和管径的成品。
9.根据权利要求8所述的PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管的制备方法，其特征在于：所述在管体外表面覆上黏胶层的方法：将黏胶制成带状，预热或常温下缠绕于所述管体外表面；或者，将黏胶加热热熔成不定形胶体，均匀涂抹于所述管体外表面。
10.根据权利要求9所述的PE或PP增强复合聚氯乙烯缠绕管的制备方法，其特征在于：所述制成带状的黏胶通过风机预热时，风机温度220-250℃；或者，
所述制成带状的黏胶在常温下进行缠绕；或者，将黏胶加热热熔成不定形胶体时的加热温度在170-230℃；
所述增强膜在缠绕前温度为170-230℃。
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