CN110452453A - 聚丙烯缠绕结构壁管材及其生产工艺 - Google Patents

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刘小欢
金明畅
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Abstract

本发明提供一种聚丙烯缠绕结构壁管材，包括内平壁管，该内平壁管以重量份计，主要由以下原料制备而成：聚丙烯树脂100份，黑色母粒1‑3份，长玻璃纤维20‑75份。其中，长玻璃纤维是经由偶联剂处理后的连续长玻璃纤维。本发明的聚丙烯缠绕结构壁管材通过在内平壁管的原料中增加长玻璃纤维，使得管材的环刚度得到了很大的提高，同时具有抗拉耐压、耐沉降性优良的优点；波纹形肋管采用玻璃纤维增强聚丙烯管，使得管材具有高刚性、高抗冲击强度、抗蠕变性能、低翘曲、抗动态疲劳和尺寸稳定性好等特点。本发明的聚丙烯缠绕结构壁管材生产成本低，且具有较好的长期综合力学性能，适于实用。

Description

聚丙烯缠绕结构壁管材及其生产工艺
技术领域
本发明涉及管材领域，尤其涉及一种聚丙烯缠绕结构壁管材及其生产工艺。
背景技术
随着我国城市化和工业化进程的快速推进，污水对环境的威胁与日俱增；传统使用的地下排水管主要有混凝土、陶土等硬质管道，硬质排水管在装卸、地质运动和腐蚀后存在易碎、失效的问题，一旦失效，污水泄漏势必造成土壤的污染，近几年频发的各类疫情使人们意识到环境卫生的重要性。
目前，市场上的排水管道主要有双壁波纹管、单壁波纹管、聚乙烯/聚丙烯缠绕结构壁管（俗称克拉管）以及钢带增强聚乙烯螺旋波纹管等。排水管道作为一种非压力管道，环刚度是衡量其性能的最重要的性能指标之一。目前排水管道生产厂家一般通过添加滑石粉、碳酸钙以及晶须等无机物来提高材料的模量，同时降低整体管道的成本。高分子材料在大量添加无机填料后，虽然材料的模量提高了，但是材料的拉伸强度、韧性等物理性能会出现大幅度的下降，因此管道虽然刚性提高了，但是长期的综合性能得不到保障。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的管道的长期综合性能得不到保障的问题，而提出的一种聚丙烯缠绕结构壁管材及其生产工艺。
为实现上述目的，本发明提供了一种聚丙烯缠绕结构壁管材，包括内平壁管，该内平壁管以重量份计，主要由以下原料制备而成：聚丙烯树脂100份，黑色母粒1-3份，长玻璃纤维20-75份。
较佳地，长玻璃纤维是经由偶联剂处理后的连续长玻璃纤维。
本发明还提供了上述聚丙烯缠绕结构壁管材的生产工艺，包括以下步骤：
S1.按重量份计，配置聚丙烯树脂100份、黑色母粒1-3份、长玻璃纤维20-75份，并混合搅拌均匀；
S2.将搅拌均匀的原料通过挤出机螺杆塑化并挤出平模；
S3.加热模具至80-120℃；
S4.将步骤S2中的平模缠绕到加热后的模具外表面上，对平模进行加热，直至其完全熔融，冷却后形成内平壁管；
S5.加热内平壁管直至其表面熔融，将预先生产的波纹形肋管经挤出机包模后缠绕至内平壁管的外表面上；
S6.达到定长后冷却并取出模具，即得到聚丙烯缠绕结构壁管材。
较佳地，波纹形肋管为玻璃纤维增强聚丙烯管。进一步地，在波纹形肋管中，玻璃纤维的质量百分比为20%-35%，聚丙烯的质量百分比为65%-80%。
与现有技术相比，本发明的聚丙烯缠绕结构壁管材通过在内平壁管的原料中增加长玻璃纤维，使得管材的环刚度得到了很大的提高，同时具有抗拉耐压、耐沉降性优良的优点；波纹形肋管采用玻璃纤维增强聚丙烯管，使得管材具有高刚性、高抗冲击强度、抗蠕变性能、低翘曲、抗动态疲劳和尺寸稳定性好等特点。本发明的聚丙烯缠绕结构壁管材生产成本低，且具有较好的长期综合力学性能，适于实用。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
本发明的一种聚丙烯缠绕结构壁管材，包括内平壁管，该内平壁管以重量份计，主要由以下原料制备而成：聚丙烯树脂100份，黑色母粒1-3份，长玻璃纤维20-75份。
其中，长玻璃纤维是经由偶联剂处理后的连续长玻璃纤维。
本发明还提供了上述聚丙烯缠绕结构壁管材的生产工艺，包括以下步骤：
S1.按重量份计，配置聚丙烯树脂100份、黑色母粒1-3份、长玻璃纤维20-75份，并混合搅拌均匀；
S2.将搅拌均匀的原料通过挤出机螺杆塑化并挤出平模；
S3.加热模具至80-120℃；
S4.将步骤S2中的平模缠绕到加热后的模具外表面上，对平模进行加热，直至其完全熔融，冷却后形成内平壁管；
S5.加热内平壁管直至其表面熔融，将预先生产的波纹形肋管经挤出机包模后缠绕至内平壁管的外表面上；
S6.达到定长后冷却并取出模具，即得到聚丙烯缠绕结构壁管材。
优选地，波纹形肋管为玻璃纤维增强聚丙烯管。进一步地，在波纹形肋管中，玻璃纤维的质量百分比为20%-35%，聚丙烯的质量百分比为65%-80%。
实施例1：
按重量份计，配置聚丙烯树脂100份、黑色母粒2份、长玻璃纤维30份，并混合搅拌均匀，将搅拌均匀的原料通过挤出机螺杆塑化并挤出平模；加热模具至80-120℃，将平模缠绕到加热后的模具外表面上，对平模进行加热，直至其完全熔融，冷却后形成内平壁管；
以重量份计，配置玻璃纤维25份，聚丙烯树脂75份，将75份聚丙烯树脂和25份玻璃纤维混合搅拌均匀，将搅拌均匀的原料通过挤出机螺栓塑化后，单层挤出模头，冷却成型得到波纹形肋管；
加热内平壁管直至其表面熔融，将波纹形肋管经挤出机包模后缠绕至内平壁管的外表面上，达到定长后冷却并取出模具，即得到聚丙烯缠绕结构壁管材。
对比实施例1：水泥管。
对比实施例2：聚乙烯缠绕结构壁管材。
性能测试：
环刚度测试按照GB/T 9647规定进行；环柔度按GB/T 9647规定进行，当试样在垂直方向外径变形量为原外径的30%时立即卸载；冲击性能按GB/T 14152规定进行，试验温度：0℃，冲锤型号d90。
试验结果：
该聚丙烯缠绕结构壁管材与水泥管重量对比结果显示：同尺寸水泥管质量是聚丙烯缠绕结构壁管材的5~8倍。
该聚丙烯缠绕结构壁管材与聚乙烯缠绕结构壁管材的对比结果显示：同等壁厚水平的该聚丙烯缠绕结构壁管材比聚乙烯缠绕结构壁管材具有更轻的重量和更高的环刚度水平，且该聚丙烯缠绕结构壁管材壁聚乙烯缠绕结构壁管材具有更好的耐应力开裂性能、柔韧性和延展性。
该聚丙烯缠绕结构壁管材的环柔性和冲击性能结果显示：该聚丙烯缠绕结构壁管材具有良好的柔性，通过试验后的试样圆滑，结构上无任何分层、开裂和撕裂现象，且管材在0℃时表现出了良好的抗冲击性能。
综上，该聚丙烯缠绕结构壁管材具有优异的综合性能，具有更轻的米重和更高的环刚度，以及良好的环柔性和抗冲击性能。
本发明的聚丙烯缠绕结构壁管材通过在内平壁管的原料中增加长玻璃纤维，使得管材的环刚度得到了很大的提高，同时具有抗拉耐压、耐沉降性优良的优点；波纹形肋管采用玻璃纤维增强聚丙烯管，使得管材具有高刚性、高抗冲击强度、抗蠕变性能、低翘曲、抗动态疲劳和尺寸稳定性好等特点。本发明的聚丙烯缠绕结构壁管材生产成本低，且具有较好的长期综合力学性能，适于实用。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种聚丙烯缠绕结构壁管材，其特征在于，包括内平壁管，所述内屏壁管以重量份计，主要由以下原料制备而成：聚丙烯树脂100份，黑色母粒1-3份，长玻璃纤维20-75份。
2.如权利要求1所述的聚丙烯缠绕结构壁管材，其特征在于，所述长玻璃纤维是经由偶联剂处理后的连续长玻璃纤维。
3.一种如权利要求1-2任意一项所述的聚丙烯缠绕结构壁管材的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.按重量份计，配置聚丙烯树脂100份、黑色母粒1-3份、长玻璃纤维20-75份，并混合搅拌均匀；
S2.将搅拌均匀的原料通过挤出机螺杆塑化并挤出平模；
S3.加热模具至80-120℃；
S4.将步骤S2中的平模缠绕到加热后的模具外表面上，对平模进行加热，直至其完全熔融，冷却后形成内平壁管；
S5.加热内平壁管直至其表面熔融，将预先生产的波纹形肋管经挤出机包模后缠绕至内平壁管的外表面上；
S6.达到定长后冷却并取出模具，即得到聚丙烯缠绕结构壁管材。
4.如权利要求3所述的聚丙烯缠绕结构壁管材的生产工艺，其特征在于，所述波纹形肋管为玻璃纤维增强聚丙烯管。
5.如权利要求4所述的聚丙烯缠绕结构壁管材的生产工艺，其特征在于，在所述波纹形肋管中，玻璃纤维的质量百分比为20%-35%，聚丙烯的质量百分比为65%-80%。
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