CN110645420B - 一种高强度耐压聚乙烯复合管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度耐压聚乙烯复合管及其制备方法，该复合管包括芯管、薄片骨架增强层以及外表层；所述芯管和外表层之间设置有薄片骨架增强层；本发明通过与薄片紧密结合，使其具有良好的强度和韧性，复合管的内外两层包覆有改性聚乙烯材料，使其具有较高的拉伸强度、弯曲强度、高模量和高抗冲击性能；通过第一弹簧的设置，使其在在自然的状态下，整平辊与薄片相抵触，薄片通过整平辊与芯管间的间隙被压紧至平整状态在缠绕在芯管；通过打磨机构的设置，便于对不厚度的薄片进行打磨，使其更加光滑平整，粘结效果好；通过压紧机构的设置，便于对不同厚度的薄片进行挤压，使其更加平整。
Description
技术领域
本发明涉及复合管技术领域，具体涉及一种高强度耐压聚乙烯复合管及其制备方法。
背景技术
传统的钢制管道耐腐蚀性较差且不易搬运，已无法适应当前的需要。我国主要石油及天然气多分布于沙漠、沼泽或山区，自然环境较为恶劣，铺设钢制管道时受自然环境的影响十分严重，又由于地面沉降、山体滑坡等原因使输送管道极其容易出现损坏现象；
在专利号为CN102767652B中公布了一种耐热聚乙烯复合管及其制备方法；但是该聚乙烯制成管道对化学和机械作用很敏感，耐热老化性差，在一些领域无法得到应用；并且在现有技术中在进行缠绕的过程中，无法将薄片平整压制在芯管上，并且不便于对不同厚度的薄片进行打磨和挤压。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种高强度耐压聚乙烯复合管及其制备方法，
本发明复合管是由芯管、薄片骨架增强层以及外表层复合成型的，通过与薄片紧密结合，使其具有良好的强度和韧性，复合管的内外两层包覆有改性聚乙烯材料，使其具有较高的拉伸强度、弯曲强度、高模量和高抗冲击性能。
本发明通过第一弹簧的设置，使其在在自然的状态下，整平辊与薄片相抵触，薄片通过整平辊与芯管间的间隙被压紧至平整状态在缠绕在芯管；通过打磨机构的设置，便于对不厚度的薄片进行打磨，使其更加光滑平整，粘结效果好；通过压紧机构的设置，便于对不同厚度的薄片进行挤压，使其更加平整。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高强度耐压聚乙烯复合管，包括芯管、薄片骨架增强层以及外表层；所述芯管和外表层之间设置有薄片骨架增强层；
所述芯管和外表层的材料相同，由下列重量份的原料配制而成：聚乙烯180-190份、氯化聚乙烯35-40份、环氧树脂75-85份、二月桂酸二丁基锡8-9份、硬脂酸钙7-10份、聚乙烯蜡9-11份、玉石粉7-9份、月桂酸钡6-8份、烃基磷酸8-10份、氟素脂5-9份、甲基丙烯酸缩水甘油酯6-7份、硅烷偶联剂10-15份、聚对苯二甲酸乙二醇酯11-16份、亚磷酸酯类抗氧剂13-15份、纳米二氧化锆11-13份、助剂母粒9-11份；
其中，该复合管通过下述步骤制备得到：将芯管固定在缠绕机的两个夹紧机构之间，并将成卷薄片放置在放卷辊上，薄片一端缠绕在芯管上，然后驱动电机，通过两个夹紧机构带动芯管转动，薄片首先经过压紧机构的上压辊和侧板上的下压辊对其进行挤压，然后再次通过打磨机构的第二打磨辊和侧板上的第一打磨辊对其进行打磨，然后通过涂胶辊将环氧树脂涂覆在薄片上，加热辊对薄片进行加热，最后收卷缠绕到芯管上，并通过整平辊将薄片平整的铺在芯管上；最后在薄片骨架增强层外表面成型外层聚乙烯管，向外层连续喷水冷却，得到复合管。
一种高强度耐压聚乙烯复合管的制备方法,包括以下步骤：
(1)按重量份计，称取聚乙烯180-190份、氯化聚乙烯35-40份、环氧树脂75-85份、二月桂酸二丁基锡8-9份、硬脂酸钙7-10份、聚乙烯蜡9-11份、玉石粉7-9份、月桂酸钡6-8份、烃基磷酸8-10份、氟素脂5-9份、甲基丙烯酸缩水甘油酯6-7份、硅烷偶联剂10-15份、聚对苯二甲酸乙二醇酯11-16份、亚磷酸酯类抗氧剂13-15份、纳米二氧化锆11-13份、助剂母粒9-11份；
(2)将除环氧树脂以外的原料混合后加入高速捏合机中捏合8-10分钟，捏合温度为160-180℃，然后将原料送入冷混机中搅拌至温度在35-40℃后下料；
(3)将步骤(2)得到的原料按比例分别放入芯管聚乙烯管螺杆挤塑机和外层聚乙烯管挤塑机的料斗，芯管聚乙烯管螺杆挤塑机挤出聚乙烯进入芯管聚乙烯管模具成型，经过真空定径和冷却得到芯管；
(4)将芯管固定在缠绕机的两个夹紧机构之间，并将成卷薄片放置在放卷辊上，薄片一端缠绕在芯管上，然后驱动电机，通过两个夹紧机构带动芯管转动，薄片首先经过压紧机构的上压辊和侧板上的下压辊对其进行挤压，然后再次通过打磨机构的第二打磨辊和侧板上的第一打磨辊对其进行打磨，然后通过涂胶辊将环氧树脂涂覆在薄片上，加热辊对薄片进行加热，最后收卷缠绕到芯管上，并通过整平辊将薄片平整的铺在芯管上；
(5)外层聚乙烯管挤塑机挤出聚乙烯进入外层聚乙烯管模具，在薄片骨架增强层外表面成型外层聚乙烯管，向外层连续喷水冷却，得到复合管。
作为本发明进一步的方案：所述助剂母粒由下列重量份的原料制成：聚酰胺30-36份、环烷酸丁酯12-14份、富马酸二甲酯7-9份、苯甲酸钠6-8份、超细炭黑9-10份、三盐基邻苯二甲酸铅5-7份、纳米二氧化硅13-15份、乙撑双硬酯酰胺3-5份、月桂酸镁4-6份、季戊四醇脂8-9份、苯甲酸盐6-8份、抗氧剂CA 10-12份。
作为本发明进一步的方案：所述助剂母粒的制备方法是：将超细炭黑、三盐基邻苯二甲酸铅、纳米二氧化硅、月桂酸镁分别研磨成粉末，混合后再加入聚酰胺、环烷酸丁酯、富马酸二甲酯等其它剩余成分，投入捏合机中，在80-90℃的温度下捏合50-60分钟后自然冷却，送入造粒机中，熔融挤出造粒，即得所需的助剂母粒。
作为本发明进一步的方案：所述夹紧机构工作步骤为：驱动第二气缸，带动电机移动，进而带动一个夹紧机构移动，然后将芯管插入到环形槽中，驱动第五气缸工作，带动第一弧形块移动，在第三弹簧的反作用力下，第一弧形块与第二弧形块配合将芯管一端固定，电机复位，进而通过两个夹紧机构将芯管两端固定。
作为本发明进一步的方案：所述压紧机构的工作步骤为：驱动第三气缸，通过活塞杆带动连接块升降，进而带动活动板和上压辊升降，活动板通过第一导向杆进行导向，调节上压辊的高度。
作为本发明进一步的方案：所述打磨机构的工作步骤为：驱动第四气缸，通过活塞杆带动摇臂运动，进而活动块水平移动，通过第二弹簧推动滑动板滑动，进而推动第二打磨辊移动，调节其与第一打磨辊之间的间距。
作为本发明进一步的方案：所述整平辊的工作步骤为：驱动第一气缸工作，带动横梁上升与下降，使得第一弹簧在自然的状态下，整平辊与薄片相抵触，薄片在收卷的过程中，薄片通过整平辊与芯管间的间隙被压紧至平整状态在缠绕在芯管上。
作为本发明进一步的方案：所述缠绕机包括底座，所述底座的顶部一端固定转动连接有放卷辊，所述放卷辊上套接有成卷薄片，所述底座的顶部另一端对称且平行安装有第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架的内侧均固定安装有第一气缸，所述第一气缸的底部固定安装有横梁，所述横梁的两侧与第一支架和第二支架分别滑动连接，所述横梁的底部均匀安装有若干根第一弹簧，所述第一弹簧的底部固定安装有U型板，所述U型板的底部转动连接有整平辊；
所述第一支架的外侧固定安装有电机支架，所述电机支架的顶部固定安装有第二气缸，所述第二气缸的活塞杆与电机的一端固定连接，所述电机的底部与电机支架滑动连接，所述电机的输出轴贯穿第一支架与第一夹紧机构固定连接，所述第一夹紧机构远离第一支架的一端与芯管连接，所述芯管远离第一夹紧机构的一端与第二夹紧机构连接，所述第二夹紧机构与第一支架转动连接；
所述第二夹紧机构和第一夹紧机构均包括固定盘、环形槽、第五气缸、第一弧形块、第二弧形块、第三弹簧和支柱，所述固定盘的一面中心处固定安装有支柱，所述支柱的四周均匀安装有若干根第三弹簧，所述第三弹簧远离支柱的一端固定安装有第二弧形块，多块所述第二弧形块形成圆形，所述第二弧形块的外径与固定盘上开设的环形槽内径重合，所述固定盘上安装有若干个第五气缸，所述第五气缸的活塞杆与第一弧形块固定连接，多块所述第一弧形块形成圆形，所述第一弧形块的内径与环形槽外径重合；
所述底座的顶部中间处对称且平行安装有两块侧板，两块所述侧板之间依次安装多根用于薄片导向的导向辊，两块所述侧板之间且靠近放卷辊的一端固定安装有压紧机构，所述压紧机构包括横板、第三气缸、连接块、活动板、第一导向杆和上压辊，所述横板固定在侧板上，所述横板的顶部中心处固定安装有第三气缸，所述第三气缸的活塞杆贯穿横板与连接块连接，所述连接块上转动连接有上压辊，所述第三气缸的两侧安装有第一导向杆，所述第一导向杆的贯穿横板与活动板连接，所述上压辊的正下方转动连接有下压辊；
两块所述侧板中心处固定安装有打磨机构，所述打磨机构包括安装座、第四气缸、摇臂、活动块、第一滑槽、第二弹簧、第二导向杆、滑动板、第二滑槽和第二打磨辊，所述安装座固定在侧板上，所述安装座的一侧活动连接有第四气缸，所述第四气缸的活塞杆与摇臂活动连接，所述摇臂远离活塞杆的一端与活动块活动连接，所述活动块为凸型结构，所述活动块上开设有第一滑槽，所述第一滑槽与侧板配合带动活动块滑动，两根第二导向杆贯穿活动块与滑动板连接，所述第二导向杆上套接有第二弹簧，所述滑动板上开设有第二滑槽，所述第二滑槽与与侧板配合带动滑动板滑动，所述滑动板上转动连接有第二打磨辊，所述第二打磨辊的正下方转动连接有第一打磨辊；
所述打磨机构的一侧安装有涂胶辊，所述涂胶辊的一侧设置有加热辊。
本发明的有益效果：本发明复合管是由芯管、薄片骨架增强层以及外表层复合成型的，其强度好、韧性高，复合管的内外两层包覆有改性聚乙烯材料，聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀；常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良；使其具有较高的拉伸强度、弯曲强度、高模量和高抗冲击性能；通过与薄片紧密结合，具有良好的强度和韧性，大大简化了复合管的生产工艺，提高了生产效率，降低了成本；复合管的阻燃性可以达到V-1级，附着力65N/10mm3，剥离强度145N/m；
本发明在将薄片与芯管粘合的过程中，首先将芯管固定在缠绕机的两个夹紧机构之间，驱动第二气缸，带动电机移动，进而带动第一夹紧机构向左移动，然后将芯管插入到环形槽中，驱动第五气缸工作，带动第一弧形块向右移动，在第三弹簧的反作用力下，第一弧形块与第二弧形块配合将芯管一端固定，然后驱动电机复位，进而通过第二夹紧机构将芯管另一端固定住；并将成卷薄片放置在放卷辊上，薄片一端缠绕在芯管上，然后驱动电机，通过第一夹紧机构带动芯管转动；薄片首先经过压紧机构的上压辊和侧板上的下压辊对其进行挤压，将其压平整，然后再次通过打磨机构的第二打磨辊和侧板上的第一打磨辊对其进行打磨，使其更加光滑，然后通过涂胶辊将环氧树脂涂覆在薄片上，加热辊对薄片进行加热，避免环氧树脂冷却，不易粘粘，最后收卷缠绕到芯管上，并通过整平辊将薄片平整的铺在芯管上，驱动第一气缸工作，带动横梁上升与下降，使得第一弹簧在自然的状态下，整平辊与薄片相抵触，薄片在收卷的过程中，在第一弹簧的作用力下，薄片通过整平辊与芯管间的间隙被压紧至平整状态在缠绕在芯管。
驱动第三气缸，通过活塞杆带动连接块升降，进而带动活动板和上压辊升降，活动板通过第一导向杆进行导向，调节上压辊的高度，便于对不同厚度的薄片进行挤压，适用范围广，实用性强。
驱动第四气缸，通过活塞杆带动摇臂运动，进而活动块水平移动，通过第二弹簧推动滑动板滑动，进而推动第二打磨辊移动，调节其与第一打磨辊之间的间距，便于对不同厚度的薄片进行打磨，第二弹簧的设置，使得第二打磨辊具有良好的缓冲性，利于对薄片上凸起进行打磨。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明缠绕机整体结构示意图；
图2是本发明缠绕机俯视结构示意图；
图3是本发明打磨机构整体结构示意图；
图4是本发明压紧机构整体结构示意图；
图5是本发明支架侧视结构示意图；
图6是本发明夹紧机构结构示意图。
图中：1、底座；2、放卷辊；3、薄片；4、压紧机构；5、下压辊；6、侧板；7、打磨机构；8、第一打磨辊；9、导向辊；10、涂胶辊；11、第一支架；12、横梁；13、第一气缸；14、第二支架；15、芯管；16、第一夹紧机构；17、整平辊；18、U型板；19、第一弹簧；20、第二气缸；21、电机支架；22、电机；23、第二夹紧机构；24、加热辊；41、横板；42、第三气缸；43、连接块；44、活动板；45、第一导向杆；46、上压辊；71、安装座；72、第四气缸；73、摇臂；74、活动块；75、第一滑槽；76、第二弹簧；77、第二导向杆；78、滑动板；79、第二滑槽；70、第二打磨辊；161、固定盘；162、环形槽；163、第五气缸；164、第一弧形块；165、第二弧形块；166、第三弹簧；167、支柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6所示，一种高强度耐压聚乙烯复合管，包括芯管、薄片骨架增强层以及外表层；所述芯管和外表层之间设置有薄片骨架增强层；
所述芯管和外表层的材料相同，由下列重量份的原料配制而成：聚乙烯190、氯化聚乙烯40、环氧树脂85、二月桂酸二丁基锡9、硬脂酸钙10、聚乙烯蜡11、玉石粉9、月桂酸钡8、烃基磷酸10、氟素脂9、甲基丙烯酸缩水甘油酯7、硅烷偶联剂15、聚对苯二甲酸乙二醇酯16、亚磷酸酯类抗氧剂15、纳米二氧化锆13、助剂母粒11；
其中，该复合管通过下述步骤制备得到：将芯管固定在缠绕机的两个夹紧机构之间，并将成卷薄片放置在放卷辊上，薄片一端缠绕在芯管上，然后驱动电机，通过两个夹紧机构带动芯管转动，薄片首先经过压紧机构的上压辊和侧板上的下压辊对其进行挤压，然后再次通过打磨机构的第二打磨辊和侧板上的第一打磨辊对其进行打磨，然后通过涂胶辊将环氧树脂涂覆在薄片上，加热辊对薄片进行加热，最后收卷缠绕到芯管上，并通过整平辊将薄片平整的铺在芯管上；最后在薄片骨架增强层外表面成型外层聚乙烯管，向外层连续喷水冷却，得到复合管。
一种高强度耐压聚乙烯复合管的制备方法,包括以下步骤：
(1)按重量份计，称取聚乙烯190、氯化聚乙烯40、环氧树脂85、二月桂酸二丁基锡9、硬脂酸钙10、聚乙烯蜡11、玉石粉9、月桂酸钡8、烃基磷酸10、氟素脂9、甲基丙烯酸缩水甘油酯7、硅烷偶联剂15、聚对苯二甲酸乙二醇酯16、亚磷酸酯类抗氧剂15、纳米二氧化锆13、助剂母粒11；
(2)将除环氧树脂以外的原料混合后加入高速捏合机中捏合10分钟，捏合温度为180℃，然后将原料送入冷混机中搅拌至温度在40℃后下料；
(3)将步骤(2)得到的原料按比例分别放入芯管聚乙烯管螺杆挤塑机和外层聚乙烯管挤塑机的料斗，芯管聚乙烯管螺杆挤塑机挤出聚乙烯进入芯管聚乙烯管模具成型，经过真空定径和冷却得到芯管；
(4)将芯管固定在缠绕机的两个夹紧机构之间，并将成卷薄片放置在放卷辊上，薄片一端缠绕在芯管上，然后驱动电机，通过两个夹紧机构带动芯管转动，薄片首先经过压紧机构的上压辊和侧板上的下压辊对其进行挤压，然后再次通过打磨机构的第二打磨辊和侧板上的第一打磨辊对其进行打磨，然后通过涂胶辊将环氧树脂涂覆在薄片上，加热辊对薄片进行加热，最后收卷缠绕到芯管上，并通过整平辊将薄片平整的铺在芯管上；
(5)外层聚乙烯管挤塑机挤出聚乙烯进入外层聚乙烯管模具，在薄片骨架增强层外表面成型外层聚乙烯管，向外层连续喷水冷却，得到复合管。
所述助剂母粒由下列重量份的原料制成：聚酰胺36、环烷酸丁酯14、富马酸二甲酯9、苯甲酸钠8、超细炭黑10、三盐基邻苯二甲酸铅7、纳米二氧化硅15、乙撑双硬酯酰胺5、月桂酸镁6、季戊四醇脂9、苯甲酸盐8、抗氧剂CA 12。
所述助剂母粒的制备方法是：将超细炭黑、三盐基邻苯二甲酸铅、纳米二氧化硅、月桂酸镁分别研磨成粉末，混合后再加入聚酰胺、环烷酸丁酯、富马酸二甲酯等其它剩余成分，投入捏合机中，在90℃的温度下捏合60分钟后自然冷却，送入造粒机中，熔融挤出造粒，即得所需的助剂母粒。
所述夹紧机构工作步骤为：驱动第二气缸，带动电机移动，进而带动一个夹紧机构移动，然后将芯管插入到环形槽中，驱动第五气缸工作，带动第一弧形块移动，在第三弹簧的反作用力下，第一弧形块与第二弧形块配合将芯管一端固定，电机复位，进而通过两个夹紧机构将芯管两端固定。
所述压紧机构的工作步骤为：驱动第三气缸，通过活塞杆带动连接块升降，进而带动活动板和上压辊升降，活动板通过第一导向杆进行导向，调节上压辊的高度。
所述打磨机构的工作步骤为：驱动第四气缸，通过活塞杆带动摇臂运动，进而活动块水平移动，通过第二弹簧推动滑动板滑动，进而推动第二打磨辊移动，调节其与第一打磨辊之间的间距。
所述整平辊的工作步骤为：驱动第一气缸工作，带动横梁上升与下降，使得第一弹簧在自然的状态下，整平辊与薄片相抵触，薄片在收卷的过程中，薄片通过整平辊与芯管间的间隙被压紧至平整状态在缠绕在芯管上。
实施例2：
一种高强度耐压聚乙烯复合管，包括芯管、薄片骨架增强层以及外表层；所述芯管和外表层之间设置有薄片骨架增强层；
所述芯管和外表层的材料相同，由下列重量份的原料配制而成：聚乙烯180、氯化聚乙烯35、环氧树脂75、二月桂酸二丁基锡8、硬脂酸钙7、聚乙烯蜡9、玉石粉7、月桂酸钡6、烃基磷酸8、氟素脂5、甲基丙烯酸缩水甘油酯6、硅烷偶联剂10、聚对苯二甲酸乙二醇酯11、亚磷酸酯类抗氧剂13、纳米二氧化锆11、助剂母粒9；
所述助剂母粒由下列重量份的原料制成：聚酰胺30、环烷酸丁酯12-14、富马酸二甲酯7、苯甲酸钠6、超细炭黑9、三盐基邻苯二甲酸铅5、纳米二氧化硅13、乙撑双硬酯酰胺3、月桂酸镁4、季戊四醇脂8、苯甲酸盐6、抗氧剂CA 10；
制备方法同实施例1。
实施例1-2制得的复合管的性能检测结果如下表所示：
| 实施例1 | 实施例2 | |
| 阻燃性能 | V-1 | V-1 |
| 附着力，N/10mm<sup>3</sup> | 65 | 64 |
| 弯曲性能 | 无裂纹、不分层 | 无裂纹、不分层 |
| 剥离强度，N/m | 145 | 140 |
请参阅图1-6所示，所述缠绕机包括底座1，所述底座1的顶部一端固定转动连接有放卷辊2，所述放卷辊2上套接有成卷薄片3，薄片3为钢结构，所述底座1的顶部另一端对称且平行安装有第一支架11和第二支架14，所述第一支架11和第二支架14的内侧均固定安装有第一气缸13，所述第一气缸13的底部固定安装有横梁12，所述横梁12的两侧与第一支架11和第二支架14分别滑动连接，所述横梁12的底部均匀安装有若干根第一弹簧19，所述第一弹簧19的底部固定安装有U型板18，所述U型板18的底部转动连接有整平辊17；
所述第一支架11的外侧固定安装有电机支架21，所述电机支架21的顶部固定安装有第二气缸20，所述第二气缸20的活塞杆与电机22的一端固定连接，所述电机22的底部与电机支架21滑动连接，所述电机22的输出轴贯穿第一支架11与第一夹紧机构16固定连接，所述第一夹紧机构16远离第一支架11的一端与芯管15连接，所述芯管15远离第一夹紧机构16的一端与第二夹紧机构23连接，所述第二夹紧机构23与第一支架11转动连接；
所述第二夹紧机构23和第一夹紧机构16均包括固定盘161、环形槽162、第五气缸163、第一弧形块164、第二弧形块165、第三弹簧166和支柱167，所述固定盘161的一面中心处固定安装有支柱167，所述支柱167的四周均匀安装有若干根第三弹簧166，所述第三弹簧166远离支柱167的一端固定安装有第二弧形块165，多块所述第二弧形块165形成圆形，所述第二弧形块165的外径与固定盘161上开设的环形槽162内径重合，所述固定盘161上安装有若干个第五气缸163，所述第五气缸163的活塞杆与第一弧形块164固定连接，多块所述第一弧形块164形成圆形，所述第一弧形块164的内径与环形槽162外径重合；
所述底座1的顶部中间处对称且平行安装有两块侧板6，两块所述侧板6之间依次安装多根用于薄片3导向的导向辊9，两块所述侧板6之间且靠近放卷辊2的一端固定安装有压紧机构4，所述压紧机构4包括横板41、第三气缸42、连接块43、活动板44、第一导向杆45和上压辊46，所述横板41固定在侧板6上，所述横板41的顶部中心处固定安装有第三气缸42，所述第三气缸42的活塞杆贯穿横板41与连接块43连接，所述连接块43上转动连接有上压辊46，所述第三气缸42的两侧安装有第一导向杆45，所述第一导向杆45的贯穿横板41与活动板44连接，第一导向杆45使得上压辊46移动的更加稳定，所述上压辊46的正下方转动连接有下压辊5；
两块所述侧板6中心处固定安装有打磨机构7，所述打磨机构7包括安装座71、第四气缸72、摇臂73、活动块74、第一滑槽75、第二弹簧76、第二导向杆77、滑动板78、第二滑槽79和第二打磨辊70，所述安装座71固定在侧板6上，所述安装座71的一侧活动连接有第四气缸72，所述第四气缸72的活塞杆与摇臂73活动连接，所述摇臂73远离活塞杆的一端与活动块74活动连接，所述活动块74为凸型结构，所述活动块74上开设有第一滑槽75，所述第一滑槽75与侧板6配合带动活动块74滑动，两根第二导向杆77贯穿活动块74与滑动板78连接，第二导向杆77使得滑动板78滑动的更加稳定，所述第二导向杆77上套接有第二弹簧76，所述滑动板78上开设有第二滑槽79，所述第二滑槽79与与侧板6配合带动滑动板78滑动，所述滑动板78上转动连接有第二打磨辊70，所述第二打磨辊70的正下方转动连接有第一打磨辊8；
所述打磨机构7的一侧安装有涂胶辊10，所述涂胶辊10的一侧设置有加热辊24。
本发明的工作原理：将芯管固定在缠绕机的两个夹紧机构之间，驱动第二气缸，带动电机移动，进而带动第一夹紧机构向左移动，然后将芯管插入到环形槽中，驱动第五气缸工作，带动第一弧形块向右移动，在第三弹簧的反作用力下，第一弧形块与第二弧形块配合将芯管一端固定，然后驱动电机复位，进而通过第二夹紧机构将芯管另一端固定住；并将成卷薄片放置在放卷辊上，薄片一端缠绕在芯管上，然后驱动电机，通过第一夹紧机构带动芯管转动；薄片首先经过压紧机构的上压辊和侧板上的下压辊对其进行挤压，将其压平整，然后再次通过打磨机构的第二打磨辊和侧板上的第一打磨辊对其进行打磨，使其更加光滑，然后通过涂胶辊将环氧树脂涂覆在薄片上，加热辊对薄片进行加热，避免环氧树脂冷却，不易粘粘，最后收卷缠绕到芯管上，并通过整平辊将薄片平整的铺在芯管上，驱动第一气缸工作，带动横梁上升与下降，使得第一弹簧在自然的状态下，整平辊与薄片相抵触，薄片在收卷的过程中，在第一弹簧的作用力下，薄片通过整平辊与芯管间的间隙被压紧至平整状态在缠绕在芯管。
驱动第三气缸，通过活塞杆带动连接块升降，进而带动活动板和上压辊升降，活动板通过第一导向杆进行导向，调节上压辊的高度，便于对不同厚度的薄片进行挤压，适用范围广，实用性强。
驱动第四气缸，通过活塞杆带动摇臂运动，进而活动块水平移动，通过第二弹簧推动滑动板滑动，进而推动第二打磨辊移动，调节其与第一打磨辊之间的间距，便于对不同厚度的薄片进行打磨，第二弹簧的设置，使得第二打磨辊具有良好的缓冲性，利于对薄片上凸起进行打磨。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种高强度耐压聚乙烯复合管，其特征在于，包括芯管、薄片骨架增强层以及外表层；所述芯管和外表层之间设置有薄片骨架增强层；
所述芯管和外表层的材料相同，由下列重量份的原料配制而成：聚乙烯180-190份、氯化聚乙烯35-40份、环氧树脂75-85份、二月桂酸二丁基锡8-9份、硬脂酸钙7-10份、聚乙烯蜡9-11份、玉石粉7-9份、月桂酸钡6-8份、烃基磷酸8-10份、氟素脂5-9份、甲基丙烯酸缩水甘油酯6-7份、硅烷偶联剂10-15份、聚对苯二甲酸乙二醇酯11-16份、亚磷酸酯类抗氧剂13-15份、纳米二氧化锆11-13份、助剂母粒9-11份；
其中，该复合管通过下述步骤制备得到：将芯管固定在缠绕机的两个夹紧机构之间，并将成卷薄片放置在放卷辊上，薄片一端缠绕在芯管上，然后驱动电机，通过两个夹紧机构带动芯管转动，薄片首先经过压紧机构的上压辊和侧板上的下压辊对其进行挤压，然后再次通过打磨机构的第二打磨辊和侧板上的第一打磨辊对其进行打磨，然后通过涂胶辊将环氧树脂涂覆在薄片上，加热辊对薄片进行加热，最后收卷缠绕到芯管上，并通过整平辊将薄片平整的铺在芯管上，形成薄片骨架增强层；最后在薄片骨架增强层外表面成型外层聚乙烯管，向外层连续喷水冷却，得到复合管；
所述助剂母粒由下列重量份的原料制成：聚酰胺30-36份、环烷酸丁酯12-14份、富马酸二甲酯7-9份、苯甲酸钠6-8份、超细炭黑9-10份、三盐基邻苯二甲酸铅5-7份、纳米二氧化硅13-15份、乙撑双硬酯酰胺3-5份、月桂酸镁4-6份、季戊四醇脂8-9份、苯甲酸盐6-8份、抗氧剂CA 10-12份；
所述助剂母粒的制备方法是：将超细炭黑、三盐基邻苯二甲酸铅、纳米二氧化硅、月桂酸镁分别研磨成粉末，混合后再加入聚酰胺、环烷酸丁酯、富马酸二甲酯等其它剩余成分，投入捏合机中，在80-90℃的温度下捏合50-60分钟后自然冷却，送入造粒机中，熔融挤出造粒，即得所需的助剂母粒；
所述缠绕机包括底座(1)，所述底座(1)的顶部一端固定转动连接有放卷辊(2)，所述放卷辊(2)上套接有成卷薄片(3)，薄片(3)为钢结构，所述底座(1)的顶部另一端对称且平行安装有第一支架(11)和第二支架(14)，所述第一支架(11)和第二支架(14)的内侧均固定安装有第一气缸(13)，所述第一气缸(13)的底部固定安装有横梁(12)，所述横梁(12)的两侧与第一支架(11)和第二支架(14)分别滑动连接，所述横梁(12)的底部均匀安装有若干根第一弹簧(19)，所述第一弹簧(19)的底部固定安装有U型板(18)，所述U型板(18)的底部转动连接有整平辊(17)；
所述第一支架(11)的外侧固定安装有电机支架(21)，所述电机支架(21)的顶部固定安装有第二气缸(20)，所述第二气缸(20)的活塞杆与电机(22)的一端固定连接，所述电机(22)的底部与电机支架(21)滑动连接，所述电机(22)的输出轴贯穿第一支架(11)与第一夹紧机构(16)固定连接，所述第一夹紧机构(16)远离第一支架(11)的一端与芯管(15)连接，所述芯管(15)远离第一夹紧机构(16)的一端与第二夹紧机构(23)连接，所述第二夹紧机构(23)与第一支架(11)转动连接；
所述第二夹紧机构(23)和第一夹紧机构(16)均包括固定盘(161)、环形槽(162)、第五气缸(163)、第一弧形块(164)、第二弧形块(165)、第三弹簧(166)和支柱(167)，所述固定盘(161)的一面中心处固定安装有支柱(167)，所述支柱(167)的四周均匀安装有若干根第三弹簧(166)，所述第三弹簧(166)远离支柱(167)的一端固定安装有第二弧形块(165)，多块所述第二弧形块(165)形成圆形，所述第二弧形块(165)的外径与固定盘(161)上开设的环形槽(162)内径重合，所述固定盘(161)上安装有若干个第五气缸(163)，所述第五气缸(163)的活塞杆与第一弧形块(164)固定连接，多块所述第一弧形块(164)形成圆形，所述第一弧形块(164)的内径与环形槽(162)外径重合；
所述底座(1)的顶部中间处对称且平行安装有两块侧板(6)，两块所述侧板(6)之间依次安装多根用于薄片(3)导向的导向辊(9)，两块所述侧板(6)之间且靠近放卷辊(2)的一端固定安装有压紧机构(4)，所述压紧机构(4)包括横板(41)、第三气缸(42)、连接块(43)、活动板(44)、第一导向杆(45)和上压辊(46)，所述横板(41)固定在侧板(6)上，所述横板(41)的顶部中心处固定安装有第三气缸(42)，所述第三气缸(42)的活塞杆贯穿横板(41)与连接块(43)连接，所述连接块(43)上转动连接有上压辊(46)，所述第三气缸(42)的两侧安装有第一导向杆(45)，所述第一导向杆(45)的贯穿横板(41)与活动板(44)连接，第一导向杆(45)使得上压辊(46)移动的更加稳定，所述上压辊(46)的正下方转动连接有下压辊(5)；
两块所述侧板(6)中心处固定安装有打磨机构(7)，所述打磨机构(7)包括安装座(71)、第四气缸(72)、摇臂(73)、活动块(74)、第一滑槽(75)、第二弹簧(76)、第二导向杆(77)、滑动板(78)、第二滑槽(79)和第二打磨辊(70)，所述安装座(71)固定在侧板(6)上，所述安装座(71)的一侧活动连接有第四气缸(72)，所述第四气缸(72)的活塞杆与摇臂(73)活动连接，所述摇臂(73)远离活塞杆的一端与活动块(74)活动连接，所述活动块(74)为凸型结构，所述活动块(74)上开设有第一滑槽(75)，所述第一滑槽(75)与侧板(6)配合带动活动块(74)滑动，两根第二导向杆(77)贯穿活动块(74)与滑动板(78)连接，第二导向杆(77)使得滑动板(78)滑动的更加稳定，所述第二导向杆(77)上套接有第二弹簧(76)，所述滑动板(78)上开设有第二滑槽(79)，所述第二滑槽(79)与与侧板(6)配合带动滑动板(78)滑动，所述滑动板(78)上转动连接有第二打磨辊(70)，所述第二打磨辊(70)的正下方转动连接有第一打磨辊(8)；
所述打磨机构(7)的一侧安装有涂胶辊(10)，所述涂胶辊(10)的一侧设置有加热辊(24)；
该缠绕机的工作步骤为：将芯管固定在缠绕机的两个夹紧机构之间，驱动第二气缸，带动电机移动，进而带动第一夹紧机构向左移动，然后将芯管插入到环形槽中，驱动第五气缸工作，带动第一弧形块向右移动，在第三弹簧的反作用力下，第一弧形块与第二弧形块配合将芯管一端固定，然后驱动电机复位，进而通过第二夹紧机构将芯管另一端固定住；并将成卷薄片放置在放卷辊上，薄片一端缠绕在芯管上，然后驱动电机，通过第一夹紧机构带动芯管转动；薄片首先经过压紧机构的上压辊和侧板上的下压辊对其进行挤压，将其压平整，然后再次通过打磨机构的第二打磨辊和侧板上的第一打磨辊对其进行打磨，使其更加光滑，然后通过涂胶辊将环氧树脂涂覆在薄片上，加热辊对薄片进行加热，避免环氧树脂冷却，不易粘粘，最后收卷缠绕到芯管上，并通过整平辊将薄片平整的铺在芯管上，驱动第一气缸工作，带动横梁上升与下降，使得第一弹簧在自然的状态下，整平辊与薄片相抵触，薄片在收卷的过程中，在第一弹簧的作用力下，薄片通过整平辊与芯管间的间隙被压紧至平整状态在缠绕在芯管；
驱动第三气缸，通过活塞杆带动连接块升降，进而带动活动板和上压辊升降，活动板通过第一导向杆进行导向，调节上压辊的高度，便于对不同厚度的薄片进行挤压，适用范围广，实用性强；
驱动第四气缸，通过活塞杆带动摇臂运动，进而活动块水平移动，通过第二弹簧推动滑动板滑动，进而推动第二打磨辊移动，调节其与第一打磨辊之间的间距，便于对不同厚度的薄片进行打磨，第二弹簧的设置，使得第二打磨辊具有良好的缓冲性，利于对薄片上凸起进行打磨。
2.一种高强度耐压聚乙烯复合管的制备方法,其特征在于，包括以下步骤：
(1)按重量份计，称取聚乙烯180-190份、氯化聚乙烯35-40份、环氧树脂75-85份、二月桂酸二丁基锡8-9份、硬脂酸钙7-10份、聚乙烯蜡9-11份、玉石粉7-9份、月桂酸钡6-8份、烃基磷酸8-10份、氟素脂5-9份、甲基丙烯酸缩水甘油酯6-7份、硅烷偶联剂10-15份、聚对苯二甲酸乙二醇酯11-16份、亚磷酸酯类抗氧剂13-15份、纳米二氧化锆11-13份、助剂母粒9-11份；
(2)将除环氧树脂以外的原料混合后加入高速捏合机中捏合8-10分钟，捏合温度为160-180℃，然后将原料送入冷混机中搅拌至温度在35-40℃后下料；
(3)将步骤(2)得到的原料按比例分别放入芯管聚乙烯管螺杆挤塑机和外层聚乙烯管挤塑机的料斗，芯管聚乙烯管螺杆挤塑机挤出聚乙烯进入芯管聚乙烯管模具成型，经过真空定径和冷却得到芯管；
(4)将芯管固定在缠绕机的两个夹紧机构之间，并将成卷薄片放置在放卷辊上，薄片一端缠绕在芯管上，然后驱动电机，通过两个夹紧机构带动芯管转动，薄片首先经过压紧机构的上压辊和侧板上的下压辊对其进行挤压，然后再次通过打磨机构的第二打磨辊和侧板上的第一打磨辊对其进行打磨，然后通过涂胶辊将环氧树脂涂覆在薄片上，加热辊对薄片进行加热，最后收卷缠绕到芯管上，并通过整平辊将薄片平整的铺在芯管上，形成薄片骨架增强层；
(5)外层聚乙烯管挤塑机挤出聚乙烯进入外层聚乙烯管模具，在薄片骨架增强层外表面成型外层聚乙烯管，向外层连续喷水冷却，得到复合管；
所述夹紧机构工作步骤为：驱动第二气缸，带动电机移动，进而带动一个夹紧机构移动，然后将芯管插入到环形槽中，驱动第五气缸工作，带动第一弧形块移动，在第三弹簧的反作用力下，第一弧形块与第二弧形块配合将芯管一端固定，电机复位，进而通过两个夹紧机构将芯管两端固定；
所述压紧机构的工作步骤为：驱动第三气缸，通过活塞杆带动连接块升降，进而带动活动板和上压辊升降，活动板通过第一导向杆进行导向，调节上压辊的高度；
所述打磨机构的工作步骤为：驱动第四气缸，通过活塞杆带动摇臂运动，进而活动块水平移动，通过第二弹簧推动滑动板滑动，进而推动第二打磨辊移动，调节其与第一打磨辊之间的间距；
所述整平辊的工作步骤为：驱动第一气缸工作，带动横梁上升与下降，使得第一弹簧在自然的状态下，整平辊与薄片相抵触，薄片在收卷的过程中，薄片通过整平辊与芯管间的间隙被压紧至平整状态在缠绕在芯管上。
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