CN111647212A - 一种具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管及其制备方法与应用 - Google Patents

一种具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及内衬塑复合钢管加工领域。本发明提供了一种具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管，由包括以下重量份的原料制备而成：超高分子量聚乙烯100份、高密度聚乙烯10～30份、刚性聚合物5～20份、增韧剂3～8份、内润滑剂0.1～0.5份、外润滑剂0.5～1.5份、增容剂2～10份。本发明中提供的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管具有良好的回弹性，在使用时加热至热转变温度，没有外力作用可由管径较小的临时形状恢复至管径较大的永久形状，实现自紧衬。实验结果表明，本发明提供的超高分子量聚乙烯内衬管形状恢复率不小于93％，常温下，内衬管从钢管中的拉出力不小于10.9kN，具有优异的紧衬效果。

Description

一种具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管及其制备方 法与应用
技术领域
本发明涉及内衬塑复合钢管加工领域，尤其涉及一种具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管及其制备方法与应用。
背景技术
钢管作为输送油、水、天然气等流体的主要介质被广泛应用于生产生活，但传统钢管耐腐蚀、耐磨性差、易结垢等的缺陷极大地缩短了其使用寿命；尽管采用镀锌、喷漆等方法可以在一定程度上解决上述问题，但能耗大、效果差，且在喷涂过程中易造成环境污染，这不符合当前可持续发展的国家发展需求。
随着复合钢管行业的发展，内衬塑复合钢管以其优异的耐磨性、耐腐蚀性日益受到人们的关注。按输送介质的要求内衬管主要以PE、PP、PTFE、PVC等材料为主。专利CN201810673474.0采用设置粘结层的方法实现超高分子量聚乙烯内衬管紧衬于钢管内壁，但涂覆粘接层的过程过于繁杂；专利CN201810693709.2与CN201810693982.5等专利技术都涉及实现内衬管紧衬于钢管内壁的各种方法及设备，但受到内衬管材料本身粘弹性能的影响，具体实施过程最终都会存在回弹不足等的缺陷，导致内衬管与钢管之间松脱从而导致紧衬效果差的问题。此外，还有部分采用加热软化内衬管，再通入压缩空气使内衬管膨胀的方式实现紧密贴合，这种方法极易出现内衬管与钢管之间松脱从而导致紧衬效果差的问题。
综上所述，目前有关内衬塑复合钢管成型制品的实例，仍存在回弹性差导致的内衬管与钢管之间紧衬效果差等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管及其制备方法与应用，本发明提供的制备方法得到的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管具有优异的形状恢复性能，回弹性好，因此具有优异的自紧衬效果，能够克服现有技术中内衬管回弹性差导致的内衬管与钢管之间松脱从而导致紧衬效果差的问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的制备方法，包括如下步骤：
(1)将包括以下重量份的原料：超高分子量聚乙烯100份、高密度聚乙烯10～30份、刚性聚合物5～20份、增韧剂3～8份、内润滑剂0.1～0.5份、外润滑剂0.5～1.5份和增容剂2～10份混合后进行造粒；
(2)将所述步骤(1)中造粒得到的物料经挤出后得到管坯；
(3)将所述步骤(2)中的管坯经冷却定型得到具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管；所述冷却定型包括依次进行的缩径和冷却。
优选地，所述步骤(3)中冷却定型的装置为真空定型模具，所述真空定型模具的收敛角为30°～90°。
优选地，所述刚性聚合物包括聚对苯二甲酸乙二酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、尼龙、双酚A聚碳酸酯、聚苯乙烯和聚苯醚中的一种或多种。
优选地，所述增韧剂包括苯乙烯-丁二烯的热塑性弹性体和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
优选地，所述内润滑剂包括液体石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸中的一种或多种。
优选地，所述外润滑剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸钡中的一种或多种。
优选地，所述增容剂包括马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯中的一种或多种。
本发明还提供了上述技术方案所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的制备方法得到的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管。
本发明还提供了上述技术方案所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的制备方法得到的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管或上述技术方案所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管在内衬塑复合钢管中的应用，包括：将所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管插入钢管内，在形状恢复温度保温，使内衬管的形状自行恢复，实现紧衬。
优选地，所述形状恢复温度为90～190℃。
有益效果：
本发明提供了所述的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的制备方法，包括如下步骤：将超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、刚性聚合物、增韧剂、内润滑剂、外润滑剂和增容剂混合后进行造粒；将所述造粒得到的物料经挤出后得到管坯；将所述管坯经冷却定型得到具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管；所述冷却定型包括依次进行的缩径和冷却。本发明中提供的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管利用刚性聚合物对超高分子量聚乙烯进行改性，其中超高分子量聚乙烯赋予自紧衬内衬管性能优异的永久形状，刚性聚合物赋予自紧衬内衬管由临时形状转变为永久形状的形状记忆功能；在本发明中，通过对经挤出得到的管坯利用依次进行的缩径和冷却的模具进行定型，使得制备得到的超高分子量聚乙烯内衬管具有临时形状，其中临时形状的外径小于管坯的外径，当超高分子量聚乙烯内衬管在使用时加热到形变温度，可以实现超高分子量聚乙烯内衬管的外径回弹至永久形变，其中超高分子量聚乙烯内衬管的形状记忆特性可实现30％-95％的形状恢复，进而能够实现内衬管与钢管之间紧衬。实验结果表明，本发明提供的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管形状恢复率不小于93％，常温下，内衬管从钢管中的拉出力不小于10.9kN，具有优异的自紧衬效果。
附图说明
图1是实施例1～3制备具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的装置结构示意图；其中1-专用单螺杆挤出机，2-管坯模具，3-具有收敛形状的定型模具。
具体实施方式
本发明提供了一种具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的制备方法，包括如下步骤：
(1)将包括以下重量份的原料：超高分子量聚乙烯100份、高密度聚乙烯10～30份、刚性聚合物5～20份、增韧剂3～8份、内润滑剂0.1～0.5份、外润滑剂0.5～1.5份和增容剂2～10份混合后进行造粒；
(2)将所述步骤(1)中造粒得到的物料经挤出后得到管坯；
(3)将所述步骤(2)中的管坯经冷却定型得到具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管；所述冷却定型包括依次进行的缩径和冷却。
本发明将包括以下重量份的原料：超高分子量聚乙烯100份、高密度聚乙烯10～30份、刚性聚合物5～20份、增韧剂3～8份、内润滑剂0.1～0.5份、外润滑剂0.5～1.5份和增容剂2～10份混合后进行造粒。在本发明中，包括超高分子量聚乙烯100份。在本发明中，所述超高分子量聚乙烯指的是分子量150万以上的无支链的线性聚乙烯，密度：0.920～0.964g/cm3，热变形温度(0.46MPa)85℃，熔点130～136℃，能够赋予具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管性能优异的永久形状。本发明对所述超高分子量聚乙烯的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
以超高分子量聚乙烯的重量为100份计，本发明提供的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的原料包括高密度聚乙烯10～30份，优选为15～26份，更优选为20～25份。在本发明中，所述高密度聚乙烯是由乙烯共聚生成的热塑性聚烯烃，分子量范围是40000～300000。本发明对所述高密度聚乙烯的来源没有具体限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述高密度聚乙烯为具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管提供耐磨性、韧性。
以超高分子量聚乙烯的重量为100份计，本发明提供的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的原料包括刚性聚合物5～20份，优选为6～18份，更优选为10～15份。在本发明中，所述刚性聚合物优选包括聚对苯二甲酸乙二酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、尼龙、双酚A聚碳酸酯、聚苯乙烯和聚苯醚中的一种或多种。在本发明中，采用所述刚性聚合物对超高分子量聚乙烯进行改性，可赋予超高分子量聚乙烯内衬管由临时形状转变为永久形状的形状记忆功能。在本发明中，所述刚性聚合物的用量为上述范围时，具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管具有更好的形状记忆功能。
以超高分子量聚乙烯的重量为100份计，本发明提供的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的原料包括增韧剂3～8份，优选为4～6份。在本发明中，所述增韧剂优选包括苯乙烯-丁二烯的热塑性弹性体和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。本发明对所述苯乙烯-丁二烯的热塑性弹性体和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的来源没有具体限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述增韧剂可提高超高分子量聚乙烯内衬管的韧性。
以超高分子量聚乙烯的重量为100份计，本发明提供的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的原料包括内润滑剂0.1～0.5份，优选为0.2～0.4份。在本发明中，所述润滑剂优选包括液体石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸中的一种或多种。本发明对所述液体石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸的来源没有具体限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
以超高分子量聚乙烯的重量为100份计，本发明提供的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的原料包括外润滑剂0.5～1.5份，优选为0.6～1.2份，更优选为0.8～1.0份。在本发明中，所述外润滑剂优选包括硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸钡中的一种或多种。本发明对所述硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸钡的来源没有具体限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
在本发明中，由于超高分子量聚乙烯具有难成型的特点，在制备具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的原料中加入所述内润滑剂可以减少聚合物的内摩擦，提高流动性能，降低熔体黏度及改善塑化性能；所述外润滑剂能够降低聚合物与加工机械表面的摩擦，能在加工时增加塑料表面的润滑性，从而达到在不损害塑料性能的情况下最容易加工成型的目的。在本发明中，所述内外润滑剂和所述外润滑剂的加入可以有效改善超高分子量聚乙烯的成型性能。
以超高分子量聚乙烯的重量为100份计，本发明提供的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的原料包括增容剂2～10份，优选为2～8份，更优选为3～5份。在本发明中，所述增容剂优选包括马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯中的一种或多种。本发明对所述马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯的来源没有具体限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述增容剂可以提高刚性聚合物和超高分子量聚乙烯的界面结合性能。
本发明将上述原料进行混合。在本发明中，所述混合优选为先热混，后冷混。在本发明中，所述热混能够去除所述超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、刚性聚合物、增韧剂、内润滑剂、外润滑剂、增容剂中的小分子物质，比如水分。在本发明中，所述热混的温度优选为70～90℃，更优选为80～90℃；所述热混的时间优选为10～15min，更优选为12～14min。本发明将所述热混温度进行上述限定可防止温度太高导致部分添加剂首先熔融而导致的混合不充分。
在本发明中，所述冷混的温度优选为30～40℃，更优选为35～40℃；所述冷混的时间优选为10～15min，更优选为12～14min。所述冷混主要是降低热混之后物料的温度。
本发明对所述混合的装置没有特殊的限定，能够实现上述先热混，后冷混的混合装置即可。在本发明中，所述混合的装置优选为高速混合机组。
混合完成后，本发明将所述混合后得到的物料进行造粒。本发明对所述造粒的装置没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的造粒装置即可。
在本发明中，所述造粒的装置优选为双螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机的螺杆转速优选为80～150r/min，更优选为90～140r/min；所述双螺杆挤出机的熔融温度优选为240～290℃，更优选为250～280℃。在本发明中，所述造粒能够将混合后的物料制成理想的结构和形状，防止固体混合物各成分的离析以及结块现象，有利于粉体后续制备具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管成分的均匀性。
造粒完成后，本发明将所述造粒得到的物料经挤出后得到管坯。在本发明中，所述挤出的装置优选为挤出机，更优选为单螺杆挤出机。在本发明中，所述单螺杆挤出机的参数优选为：固体输送段温度优选为120～160℃，更优选为120～140℃；压缩段温度优选为160～220℃，更优选为160～200℃；熔体输送段温度优选为220～290℃，更优选为220～280℃；法兰盘温度优选为220～260℃，更优选为220～250℃；挤出口模温度优选为200～250℃，更优选为200～230℃；螺杆转速优选为8～25r/min，更优选为8～15r/min。在本发明中，所述单螺杆挤出机的参数在上述范围使物料熔融塑化更加充分。
在本发明中，所述挤出得到的管坯的温度优选为200～250℃，更优选为200～230℃。在本发明中，所述管坯由所述单螺杆挤出机挤出，所述管坯的温度由挤出口模的温度决定。
在本发明中，所述挤出得到的管坯的外径优选为60～80mm，更优选为65～70mm。在本发明中，所述管坯的外径尺寸由要制备的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的外径决定。
得到管坯后，本发明将所述管坯经冷却定型得到具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管。在本发明中，优选将所述挤出得到的管坯经牵引机牵引至冷却定型的模具中进行定型。本发明对所述牵引机的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的牵引机即可。
在本发明中，所述牵引机的牵引速度优选为25～40m/h，更优选为25～35m/h。在本发明中，所述牵引机的牵引速度与单螺杆挤出机挤出速度相匹配，将挤出的管坯牵引至冷却定型的模具进行冷却定型。
本发明将挤出的管坯进行冷却定型。在本发明中，所述冷却定型优选包括依次进行的缩径和冷却。本发明对所述冷却定型的模具没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的能够实现缩径和冷却的模具即可。在本发明中，所述冷却定型模具优选为真空定型模具。
在本发明中，所述管坯经挤出口模后具有高温和一定外径，依次进行的缩径和冷却将管坯形成具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管，其中，具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管具有外径小于管坯的临时形状；由于具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管中刚性聚合物对超高分子量聚乙烯进行改性，刚性聚合物赋予自紧衬内衬管由临时形状转变为永久形状的形状记忆功能，使得具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管在加热到形变温度时可回弹至永久形状，进而能够实现内衬管与钢管之间紧衬。
在本发明中，所述冷却定型的模具优选为具有收敛角的真空定型模具，所述收敛角优选为30°～90°，更优选为35°～80°。在本发明中，所述收敛角在上述范围内，具有更好的形状记忆效果，更有利于内衬管紧衬于钢管内壁。
在本发明中，所述冷却定型的终点温度优选为20～40℃，更优选为30～35℃。在本发明中，所述冷却定型模具的温度为上述范围时完成管坯的冷却定型。
在本发明中，所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的壁厚优选为3～8mm，更优选为4～7mm。在本发明中，所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的壁厚为上述范围时，需要设置收敛角为30°～90°，能达到更好的紧衬效果。
在本发明中，所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的外径优选为55～75mm，更优选为60～70mm。
在本发明中，所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管在使用前优选进行定长切割，本发明对所述定长切割的长度没有特殊限定，将所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管达到需要的长即可。
在本发明的实施例中，制备所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的装置优选如图1所示，包括依次连接的专用单螺杆挤出机(1)，管坯模具(2)，和具有收敛形状的定型模具(3)。在本发明的实施例中，所述装置为制备具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管提供反应场所和反应条件。
本发明提供的制备方法通过将所述超高分子量聚乙烯、高密度聚乙烯、刚性聚合物、增韧剂、内润滑剂、外润滑剂和增容剂混合后进行造粒，然后将造粒得到的物料经挤出机形成管坯，管坯经过冷却定型得到具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管。经过此制备方法得到得到混合均匀，性能统一的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管。
本发明还提供了上述技术方案所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的制备方法得到的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管。
本发明中提供的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管利用刚性聚合物对超高分子量聚乙烯进行改性，其中超高分子量聚乙烯赋予自紧衬内衬管性能优异的永久形状，刚性聚合物赋予自紧衬内衬管由临时形状转变为永久形状的形状记忆功能，使得所述的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管在加热至热转变温度，没有外力作用可由管径较小的临时形状恢复至管径较大的永久形状，实现紧衬。
本发明还提供了上述技术方案所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管或上述技术方案所述制备方法得到的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管在内衬塑复合钢管中的应用，包括：将所述内衬管插入钢管内，在形状恢复温度保温，使内衬管的形状自行恢复，实现紧衬。
在本发明中，所述钢管的内径优选为58～78mm，更优选为60～70mm。本发明对所述钢管的来源没有特殊限定，采用本领域技术人员所熟知的钢管，能够达到上述内径范围即可。在本发明中，所述钢管的内径与所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的外径相匹配，能够使内衬管与钢管的紧衬效果更好。
在本发明中，所述形状恢复温度优选为90～190℃，更优选为110～170℃，最优选为120～160℃。在本发明中，所述形状恢复温度由制备所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的原料决定，由本发明的原料制备得到的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管在上述温度范围内具有更好的形状恢复能力。
在本发明中，所述保温的时间优选为20～90min，更优选为25～70min，最优选为30～65min。在本发明中，所述保温时间能够使形状恢复更加充分。
在本发明中，上述技术方案所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管或上述技术方案所述制备方法得到的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管在温度加热到上述范围内时，可以实现形状恢复。在本发明中，所述形状恢复达到具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的形状记忆特性的30％～95％，更优选为60～95％。
本发明提供的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管在内衬塑复合钢管中的应用，所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管与普通的内衬管相比，相比于传统的内衬管安装方式需要加热、保温之后利用高压压缩空气才能够实现紧衬的方法而言，具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管由于其具有自紧衬的特性，极大地简化了安装过程，解决了因内衬管回弹效果不好而产生的松脱问题，有效实现了内衬管紧衬于钢管内壁，简化了工艺过程，提高了安装的可靠性。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明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
步骤(1)：按重量份计称取原料：超高分子量聚乙烯100份、高密度聚乙烯25份、尼龙5份、苯乙烯-丁二烯的热塑性弹性体3份、硬脂酸0.3份、硬脂酸钙0.8份、马来酸酐接枝聚乙烯3份，将称取的原料加入高速混合机组中，热混温度达到90℃排入冷却混合机中，混合到40℃后将混合好的原料加入双螺杆挤出机熔融挤出造粒；
步骤(2)：调整单螺杆挤出机固体输送段-压缩段-熔体输送段-法兰盘-挤出口模的温度依次为120-160-240-225-225℃，螺杆转速为10r/min，熔融塑化挤出形成外径为64mm的管坯；
步骤(3)调整牵引机牵引速度为28m/h，并与单螺杆挤出机挤出速度相匹配，牵引管坯经收敛角为30°的真空定型模具经冷却定型后形成壁厚为4mm，外径为61mm的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管，并实现定长切割。
步骤(4)将具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管穿插至内径为62mm的钢管内，加热至形状恢复温度125℃并保温30min，使内衬管的形状自行恢复，直至实现紧衬。
实验结果表明，本实例制备出的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管形状恢复率不小于65％，常温下，衬管从钢管中的拉出力不小于9.3kN。
实施例2
步骤(1)：按重量份计称取原料：超高分子量聚乙烯100份、高密度聚乙烯20份、尼龙8份、苯乙烯-丁二烯的热塑性弹性体4份、硬脂酸0.2份、硬脂酸钙1份、马来酸酐接枝聚乙烯4份，将称取的原料加入高速混合机组中，热混温度达到90℃排入冷却混合机中，混合到40℃后将混合好的原料加入双螺杆挤出机熔融挤出造粒；
步骤(2)：调整单螺杆挤出机固体输送段-压缩段-熔体输送段-法兰盘-挤出口模的温度依次为120-160-240-220-220℃，螺杆转速为10r/min，熔融塑化挤出形成外径为65mm的管坯；
步骤(3)调整牵引机牵引速度为28m/h，并与单螺杆挤出机挤出速度相匹配，牵引管坯经收敛角为60°的真空定型模具经冷却定型后形成壁厚为4mm，外径为61mm的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管，并实现定长切割。
步骤(4)将具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管穿插至内径为62mm的钢管内，加热至形状恢复温度140℃并保温40min，使内衬管的形状自行恢复，直至实现紧衬。
实验结果表明，本实例制备出的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管形状恢复率不小于85％，常温下，衬管从钢管中的拉出力不小于9.8kN。
实施例3
步骤(1)：以重量份计称取原料：超高分子量聚乙烯100份、高密度聚乙烯20份、尼龙15份、苯乙烯-丁二烯的热塑性弹性体5份、硬脂酸0.5份、硬脂酸锌1份、马来酸酐接枝聚乙烯5份，将称取的原料加入高速混合机组中，热混温度达到90℃排入冷却混合机中，混合到40℃后将混合好的原料加入双螺杆挤出机熔融挤出造粒；
步骤(2)：调整单螺杆挤出机固体输送段-压缩段-熔体输送段-法兰盘-挤出口模的温度依次为120-160-240-220-220℃，螺杆转速为8r/min，熔融塑化挤出形成外径为70mm的管坯；
步骤(3)调整牵引机牵引速度为25m/h，并与单螺杆挤出机挤出速度相匹配，牵引管坯经收敛角为60°的真空定型模具经冷却定型后形成壁厚为4mm，外径为64mm的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管，并实现定长切割。
步骤(4)将具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管穿插至内径为65mm的钢管内，加热至形状恢复温度150℃并保温60min，使内衬管的形状自行恢复，直至实现紧衬。
实验结果表明，本实例制备出的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管形状恢复率不小于93％，常温下，衬管从钢管中的拉出力不小于10.9kN。
从以上实施例可以看出，本发明提供的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管具有较高的形状恢复率，具有优异的自紧衬效果，能够克服现有技术中内衬管与钢管之间松脱从而导致紧衬效果差的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的制备方法，包括如下步骤：
(1)将包括以下重量份的原料：超高分子量聚乙烯100份、高密度聚乙烯10～30份、刚性聚合物5～20份、增韧剂3～8份、内润滑剂0.1～0.5份、外润滑剂0.5～1.5份和增容剂2～10份混合后进行造粒；
(2)将所述步骤(1)中造粒得到的物料经挤出后得到管坯；
(3)将所述步骤(2)中的管坯经冷却定型得到具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管；所述冷却定型包括依次进行的缩径和冷却。
2.如权利要求1所述的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中冷却定型的装置为真空定型模具，所述真空定型模具的收敛角为30°～90°。
3.如权利要求1所述的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的制备方法，其特征在于，所述刚性聚合物包括聚对苯二甲酸乙二酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、尼龙、双酚A聚碳酸酯、聚苯乙烯和聚苯醚中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的制备方法，其特征在于，所述增韧剂包括苯乙烯-丁二烯的热塑性弹性体和/或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
5.如权利要求1所述的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的制备方法，其特征在于，所述内润滑剂包括液体石蜡、聚乙烯蜡和硬脂酸中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的制备方法，其特征在于，所述外润滑剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸钡中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的制备方法，其特征在于，所述增容剂包括马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯中的一种或多种。
8.权利要求1～7任一项所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的制备方法得到的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管。
9.权利要求8所述的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管在内衬塑复合钢管中的应用，包括：将所述具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管插入钢管内，在形状恢复温度保温，使内衬管的形状自行恢复，实现紧衬。
10.如权利要求9所述的具有自紧衬功能的超高分子量聚乙烯内衬管的应用，其特征在于，所述形状恢复温度为90～190℃。
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