CN115160710A - 一种扩张型螺旋缠绕管修复型材及其生产方法 - Google Patents

一种扩张型螺旋缠绕管修复型材及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种扩张型螺旋缠绕管修复型材及其生产方法，涉及管道修复技术领域。该扩张型螺旋缠绕管修复型材按照重量份计包括如下组分：100份聚氯乙烯、5‑10份改性剂、0.8‑1.5份稳定剂、4.5‑9.5份加工助剂以及10‑15份填料。与现有技术相比，本发明提供的扩张型螺旋缠绕管修复型材由于采用了一定配比的聚氯乙烯、改性剂、稳定剂、加工助剂以及填料，所以具有较高的强度和韧性，能够避免发生开裂和错位的情况发生，保证修复效果，并且具有较好的耐用性，使用寿命较长。

Description

一种扩张型螺旋缠绕管修复型材及其生产方法
技术领域
本发明涉及管道修复技术领域，具体而言，涉及一种扩张型螺旋缠绕管修复型材及其生产方法。
背景技术
目前，排水管网是现代城市不可或缺的重要基础设施，是对城市经济发展具有全局性和指导性影响的基础产业。然而部分地下排水管道由于年久失修，随着材料的老化和一些外部因素影响，导致管道破损，引起污水渗漏现象。对此，常用的非开挖修复方式为螺旋缠绕法，其通过缠绕装置将带状型材缠绕成管，常鉴于工艺的局限性，修复管道与原管道之间会有间隙，为了增强修复管道的强度，会在修复管道外同步缠绕钢带，并在间隙间灌浆。但是现在的带状型材的强度和韧性均不够高，在施工过程中容易出现开裂、错位的情况，影响修复效果，并且现在的带状型材的耐用性较差，容易在污水作用下发生腐蚀、老化，使用寿命较短。
有鉴于此，设计出一种强度和韧性较高、耐用性较好的扩张型螺旋缠绕管修复型材及其生产方法特别是在管道修复中显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种扩张型螺旋缠绕管修复型材，具有较高的强度和韧性，能够避免发生开裂和错位的情况发生，保证修复效果，并且具有较好的耐用性，使用寿命较长。
本发明的另一目的在于提供一种扩张型螺旋缠绕管修复型材的生产方法，步骤简单，能够生产出具有较高强度和韧性以及具有较好耐用性的扩张型螺旋缠绕管修复型材。
本发明是采用以下的技术方案来实现的。
一种扩张型螺旋缠绕管修复型材，按照重量份计，扩张型螺旋缠绕管修复型材包括如下组分：100份聚氯乙烯、5-10份改性剂、0.8-1.5份稳定剂、4.5-9.5份加工助剂以及10-15份填料。
可选地，按照重量份计，改性剂包括2-5份丙烯酸酯抗冲改性剂以及3-5份氯化聚乙烯抗冲改性剂。
可选地，按照重量份计，加工助剂包括1-2份丙烯酸酯、1-3份钛白粉、1-1.5份抗氧剂、1-1.5份润滑剂以及0.5-1.5份颜料。
可选地，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或者亚磷酸酯抗氧剂。
可选地，润滑剂为硬脂酸类润滑剂、聚乙烯蜡或者石蜡。
可选地，填料包括重量比为3:2碳酸钙和白炭黑。
可选地，稳定剂为有机锡稳定剂。
可选地，聚氯乙烯为SG5型聚氯乙烯，聚氯乙烯的聚合度范围为1000至1150。
一种上述的扩张型螺旋缠绕管修复型材的生产方法，包括：依次将聚氯乙烯、稳定剂、改性剂、加工助剂和填料加入混合机进行混合，得到干混料；利用挤出造粒机将干混料制成混料颗粒；对混料颗粒进行烘干；将混料颗粒热压挤出，并对其进行牵引缠卷，制成扩张型螺旋缠绕管修复型材。
可选地，将混料颗粒热压挤出，并对其进行牵引缠卷，制成扩张型螺旋缠绕管修复型材的步骤包括：利用挤出机对混料颗粒进行挤压成型，得到初始型材；利用定型模具对初始型材进行定型，并利用水箱对初始型材进行冷却；利用卷绕机对初始型材进行牵引缠卷，得到扩张型螺旋缠绕管修复型材。
本发明提供的扩张型螺旋缠绕管修复型材及其生产方法具有以下有益效果：
本发明提供的扩张型螺旋缠绕管修复型材，按照重量份计，扩张型螺旋缠绕管修复型材包括如下组分：100份聚氯乙烯、5-10份改性剂、0.8-1.5份稳定剂、4.5-9.5份加工助剂以及10-15份填料。与现有技术相比，本发明提供的扩张型螺旋缠绕管修复型材由于采用了一定配比的聚氯乙烯、改性剂、稳定剂、加工助剂以及填料，所以具有较高的强度和韧性，能够避免发生开裂和错位的情况发生，保证修复效果，并且具有较好的耐用性，使用寿命较长。
本发明提供的扩张型螺旋缠绕管修复型材的生产方法，步骤简单，能够生产出具有较高强度和韧性以及具有较好耐用性的扩张型螺旋缠绕管修复型材。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的扩张型螺旋缠绕管修复型材的生产方法的步骤框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。
请参照图1，本发明实施例提供了一种扩张型螺旋缠绕管修复型材，用于修复地下排水管道。其具有较高的强度和韧性，能够避免发生开裂和错位的情况发生，保证修复效果，并且具有较好的耐用性，使用寿命较长。
值得注意的是，按照重量份计，扩张型螺旋缠绕管修复型材包括如下组分：100份聚氯乙烯、5-10份改性剂、0.8-1.5份稳定剂、4.5-9.5份加工助剂以及10-15份填料。
需要说明的是，基体由聚氯乙烯制成，聚氯乙烯具有稳定的物理化学性质，不溶于水、酒精和汽油，在常温下可耐任何浓度的盐酸、浓度90％以下的硫酸、浓度50-60％的硝酸和浓度20％以下的烧碱溶液，抗腐蚀性、抗污染性和耐老化性较好，能够有效提高扩张型螺旋缠绕管修复型材的耐用性，延长扩张型螺旋缠绕管修复型材的使用寿命。
具体地，聚氯乙烯为SG5型聚氯乙烯，聚氯乙烯的聚合度范围为1000至1150。本实施例中，聚氯乙烯的聚合度为1000，但并不仅限于此，在其它实施例中，聚氯乙烯的聚合度可以为1050，也可以为1150，对聚氯乙烯的聚合度大小不作具体限定。
进一步地，按照重量份计，改性剂包括2-5份丙烯酸酯抗冲改性剂以及3-5份氯化聚乙烯抗冲改性剂。其中，丙烯酸酯抗冲改性剂是以丙烯酸酯为主单体经共聚而得的弹性体，其是典型的核壳抗冲击改性剂，而氯化聚乙烯抗冲改性剂选用135A型，其与聚氯乙烯基体会组成互穿网络结构。
本实施例中，丙烯酸酯抗冲改性剂和氯化聚乙烯抗冲改性剂协同使用，当扩张型螺旋缠绕管修复型材发生扩张时，氯化聚乙烯抗冲改性剂与聚氯乙烯基体组成的网络结构发生形变吸收外部能量，达到提高强度和增加韧性效果；与此同时，丙烯酸酯单体核壳结构会先于聚氯乙烯基体破裂引发银纹，进一步地提高韧性。这样一来，通过同时采用丙烯酸酯抗冲改性剂和氯化聚乙烯抗冲改性剂的方式，提高了扩张型螺旋缠绕管修复型材的强度和韧性，能够避免其在扩张时发生开裂和错位的情况发生，保证修复效果。
进一步地，按照重量份计，加工助剂包括1-2份丙烯酸酯、1-3份钛白粉、1-1.5份抗氧剂、1-1.5份润滑剂以及0.5-1.5份颜料。其中，钛白粉为金红石型钛白粉，抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或者亚磷酸酯抗氧剂，润滑剂为硬脂酸类润滑剂、聚乙烯蜡或者石蜡。
具体地，受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯抗氧剂均能够延缓或抑制聚氯乙烯基体的氧化降解，增强聚氯乙烯基体的稳定性，提高扩张型螺旋缠绕管修复型材的耐候性，延长其使用寿命。
本实施例中，稳定剂为有机锡稳定剂，有机锡稳定剂是无毒的绿色环保型热稳定剂，具有高温色度稳定性和长期动态稳定性。有机锡稳定剂与聚氯乙烯基体相容性好，在聚氯乙烯配合物中很容易分散，在其加工的扩张型螺旋缠绕管修复型材中长期使用也不会析出，不会影响扩张型螺旋缠绕管修复型材的表面性质和电性能。
本实施例中，填料包括重量比为3:2碳酸钙和白炭黑。其中，碳酸钙选用1250目轻质碳酸钙，白炭黑选用气相法纳米级白炭黑。具体地，添加少量碳酸钙可以很大程度提高聚氯乙烯基体的刚性，而白炭黑在提高聚氯乙烯基体刚性的同时还能够起到增韧的作用，碳酸钙和白炭黑共同作用，能够有效提高扩张型螺旋缠绕管修复型材的力学性能、电绝缘性及耐磨性，大大提高了扩张型螺旋缠绕管修复型材的韧性和耐用性。
本发明实施例还提供了一种扩张型螺旋缠绕管修复型材的生产方法，该生产方法用于生产扩张型螺旋缠绕管修复型材，其包括以下几个步骤：
步骤S110：依次将聚氯乙烯、稳定剂、改性剂、加工助剂和填料加入混合机进行混合，得到干混料。
需要说明的是，在步骤S110中，首先将聚氯乙烯投入高速混合机进行高速搅拌；当高速混合机的温度达到第一预设温度时，依次将稳定剂、改性剂、加工助剂和填料加入高速混合机，并继续混合搅拌，以实现聚氯乙烯、稳定剂、改性剂、加工助剂和填料的充分混合；当高速混合机的温度达到第二预设温度时，将混合料排入低速混合机进行低速搅拌冷却；当低速混合机的温度减低至第三预设温度时，对低速混合机进行排料，得到干混料；随后将干混料在常温(20摄氏度至25摄氏度)下静置6小时以上，以进一步地实现干混料的冷却，使得干混料冷却至室温。
具体地，第一预设温度的范围为75摄氏度至85摄氏度，第二预设温度的范围为110摄氏度至120摄氏度，第三预设温度的范围为40摄氏度至50摄氏度。
步骤S120：利用挤出造粒机将干混料制成混料颗粒。
需要说明的是，在步骤S120中，将在常温下静置6小时以上的干混料送入挤出造粒机，利用挤出造粒机将其挤出，得到混料颗粒。
步骤S130：对混料颗粒进行烘干。
需要说明的是，在步骤S130中，将混料颗粒送至烘干机，在60摄氏度的温度环境下烘干1至2小时，以保证混料颗粒完全烘干，除去混料颗粒内附着的水分。
步骤S140：将混料颗粒热压挤出，并对其进行牵引缠卷，制成扩张型螺旋缠绕管修复型材。
具体地，步骤S140包括三个步骤，分别为：
步骤S141：利用挤出机对混料颗粒进行挤压成型，得到初始型材。
需要说明的是，在步骤S141中，将混料颗粒送入挤出机(双螺杆挤出机)，在170摄氏度至190摄氏度的温度环境下通过挤出机内的螺杆将混料颗粒向外挤出，混料颗粒在挤出机的口模作用下成型为初始型材，该初始型材呈带状，且不断地从口模向外伸出。
步骤S142：利用定型模具对初始型材进行定型，并利用水箱对初始型材进行冷却。
需要说明的是，在步骤S142中，首先利用定型模具对不断伸出的初始型材进行定型，随后利用水箱对不断伸出的初始型材进行冷却，以使初始型材保持带状，便于后续进行卷绕。
步骤S143：利用卷绕机对初始型材进行牵引缠卷，得到扩张型螺旋缠绕管修复型材。
需要说明的是，在步骤S143中，利用卷绕机对不断伸出的初始型材进行卷绕，得到扩张型螺旋缠绕管修复型材(卷材)。
本发明实施例提供的扩张型螺旋缠绕管修复型材，按照重量份计，扩张型螺旋缠绕管修复型材包括如下组分：100份聚氯乙烯、5-10份改性剂、0.8-1.5份稳定剂、4.5-9.5份加工助剂以及10-15份填料。与现有技术相比，本发明提供的扩张型螺旋缠绕管修复型材由于采用了一定配比的聚氯乙烯、改性剂、稳定剂、加工助剂以及填料，所以具有较高的强度和韧性，能够避免发生开裂和错位的情况发生，保证修复效果，并且具有较好的耐用性，使用寿命较长。使得扩张型螺旋缠绕管修复型材的生产方法步骤简单，易于推广使用。
实施例1
本实施例提供的一种扩张型螺旋缠绕管修复型材，按照重量份计，扩张型螺旋缠绕管修复型材包括如下组分：100份聚氯乙烯、7份改性剂、1.2份稳定剂、5.3份加工助剂以及10份填料。其中，7份改性剂中包括4份丙烯酸酯抗冲改性剂和3份氯化聚乙烯抗冲改性剂；5.3份加工助剂中包括1.2份丙烯酸酯、1.6份金红石型钛白粉、1份受阻酚类抗氧剂、1份润滑剂以及0.5份颜料，而1份润滑剂中包括0.3份硬脂酸钙和0.7份聚乙烯蜡；10份填料中包括6份轻质碳酸钙和4份白炭黑。
实施例2
本实施例提供的一种扩张型螺旋缠绕管修复型材，按照重量份计，扩张型螺旋缠绕管修复型材包括如下组分：100份聚氯乙烯、10份改性剂、1.5份稳定剂、7.8份加工助剂以及15份填料。其中，10份改性剂中包括5份丙烯酸酯抗冲改性剂和5份氯化聚乙烯抗冲改性剂；7.8份加工助剂中包括2份丙烯酸酯、1.8份金红石型钛白粉、1份亚磷酸酯抗氧剂、1.5份润滑剂以及1.5份颜料，而1.5份润滑剂中包括0.5份硬脂酸和1份石蜡；15份填料中包括9份轻质碳酸钙和6份白炭黑。
实施例3
本实施例提供的一种扩张型螺旋缠绕管修复型材，按照重量份计，扩张型螺旋缠绕管修复型材包括如下组分：100份聚氯乙烯、7份改性剂、1份稳定剂、5.7份加工助剂以及12.5份填料。其中，7份改性剂中包括4份丙烯酸酯抗冲改性剂和3份氯化聚乙烯抗冲改性剂；5.7份加工助剂中包括1.5份丙烯酸酯、1份金红石型钛白粉、1份受阻酚类抗氧剂、1.2份润滑剂以及0.8份颜料，而1.2份润滑剂中包括0.4份硬脂酸和0.8份聚乙烯蜡；12.5份填料中包括7.5份轻质碳酸钙和5份白炭黑。
对实施例1、实施例2和实施例3中的扩张型螺旋缠绕管修复型材进行强度检测，检测结果如下表，通过下表显示数据可知，扩张型螺旋缠绕管修复型材的拉伸强度、拉伸弹性模量和悬臂梁缺口冲击强度均达到较高标准，也就表示扩张型螺旋缠绕管修复型材具有较高的强度和韧性，能够避免扩张型螺旋缠绕管修复型材在扩张时发生开裂和错位的情况发生，保证对排水管道的修复效果。
Figure BDA0003788063020000121
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扩张型螺旋缠绕管修复型材，其特征在于，按照重量份计，所述扩张型螺旋缠绕管修复型材包括如下组分：100份聚氯乙烯、5-10份改性剂、0.8-1.5份稳定剂、4.5-9.5份加工助剂以及10-15份填料。
2.根据权利要求1所述的扩张型螺旋缠绕管修复型材，其特征在于，按照重量份计，所述改性剂包括2-5份丙烯酸酯抗冲改性剂以及3-5份氯化聚乙烯抗冲改性剂。
3.根据权利要求1所述的扩张型螺旋缠绕管修复型材，其特征在于，按照重量份计，所述加工助剂包括1-2份丙烯酸酯、1-3份钛白粉、1-1.5份抗氧剂、1-1.5份润滑剂以及0.5-1.5份颜料。
4.根据权利要求3所述的扩张型螺旋缠绕管修复型材，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂或者亚磷酸酯抗氧剂。
5.根据权利要求3所述的扩张型螺旋缠绕管修复型材，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸类润滑剂、聚乙烯蜡或者石蜡。
6.根据权利要求1所述的扩张型螺旋缠绕管修复型材，其特征在于，所述填料包括重量比为3:2碳酸钙和白炭黑。
7.根据权利要求1所述的扩张型螺旋缠绕管修复型材，其特征在于，所述稳定剂为有机锡稳定剂。
8.根据权利要求1所述的扩张型螺旋缠绕管修复型材，其特征在于，所述聚氯乙烯为SG5型聚氯乙烯，所述聚氯乙烯的聚合度范围为1000至1150。
9.一种权利要求1至8中任一项所述扩张型螺旋缠绕管修复型材的生产方法，其特征在于，包括：
依次将所述聚氯乙烯、所述稳定剂、所述改性剂、所述加工助剂和所述填料加入混合机进行混合，得到干混料；
利用挤出造粒机将所述干混料制成混料颗粒；
对所述混料颗粒进行烘干；
将所述混料颗粒热压挤出，并对其进行牵引缠卷，制成所述扩张型螺旋缠绕管修复型材。
10.根据权利要求9所述的扩张型螺旋缠绕管修复型材的生产方法，其特征在于，所述将所述混料颗粒热压挤出，并对其进行牵引缠卷，制成所述扩张型螺旋缠绕管修复型材的步骤包括：
利用挤出机对所述混料颗粒进行挤压成型，得到初始型材；
利用定型模具对所述初始型材进行定型，并利用水箱对所述初始型材进行冷却；
利用卷绕机对所述初始型材进行牵引缠卷，得到所述扩张型螺旋缠绕管修复型材。
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