CN115234718A - 一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材及其制备方法，所述耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材包括：内管层、外管层以及连接层。外管层与所述内管层之间同轴设置，连接层是位于所述内管层和所述外管层之间，连接层用于将所述内管层和所述外管层进行连接。所述连接层包括粘接层和多个网层结构，粘接层与所述内管层和所述外管层相粘接，以及多个网层结构是位于所述粘接层内。所述网层结构为环形，且所述网层结构与所述内管层之间同轴设置，多个网层结构之间相互连接。本发明可有效改善现有管材在高温及高压的环境下适用性较差，容易出现破裂损毁的问题。

Description

一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材及其制备方法
技术领域
本发明涉及管材领域，具体涉及一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材及其制备方法。
背景技术
钢丝网骨架塑料(聚乙烯)复合管是一种具有性能优异的复合管材，结构特点是以缠绕在管体上形成的网格状增强钢丝层为增强骨架，其内外层以高密度聚乙烯为基体，并通过热熔胶复合经连续挤出成型，保证高强度钢丝与内外层PE之间热熔粘接为一体的新型环保管材。它既保留了钢管优良的承压性能，又保留了塑料管良好的卫生性能以及易于敷设、技术可靠、使用寿命长等特点。
其中，钢丝网骨架聚乙烯复合管不仅适用于市政和建筑的给排水、消防和气体输送，而且可以大量运用于化工、石油、医药领域等介质输送。然而，对于现有的钢丝网骨架聚乙烯复合管而言，其通常是由多层管体粘接而成。在一些高温及高压的环境下，现有钢丝网骨架聚乙烯复合管的适用性较差，且容易出现破裂损毁。
发明内容
鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材及其制备方法，以改善现有钢丝网骨架聚乙烯复合管在高温及高压的环境下适用性较差，容易出现破裂损毁的问题。
为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材，其包括：
内管层；
外管层，与所述内管层之间同轴设置；以及
连接层，是位于所述内管层和所述外管层之间，其用于将所述内管层和所述外管层进行连接，其中所述连接层包括：
粘接层，与所述内管层和所述外管层相粘接；以及
多个网层结构，是位于所述粘接层内，其中所述网层结构为环形，且所述网层结构与所述内管层之间同轴设置；
其中，多个网层结构之间相互连接。
在本发明一方案中，所述粘接层为热熔胶，且所述粘接层是包覆在所述网层结构上。
在本发明一方案中，所述网层结构包括多个结构单元，且多个所述结构单元之间相连接，所述结构单元包括多个连接块和多个横向连接杆，所述横向连接杆是连接在相邻两个所述连接块之间；其中，所述连接块和所述横向连接杆之间依次连接并围成一个封闭区域。
在本发明一方案中，相邻所述结构单元之间设置有横向连接杆，且所述横向连接杆的端部分别连接在相邻所述结构单元内的所述连接块上。
在本发明一方案中，所述横向连接杆为弧形结构，且所述横向连接杆的弧心指向所述内管层的中心位置。
在本发明一方案中，还包括多个纵向连接杆，多个所述纵向连接杆是连接在相邻所述网层结构之间。其中，所述纵向连接杆的一端与一侧所述网层结构中的所述连接块固定连接，所述纵向连接杆的另一端与另一侧所述网层结构中的所述连接块固定连接。
在本发明一方案中，还包括防护层，是位于所述内管层和所述外管层之间，其中所述防护层为酚醛泡沫材质。
在本发明一方案中，所述防护层设置有两组，一组所述防护层粘接在所述外管层的内侧壁上，另一组所述防护层粘接在所述内管层的外侧壁上。
本发明还提供一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材的制备方法，其包括：
步骤S10、配制管材原料和粘接层原料；
步骤S20、将所述管材原料导入成型设备，并通过所述成型设备挤出内管层和外管层；
步骤S30、将所述粘接层原料熔化后均匀涂抹在所述内管层的外侧面和所述外管层的内侧面上，并将防护层通过所述粘接层原料均匀的粘接在所述内管层的外侧面和所述外管层的内侧面上；
步骤S40、将外管层和内管层之间同轴设置，并将网层结构置于所述外管层和所述内管层之间的夹层中；
步骤S50、将所述粘接层原料填充于所述外管层和所述内管层之间的夹层中，使得所述粘接层原料充满所述夹层；
步骤S60、常温固化后得到所述耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材。
综上所述，本发明公开一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材及其制备方法，可有效改善现有管材在高温及高压的环境下适用性较差，容易出现破裂损毁的问题。其中，多个结构单元进行连接以构成所述的网层结构，且弧形的横向连接杆可允许对内管层提供良好的包裹性，以避免内管层发生破裂，以及避免粘接层网层结构中发生脱落。同时，位于内管层和外管层之间的多个防护层，可有效提高所述管材的耐高温性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材于一实施例中的结构示意图；
图2为本发明一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材于一实施例中的正视的结构示意图；
图3为图1中A视图放大的结构示意图；
图4为本发明一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材于一实施例中的剖视的结构示意图；
图5为本发明一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材于一实施例中的网层结构展开的结构示意图；
图6为本发明一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材于一实施例中的网层结构展开的俯视结构示意图；
图7为本发明一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材于一实施例中的结构单元立体的结构示意图；
图8为本发明一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材于一实施例中的包括防护层的管材剖视的结构示意图；
图9为图8中B视图放大的结构示意图；
图10为本发明一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材的制备方法于一实施例中的流程示意图。
元件标号说明
100、外管层；
200、内管层；
300、连接层；301、连接块；302、横向连接杆；303、纵向连接杆；310、第一网层；320、第二网层；330、粘接层；
400、防护层。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图10。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
请参阅图1所示，本发明提供一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材，可改善现有管材在高温及高压的环境下适用性较差，容易出现破裂损毁的问题。其中，所述耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材为多层结构，且多层结构之间依次连接，以提高所述耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材的实际强度和性能。具体来说，所述耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材可以包括内管层200、外管层100以及连接层300，其中连接层300是位于内管层200和外管层100之间。因此，通过连接层300使得内管层200和外管层100之间相互连接，并保证内管层200和外管层100之间连接强度。需要注意的是，内管层200和外管层100是采用聚乙烯材质，介于聚乙烯材质高耐冲击性、可塑性以及良好的化学稳定性，例如是，聚乙烯材质在常温下耐酸、碱、盐类水溶液的腐蚀等，可极大的提高所述耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材在使用过程中的适用性。
请参阅图1-4所示，在一实施例中，连接层300是位于内管层200和外管层100之间，通过连接层300以实现内管层200和外管层100之间相互连接。具体来说，连接层300可允许包括粘接层330和网层结构，通过粘接层330以实现连接层300的粘接功能，以及通过网层机构提高管材在连接层300位置的强度，进而避免管材发生开裂。其中，网层结构可允许设置有多个，且多个网层结构之间相互连接。需要注意的是，网层结构为环形，且所述环形的直径是位于内管层200直径和外管层100直径之间。因此，网层结构是套设在内管层200上，且内管层200、网层结构以及外管层100之间是同轴设置。同时，为了提高连接层300在实际使用过程中的连接效果，网层结构是完全的被包覆在粘接层330内的。其中，粘接层330可允许采用热熔胶材质，以提高本装置在实际使用过程中的使用效果。
具体来说，在本实施例中，所述热熔胶可允许是不同密度的聚乙烯和多个催化原料混合并熔融后进行制备。例如是，首先，将高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)按照1：0.5：0.5的质量比混合，得到聚乙烯。其次，按照过氧化苯甲酰：马来酸酐：N-丁基马来酰亚胺：聚乙烯质量比为0.15：1.35：0.15：100称取原料，将各原料混合均匀，熔融挤出造粒，得到接枝树脂。最后，按照接枝树脂100重量份、乙烯-丙烯酸丁酯5重量份、硅橡胶5重量份称取各组分，将各组分混合均匀，熔融挤出造粒，得到热熔胶。需要注意的是，根据上述原料以及工艺所制备的热熔胶，具备良好的粘接性能，进而可提高内管层200和外管层100之间的粘接效果。然不限于此，可允许根据实际的需求确定制备所述热熔胶的原料和步骤。
请参阅图5和图6所示，在一实施例中，网层结构可允许设置有多层，网层结构可以包括多个结构单元，且多个结构单元之间相互连接。其中，结构单元可以包括多个连接块301以及多个横向连接杆302，且横向连接杆302是连接在相邻的两个连接块301上。需要注意的是，在单个结构单元中，多个连接块301与多个横向连接杆302之间相互连接，以构成一个封闭区域。例如是，在单个结构单元中，可允许包括四个连接块301和四个横向连接杆302。其中，所述封闭区域为矩形结构，四个连接块301是位于所述封闭区域的拐角位置。然不限于此，位于单个结构单元中的连接块301和横向连接杆302的具体数量，可允许根据实际需求进行确定。
请参阅图5和图6所示，在一实施例中，相邻的网层结构之间是相互连接。例如是，在一实施例中，网层结构可允许包括第一网层310和第二网层320，且第一网层310和第二网层320之间相互连接第一网层310和第二网层320之间可允许通过纵向连接杆303进行连接。其中，纵向连接杆303的一端与一侧的第一网层310中的连接块301固定连接，以及纵向连接杆303的另一端与另一侧的第二网层320中的连接块301固定连接。具体的，对于相互连接的两个网层结构而言，纵向连接杆303的两端分别是连接在相邻的网层结构中。需要注意的是，纵向连接杆303为刚性结构且不可压缩。在本实施例中，纵向连接杆303为杆状结构，然不限于此，例如是，纵向连接杆303还允许为块状结构、球状结构或者其他结构形态，可允许根据实际需求进行确定。综上，通过将相邻的网层结构之间设置纵向连接杆303，可有效提高网层结构的连接强度。同时，纵向连接杆303可保证相邻的网层结构之间是始终存在一个环形腔体，以便于粘接层330可填充在所述环形腔体内。再者，通过将多层的网层结构之间相互连接，可有效提高管材在径向方向上的强度，进而提高本装置的综合性能。
请参阅图5和图6所示，在一实施例中，由于网层结构是由多个结构单元构成，且多个结构单元之间相互连接。具体来说，多个结构单元之间可允许通过横向连接杆302进行连接，因此在相邻的结构单元之间是通过横向连接杆302进行连接。可以理解的，所述横向连接杆302的两端分别是连接在不同结构单元中的连接块301上。综上，通过将多个结构单元进行连接，以构成所述的网层结构。
请参阅图7所示，在一实施例中，横向连接杆302为弧形结构，且所述纵向连接杆303的弧心是指向管材的中心位置。具体的，通过将横向连接杆302设置为弧形结构，使得横向连接杆302具备良好的抗挤压性能，以提高网层结构整体的结构强度。同时，弧形的横向连接杆302可允许对内管层200提供良好的包裹性，以避免内管层200发生破裂。再者，弧形的横向连接杆302对于粘接层330可提供良好的吸附性，以避免粘接层330网层结构中发生脱落。综上，通过将横向连接杆302设置为弧形结构，可有效提高装置的结构强度，以及提高本装置的适用性。
请参阅图8和图9所示，在一实施例中，为了提高本管材在实际使用过程中隔热防护性能，在内管层200和外管层100之间可允许设置有多个防护层400。其中，防护层400可允许设置有两层，一层所述防护层400是位于内管层200的外侧壁上，另一层所述防护层400是位于外管层100的内侧壁上。需要注意的是，防护层400与内管层200之间，以及防护层400与外管层100之间可允许通过粘接层330进行连接。具体的，在实际的连接过程中，可允许在内管层200的外侧壁上以及外管层100的内侧壁上均匀涂抹有粘接层330的涂料，并将所述防护层400均匀粘接在内管层200的外侧壁上以及外管层100的内侧壁上。其中，防护层400可允许采用酚醛泡沫材质，酚醛泡沫材质具有轻质、防火、遇明火不燃烧、无烟、无毒、无滴落，使用温度围广(-196～+200℃)，低温环境下不收缩、不脆化的特点。同时，由于酚醛泡沫闭孔率高，则导热系数低(可低于0.030w/mk)，隔热性能好，并具有一定的抗水性和水蒸气渗透性，可极大的提高所述耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材的耐高温性能。
请参阅图10所示，在一实施例中，本发明还提供一种基于上述实施例所提供的耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材的制备方法。
其中，所述耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材的制备方法可以包括步骤：
首先，执行步骤S10、配制管材原料和粘接层原料。
具体来说，所述管材原料可以包括以下重量份数的组分：100重量份的高密度聚乙烯；20重量份的密胺焦磷酸盐；15重量份的石墨以及8重量份的导电炭黑，3重量份的有机抗静电剂；3重量份的酚醛环氧树脂；由0.2重量份的润滑剂、0.2重量份的抗氧剂以及0.1重量份的紫外吸收剂组成的助剂。
本实施例的管材原料可允许由以下步骤制备：
步骤一、按上述重量份数称取原料；将高密度聚乙烯在室温下在强度为78W/m2的紫外光下照射20h；将石墨和炭黑在添加有高锰酸钾的68wt％浓硝酸与90wt％浓硫酸按质量比1：3组成的混酸中浸泡，浸泡温度为50℃，浸泡时间为90min，浸泡后清洗并干燥。
步骤二、取5重量份的高密度聚乙烯，与密胺焦磷酸盐、石墨、导电炭黑、有机抗静电剂以及助剂混合，在双螺杆挤出机中挤出并造粒，得到母料。
步骤三、将剩余的高密度聚乙烯与母料以及酚醛环氧树脂混合，在双螺杆挤出机中挤出并造粒，得到管材原料。
具体来说，在配制所述粘接层原料中，可允许包括步骤：
步骤一、将高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)按照1：0.5：0.5的质量比混合，得到聚乙烯。
步骤二、按照过氧化苯甲酰：马来酸酐：N-丁基马来酰亚胺：聚乙烯质量比为0.15：1.35：0.15：100称取原料，将各原料混合均匀，熔融挤出造粒，得到接枝树脂。
步骤三、按照接枝树脂100重量份、乙烯-丙烯酸丁酯5重量份、硅橡胶5重量份称取各组分，将各组分混合均匀，熔融挤出造粒，得到粘接层原料。
然后，执行步骤S20、将所述管材原料导入成型设备，并通过所述成型设备制备内管层200和外管层100。需要注意的是，在步骤S20中，所述成型设备的具体型号可不做限定，可允许根据实际的需求进行确定。
再者，执行步骤S30、将所述粘接层原料熔化后均匀涂抹在所述内管层200的外侧面和所述外管层100的内侧面上，并将防护层400通过所述粘接层原料均匀的粘接在所述内管层200的外侧面和所述外管层100的内侧面上。
再者，执行步骤S40、将外管层100和内管层200之间同轴设置，并将网层结构置于所述外管层100和所述内管层200之间的夹层中。
再者，执行步骤S50、将所述粘接层原料填充于所述外管层100和所述内管层200之间的夹层中，使得所述粘接层原料充满所述夹层。
最后，执行步骤S60、常温固化后得到所述耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材。
综上所述，本发明一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材及其制备方法，可有效改善现有管材在高温及高压的环境下适用性较差，容易出现破裂损毁的问题。其中，多个结构单元进行连接以构成所述的网层结构，且弧形的横向连接杆302可允许对内管层200提供良好的包裹性，以避免内管层200发生破裂，以及避免粘接层330与网层结构发生脱落。同时，位于内管层200和外管层100之间的多个防护层400，可有效提高所述管材的耐高温性能。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
同时，当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

Claims (9)

1.一种耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材，其特征在于，包括：
内管层(200)；
外管层(100)，与所述内管层(200)之间同轴设置；以及
连接层(300)，是位于所述内管层(200)和所述外管层(100)之间，其用于将所述内管层(200)和所述外管层(100)进行连接，其中所述连接层(300)包括：
粘接层(330)，与所述内管层(200)和所述外管层(100)相粘接；以及
多个网层结构，是位于所述粘接层(330)内，其中所述网层结构为环形，且所述网层结构与所述内管层(200)之间同轴设置；
其中，多个网层结构之间相互连接。
2.根据权利要求1所述的耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材，其特征在于，所述粘接层(330)为热熔胶，且所述粘接层(330)是包覆在所述网层结构上。
3.根据权利要求1所述的耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材，其特征在于，所述网层结构包括多个结构单元，且多个所述结构单元之间相连接，所述结构单元包括：
多个连接块(301)；以及
多个横向连接杆(302)，所述横向连接杆(302)是连接在相邻两个所述连接块(301)之间；
其中，所述连接块(301)和所述横向连接杆(302)之间依次连接并围成一个封闭区域。
4.根据权利要求3所述的耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材，其特征在于，相邻所述结构单元之间设置有横向连接杆(302)，且所述横向连接杆(302)的端部分别连接在相邻所述结构单元内的所述连接块(301)上。
5.根据权利要求4所述的耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材，其特征在于，所述横向连接杆(302)为弧形结构，且所述横向连接杆(302)的弧心指向所述内管层(200)的中心位置。
6.根据权利要求3所述的耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材，其特征在于，还包括多个纵向连接杆(303)，多个所述纵向连接杆(303)是连接在相邻所述网层结构之间；
其中，所述纵向连接杆(303)的一端与一侧所述网层结构中的所述连接块(301)固定连接，所述纵向连接杆(303)的另一端与另一侧所述网层结构中的所述连接块(301)固定连接。
7.根据权利要求1所述的耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材，其特征在于，还包括防护层(400)，是位于所述内管层(200)和所述外管层(100)之间，其中所述防护层(400)为酚醛泡沫材质。
8.根据权利要求7所述的耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材，其特征在于，所述防护层(400)设置有两组，一组所述防护层(400)粘接在所述外管层(100)的内侧壁上，另一组所述防护层(400)粘接在所述内管层(200)的外侧壁上。
9.一种如权利要求1-8任一所述耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材的制备方法，其特征在于，包括：
步骤S10、配制管材原料和粘接层原料；
步骤S20、将所述管材原料导入成型设备，并通过所述成型设备制备内管层(200)和外管层(100)；
步骤S30、将所述粘接层原料熔化后均匀涂抹在所述内管层(200)的外侧面和所述外管层(100)的内侧面上，并将防护层(400)通过所述粘接层原料均匀的粘接在所述内管层(200)的外侧面和所述外管层(100)的内侧面上；
步骤S40、将外管层(100)和内管层(200)之间同轴设置，并将网层结构置于所述外管层(100)和所述内管层(200)之间的夹层中；
步骤S50、将所述粘接层原料填充于所述外管层(100)和所述内管层(200)之间的夹层中，使得所述粘接层原料充满所述夹层；
步骤S60、常温固化后得到所述耐高温聚乙烯钢丝网骨架复合管材。
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