CN115257106A - 一种防介质渗漏的金属骨架复合管及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及管材技术领域，具体公开了一种防介质渗漏的金属骨架复合管及其加工工艺。一种防介质渗漏的金属骨架复合管，包括金属骨架嵌合层和加强层，加强层位于金属骨架嵌合层的外侧。本申请中加强层可以有效提高复合管的耐压强度，进而有助于减少因介质窜入金属骨架导致外层耐压不足造成渗漏的情况，即本申请中复合管具有较好的防渗漏效果。同时本申请采用分层挤出加工的方式制备复合管，可以有效解决成型难、废品率高的问题。

Description

一种防介质渗漏的金属骨架复合管及其加工工艺
技术领域
本申请涉及管材技术领域，更具体地说，它涉及一种防介质渗漏的金属骨架复合管及其加工工艺。
背景技术
金属骨架复合管是指在塑料芯管上交叉缠绕经过热熔胶涂覆的高强度金属丝，外层包覆聚乙烯保护套的一种新型复合管材。金属骨架复合管可用于消防、给水、排水、化工、固液混合、灌溉、保温及压缩空气输送等，在各个行业内均有较为广泛的应用。
在安装施工的过程中，复合管切断后金属骨架露出在管材端面，且在管材端面上塑料芯管和保护套与金属骨架之间容易因切断产生裂纹或缝隙。而在施工时很难将管材端面完全密闭，同时介质容易窜入未完全封闭的裂纹或缝隙中，而由于金属骨架外层塑料保护套较薄，即金属骨架外层塑料保护套的耐压强度较低，从而容易导致外层塑料保护套破裂，最终导致介质渗漏的情况。
发明内容
为了提高复合管的防渗漏性能，本申请提供一种防介质渗漏的金属骨架复合管及其加工工艺。
第一方面，本申请提供一种防介质渗漏的金属骨架复合管，采用如下的技术方案：一种防介质渗漏的金属骨架复合管，包括金属骨架嵌合层和加强层，所述加强层位于金属骨架嵌合层的外侧。
通过采用上述技术方案，在金属骨架嵌合层外侧设置加强层，从而有效提高金属骨架外层塑料层的耐压强度，进而可以有效减少因外层塑料破裂而导致介质渗漏的情况，即有助于提高复合管的防渗透性能。
另外，在直埋回填夯实土层和密实度不够时，回填后车辆和其它动载产生的载荷容易导致局部沉降，从而容易导致管道因受到挤压而发生变形的情况。而多层成型后的金属骨架复合管的环刚强度得到有效提高，且抗负压能力大幅提升，可以有效克服上述管道因受到挤压而发生变形的缺陷。
作为优选，所述金属骨架嵌合层包括金属骨架和改性塑料层，所述金属骨架位于改性塑料层内部，且所述改性塑料层的原料包括以下质量百分比的组分：0～13％导电炭黑、0～5％有机抗静电剂、0～10％改性剂、余量为聚乙烯和聚丙烯中的至少一种。
通过采用上述技术方案，以聚乙烯和聚丙烯中的至少一种作为基材，由于聚乙烯和聚丙烯具有较高的弹性模量，制备得到的改性塑料层强度较高。同时，由于导电炭黑具有较低的电阻率，能够使得改性塑料层具有一定的导电性能和防静电性能，并进一步通过添加抗静电剂提高改性塑料层的防静电性能，可以满足该金属骨架复合管用于输送燃油、燃气、化学介质对于导电防静电的需求。
作为优选，所述加强层的原料包括以下质量百分比的组分0～10％纤维、0～5％其他助剂、余量为聚乙烯和聚丙烯中的至少一种。
通过采用上述技术方案，以聚乙烯和聚丙烯中的至少一种作为基材，由于聚乙烯和聚丙烯具有较高的弹性模量，并进一步加入纤维，从而有助于提高加强层的耐压强度和环刚强度，进而可以有效降低因外层塑料椭圆开裂而导致介质渗漏的情况，即有助于提高复合管的防渗透性能。
作为优选，所述加强层背离金属骨架嵌合层的一侧设置有辨别层，且所述辨别层的颜色与加强层的颜色不同，所述辨别层的原料包括以下质量百分比的组分：0～0.5％碳纳米管材料、余量为聚乙烯和聚丙烯中的至少一种。
通过采用上述技术方案，在加强层的外侧设置辨别层，由于两者的颜色存在区别，识别较为容易。现场管材安装施工时管材两个端口插入管接头内的接触面，需彻底清除灰尘、泥沙等污物，且需要采取工具将表面塑料剥除，插入管接头电熔接口内熔接，实现完全熔融。因此在加强层外侧设置辨别层，并控制辨别层的颜色区别于加强层，从而有助于减少因同一颜色识别不易导致清除不彻底的情况，进而有助于减少因接口熔融不全面而导致渗漏的情况，即有助于进一步提高复合管的防渗漏效果。
作为优选，所述纤维为玻璃纤维，且所述玻璃纤维是经偶联剂表面处理改性后得到。
通过采用上述技术方案，由于玻璃纤维属于无机材料，与聚乙烯和聚丙烯中至少一种所形成的体系相容性较差，而进一步通过偶联剂对玻璃纤维进行表面处理，有助于提高玻璃纤维与聚乙烯和聚丙烯中至少一种所形成的体系之间的相容性。
作为优选，所述改性剂由自修复聚乙烯母粒和固化剂按照质量比(10～20):1组成的混合物，且所述自修复聚乙烯母粒包括以下质量份的组分：多孔聚乙烯母粒70～100份、双环戊二烯40～60份。
通过采用上述技术方案，以自修复聚乙烯母粒和固化剂按照上述比例复配作为改性剂，其中自修复聚乙烯母粒由多孔聚乙烯母粒和双环戊二烯组成，由于多孔聚乙烯母粒具有多孔结构，双环戊二烯可以被承载在多孔结构中，得到多孔聚乙烯母粒包覆双环戊二烯的自修复聚乙烯母粒。自修复聚乙烯母粒在金属骨架嵌合层原料体系中的相容性较好，并且在切断复合管后，处于切断面上的分散在金属骨架嵌合层内的自修复聚乙烯母料被破坏，并释放出双环戊二烯；释放出的双环戊二烯填充在因切断操作而产生的缝隙、裂纹等空隙内，同时填充在空隙内的双环戊二烯与金属骨架嵌合层切断面中的固化剂接触并固化，从而对复合管切断面上的空隙进行有效修复。进而可以有效减少介质窜入金属骨架成形层的情况，即有助于进一步提高复合管的防渗漏效果。
作为优选，所述自修复聚乙烯母粒的制备方法如下：先将聚乙烯和无水氯化铝共混后挤出造粒，得到多孔聚乙烯母粒；然后再将双环戊二烯加入四氢呋喃溶剂中至完全溶解，然后将多孔聚乙烯母粒浸渍在双环戊二烯溶液中，浸渍完成后干燥得到自修复聚乙烯母粒。
通过采用上述技术方案，在制备多孔聚乙烯母粒的过程中，以聚乙烯和无水氯化铝作为原料共混挤出造粒。而在挤出过程中聚乙烯和无水氯化铝首先会共混在一起，然后随着温度的升高无水氯化铝逐渐发生升华；在无水氯化铝升华过程中会在聚乙烯上形成多孔结构，最终造粒得到多孔聚乙烯母粒。同时在多孔聚乙烯母粒浸渍过程中，双环戊二烯进入多孔结构内，浸渍完成后干燥得到自修复聚乙烯母粒。
整个制备过程较为简单，且无水氯化铝升华所形成的多孔结构承载双环戊二烯的稳定性较好。另外无水氯化铝的升华温度为178℃左右，而通常聚乙烯挤出造粒的温度为：加料段100～120℃，塑化段130～150℃，均化段160～180℃，成型模具温度180～190℃；即在均化段之前无水氯化铝和聚乙烯保持共混状态，直至均化段和在成型模具中时才开始升华，从而可以充分保障无水氯化铝较为均匀地分散在熔融状态的聚乙烯内后，再进行升华，从而形成稳定且致密的多孔结构。即有助于减少因无水氯化铝在聚乙烯内分散不够深和均匀所导致的多孔结构较为浅显或多孔结构稀疏的情况，同时也可以避免因聚乙烯还未熔融无水氯化铝已经升华的情况，整体契合度较高。
第二方面，本申请提供一种防介质渗漏的金属骨架复合管的加工工艺，采用如下的技术方案：
一种防介质渗漏的金属骨架复合管的加工工艺，包括以下步骤：
挤出造粒：分别对金属骨架嵌合层和加强层的原料进行挤出造粒，得到改性塑料母粒备用；一次挤出：以金属骨架嵌合层的改性塑料母粒作为专用料，以金属骨架作为金属骨架嵌合层的骨架，然后在模具的配合下经挤出机挤出，在金属骨架内外侧均成型得到改性塑料层，即得到金属骨架嵌合层；
二次挤出：以加强层的改性塑料母粒作为专用料，然后在模具的配合下，经挤出机挤出后加强层位于金属骨架嵌合层的外侧，冷却后进行切割，即得到复合管。
通过采用上述技术方案，分别对金属骨架嵌合层和加强层的原料预先进行挤出造粒，即以母粒的形式预先将各原料较为稳定地结合在一起。然后再以母料作为专用料挤出成型金属骨架嵌合层或加强层，有助于提高各层结构的挤出稳定性。另外，采用分层挤出加工的方式制备复合管，可以有效解决成型难、废品率高的问题。
优选的，所述二次挤出步骤中，金属骨架嵌合层依次经冷却和二次加热后再进行二次挤出操作，且金属骨架嵌合层表面二次加热的温度为95℃～220℃。
通过采用上述技术方案，在挤出得到金属骨架嵌合层后，依次经冷却和加热操作后再进行二次挤出，使得金属骨架嵌合层的稳定性更好，从而有助于提高二次挤出的稳定性。并且优选金属骨架嵌合层表面二次加热的温度为95℃～220℃，二次挤出的加强层与金属骨架嵌合层复合强度更佳。
优选的，所述二次挤出步骤中，复合管冷却定径后进行三次加热，且三次加热的温度为70℃～200℃，再次冷却后切割得到复合管。
通过采用上述技术方案，在复合管冷却后在70℃～200℃的温度下进行三次加热，对金属骨架嵌合层及复合管冷却过程中所产生的应力进行释放，有助于降低复合管的脆性，即对于提高复合管整体的力学性能具有积极意义。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1.本申请在金属骨架嵌合层的外侧设置加强层，有助于提高金属骨架外层塑料层的耐压强度，进而可以有效减少因外层塑料破裂而导致介质渗漏的情况，即有助于提高复合管的防渗透性能。
2.本申请中以自修复聚乙烯母粒和固化剂作为改性剂，在切断复合管的时候，位于复合管切断面上的自修复聚乙烯母粒也被破坏，其内部的双环戊二烯被释放出来，且释放出的双环戊二烯填充在因切断而产生的裂纹、缝隙等空隙内，同时填充在空隙内的双环戊二烯与切断端面上的固化剂接触并固化，从而对切断面上的裂纹、缝隙等空隙进行修复，进而可以有效减少介质窜入金属骨架成形层的情况，即有助于进一步提高复合管的防渗漏效果。
3.本申请在制备自修复聚乙烯母粒的过程中，以无水氯化铝和聚乙烯作为原料共混挤出造粒，在挤出过程中，无水氯化铝首先会分散在熔融状态下的聚乙烯内，并随着挤出温度的升高无水氯化铝发生升华，并在聚乙烯上形成多孔结构，从而得到多孔聚乙烯母粒；然后通过浸渍的方式使得多孔聚乙烯的多孔结构内填充并承载双环戊二烯，整体制备方法较为简单，且由于多孔聚乙烯具有较为致密且深入的多孔结构，因此双环戊二烯的承载较为稳定。
4.本申请采用分层挤出加工的方式生产复合管，可以有效解决成型难、废品率高等问题。
附图说明
图1是本申请实施例1中一种防介质渗漏的金属骨架复合管的截面示意图。
图2是本申请实施例2中一种防介质渗漏的金属骨架复合管的截面示意图。
附图标记说明：1、金属骨架嵌合层；11、金属骨架；12、改性塑料层；2、加强层；3、辨别层。
具体实施方式
以下结合图1和图2，以及制备例、实施例和对比例对本申请作进一步详细说明，本申请涉及的原料均可通过市售获得。
自修复聚乙烯母粒制备例
制备例1
一种自修复聚乙烯母粒，包括以下质量的原料：多孔聚乙烯母粒80kg、双环戊二烯45kg；该自修复聚乙烯母料的制备方法如下：
A1多孔聚乙烯母粒的制备：混合搅拌100kg聚乙烯和2kg无水氯化铝，使得无水氯化铝较为均匀地分散在聚乙烯中；然后加入挤出机进行挤出造粒，且控制挤出机的加料段温度为100℃，塑化段145℃，均化段170℃，成型模具温度190℃，造粒得到多孔聚乙烯母粒；
A2浸渍处理：将双环戊二烯加入四氢呋喃溶剂中并混合至完全溶解，配制成50wt％的浸渍溶液，然后再将多孔聚乙烯母粒在浸渍溶液中浸渍30min，浸渍完成后取出在90℃下干燥3h，即得到自修复聚乙烯母料。
制备例2
本制备例与制备例1的区别之处在于，原料用量不同，具体如下：多孔聚乙烯母粒70kg、双环戊二烯40kg。
制备例3
本制备例与制备例1的区别之处在于，原料用量不同，具体如下：多孔聚乙烯母粒100kg、双环戊二烯60kg。
制备例4
本制备例与制备例1的区别之处在于，用等量的五氯化磷替换无水氯化铝。
实施例
实施例1
参照图1，一种防介质渗漏的金属骨架复合管，包括金属骨架嵌合层1和加强层2，加强层2位于金属骨架嵌合层1的外侧；且金属骨架嵌合层1包括金属骨架11和改性塑料层12，其中金属骨架11是由经向钢丝和纬向钢丝编织得到，且金属骨架11整体呈管材状，金属骨架11内侧和外侧均设置改性塑料层12，即金属骨架11位于改性塑料层12内部，且两者的轴线方向一致。
其中改性塑料层的原料包括以下质量的组分：10kg导电炭黑、3kg有机抗静电剂、87kg聚乙烯；且有机抗静电剂为有机硅抗静电剂；
加强层的原料包括以下质量的组分：7kg玻璃纤维、93kg聚乙烯。
该防介质渗漏的金属骨架复合管的加工工艺，包括以下步骤：
S1挤出造粒：分别对改性塑料层和加强层的原料进行挤出造粒，且机筒各段温度分别为：加料段110℃,塑化段140℃,均化段180℃；成型模具温度190℃，得到改性塑料母粒备用；
S2一次挤出：以改性塑料层的改性塑料母粒作为专用料，以至少一根钢丝缠绕焊接在多根均匀分布的轴向钢丝上，本实施例是以四根钢丝缠绕焊接在多根均匀分布的轴向钢丝上；并通过连续缠绕焊接成型后，缠绕钢丝和轴向钢丝之间有间隙，呈缕空管状金属骨架。金属骨架进一步由钢板上布有多个几何状孔，通过卷制并将对接缝焊牢成型后呈多孔管状金属骨架。接着将改性塑料层的改性塑料母粒加入到挤出机中熔融，并在模具的配合下，在金属骨架内外侧挤出成型得到改性塑料层，即得到金属骨架嵌合层；且挤出机工艺温度控制如下：第1段，200℃；第2段，205℃；第3段，215℃；第4段，205℃；第5段，205℃；模具模芯的工艺温度控制如下：连接段205℃；第1段，205℃；第2段，200℃；第3段，200℃；第4段，200℃；
S3二次挤出：以加强层的改性塑料母粒作为专用料，采用水冷却的方式冷却金属骨架嵌合层，再采用热风加热的方式对金属骨架嵌合层进行二次加热，二次加热的温度为140℃，加热时间为4s；然后在模具的配合下，经挤出机挤出后加强层位于金属骨架嵌合层的外侧；且挤出机工艺温度控制如下：第1段，200℃；第2段，205℃；第3段，215℃；第4段，205℃；第5段，205℃；模具模芯的工艺温度控制如下：连接段205℃；第1段，205℃；第2段，200℃；第3段，200℃；第4段，200℃；冷却后再进行三次加热，三次加热的温度为100℃，加热时间为3s，加热完成后再次冷却并进行切割，即得到复合管；
其中管材成型挤出模具设有两层模腔结构，一层模腔挤出金属骨架嵌合层，一层模腔挤出位于金属骨架嵌合层外侧的加强层。
实施例2
参照图2，一种防介质渗漏的金属骨架复合管，包括金属骨架嵌合层1、加强层2和辨别层3，加强层2位于金属骨架嵌合层1的外侧，辨别层3位于加强层2的外侧，且辨别层3的颜色与加强层2的颜色不同。金属骨架嵌合层1包括金属骨架11和改性塑料层12，其中金属骨架11是由经向钢丝和纬向钢丝编织得到，且金属骨架11整体呈管材状，金属骨架11内侧和外侧均设置改性塑料层12，即金属骨架11位于改性塑料层12内部，且两者的轴线方向一致。
其中改性塑料层的原料包括以下质量的组分：10kg导电炭黑、3kg有机抗静电剂、87kg聚乙烯；且有机抗静电剂为有机硅抗静电剂；
加强层的原料包括以下质量的组分：7kg玻璃纤维、93kg聚乙烯；
辨别层的原料包括以下质量的组分：0.3kg碳纳米管材料、99.7kg聚乙烯。
该防介质渗漏的金属骨架复合管的加工工艺，包括以下步骤：
S1挤出造粒：预先将碳纳米管材料通过超声波分散器分散在水中，再加入聚乙烯，去水、烘干后得到辨别层原料；再分别对改性塑料层、加强层和辨别层的原料进行挤出造粒，且机筒各段温度分别为：加料段110℃,塑化段140℃,均化段180℃；成型模具温度190℃，得到改性塑料层、加强层和辨别层的改性塑料母粒备用；
S2一次挤出：以改性塑料层的改性塑料母粒作为专用料，以至少一根钢丝缠绕焊接在多根均匀分布的轴向钢丝上，本实施例是以四根钢丝缠绕焊接在多根均匀分布的轴向钢丝上；并通过连续缠绕焊接成型后，缠绕钢丝和轴向钢丝之间有间隙，呈缕空管状金属骨架。金属骨架进一步由钢板上布有多个几何状孔，通过卷制并将对接缝焊牢成型后呈多孔管状金属骨架。接着将改性塑料层的改性塑料母粒加入到挤出机中熔融，并在模具的配合下，在金属骨架内外侧挤出成型得到改性塑料层，即得到金属骨架嵌合层；且挤出机工艺温度控制如下：第1段，200℃；第2段，205℃；第3段，215℃；第4段，205℃；第5段，205℃；模具模芯的工艺温度控制如下：连接段205℃；第1段，205℃；第2段，200℃；第3段，200℃；第4段，200℃；
S3二次挤出：以加强层的改性塑料母粒作为专用料，采用水冷却的方式冷却金属骨架嵌合层，再采用热风加热的方式对金属骨架嵌合层进行二次加热，二次加热的温度为140℃，加热时间为4s；然后在模具的配合下，先经挤出机挤出加强层，再经挤出机挤出辨别层，使得加强层位于金属骨架嵌合层的外侧，辨别层位于加强层外侧；且挤出机工艺温度控制如下：第1段，200℃；第2段，205℃；第3段，215℃；第4段，205℃；第5段，205℃；模具模芯的工艺温度控制如下：连接段205℃；第1段，205℃；第2段，200℃；第3段，200℃；第4段，200℃；冷却后再进行三次加热，三次加热的温度为100℃，加热时间为3s，加热完成后再次冷却并进行切割，即得到复合管。
实施例3
本实施例与实施例1的区别之处在于，S1挤出造粒步骤中，预先将加强层原料中的玻璃纤维浸泡在硅烷偶联剂中。5min后取出，然后分别对改性塑料层和加强层的原料进行挤出造粒，且机筒各段温度分别为：加料段110℃,塑化段140℃,均化段180℃；成型模具温度190℃，得到改性塑料母粒备用。
实施例4
本实施例与实施例1的区别之处在于，S3二次挤出步骤中，不对金属骨架嵌合层进行冷却和二次加热，即直接挤出加强层，具体操作如下：
以加强层的改性塑料母粒作为专用料，然后在模具的配合下，经挤出机挤出后加强层位于金属骨架嵌合层的外侧；且挤出机工艺温度控制如下：第1段，200℃；第2段，205℃；第3段，215℃；第4段，205℃；第5段，205℃；模具模芯的工艺温度控制如下：连接段205℃；第1段，205℃；第2段，200℃；第3段，200℃；第4段，200℃；冷却后再进行三次加热，三次加热的温度为100℃，加热时间为3s，加热完成后再次冷却并进行切割，即得到复合管。
实施例5
本实施例与实施例1的区别之处在于，S3二次挤出步骤中，不进行三次加热，具体操作如下：
以加强层的改性塑料母粒作为专用料，采用水冷却的方式冷却金属骨架嵌合层，再采用热风加热的方式对金属骨架嵌合层进行二次加热，二次加热的温度为140℃，加热时间为4s；然后在模具的配合下，经挤出机挤出后加强层位于金属骨架嵌合层的外侧；且挤出机工艺温度控制如下：第1段，200℃；第2段，205℃；第3段，215℃；第4段，205℃；第5段，205℃；
模具模芯的工艺温度控制如下：连接段205℃；第1段，205℃；第2段，200℃；第3段，200℃；第4段，200℃；冷却后进行切割，即得到复合管。
实施例6
本实施例与实施例1的区别之处在于，改性塑料层的原料用量不同，具体如下：7kg导电炭黑、1kg有机抗静电剂，余量用聚乙烯补足。
实施例7
本实施例与实施例1的区别之处在于，改性塑料层的原料用量不同，具体如下：13kg导电炭黑、5kg有机抗静电剂，余量用聚乙烯补足。
实施例8
本实施例与实施例1的区别之处在于，加强层的原料用量不同，具体如下：5kg玻璃纤维、余量用聚乙烯补足。
实施例9
本实施例与实施例1的区别之处在于，加强层的原料用量不同，具体如下：10kg玻璃纤维、余量用聚乙烯补足。
实施例10
本实施例与实施例1的区别之处在于，改性塑料层的原料不同，具体如下：10kg导电炭黑、3kg有机抗静电剂、5kg改性剂、82kg聚乙烯；
其中有机抗静电剂为有机硅抗静电剂；改性剂是由自修复聚乙烯母粒和固化剂按照质量比15:1组成的混合物，且自修复聚乙烯母粒为制备例1中制得，固化剂为Grubbs催化剂。
实施例11
本实施例与实施例10的区别之处在于，改性剂的用量为1kg，余量用聚乙烯补足。
实施例12
本实施例与实施例10的区别之处在于，改性剂的用量为10kg，余量用聚乙烯补足。
实施例13
本实施例与实施例10的区别之处在于，改性剂是由自修复聚乙烯母粒和固化剂按照质量比10:1组成的混合物。
实施例14
本实施例与实施例10的区别之处在于，改性剂是由自修复聚乙烯母粒和固化剂按照质量比20:1组成的混合物。
实施例15
本实施例与实施例10的区别之处在于，自修复聚乙烯母粒为制备例2中制得。
实施例16
本实施例与实施例10的区别之处在于，自修复聚乙烯母粒为制备例3中制得。
实施例17
本实施例与实施例10的区别之处在于，自修复聚乙烯母粒为制备例4中制得。
实施例18
本实施例与实施例10的区别之处在于，加强层的原料不同，具体如下：7kg玻璃纤维、3kg其他助剂、90kg聚乙烯；其中其他助剂是由自修复聚乙烯母粒和固化剂按照质量比15:1组成的混合物，且自修复聚乙烯母粒为制备例1中制得，固化剂为Grubbs催化剂。
实施例19
本实施例与实施例18的区别之处在于，其他助剂的用量为1kg，余量用聚乙烯补足。
实施例20
本实施例与实施例18的区别之处在于，其他助剂的用量为5kg，余量用聚乙烯补足。
对比例
对比例1
一种金属骨架复合管，包括金属骨架、内层管和外层管，金属骨架位于内层管和外层管之间，且内层管与金属骨架之间、外层管与金属骨架之间均设有粘结层，粘结层为热熔胶涂覆形成的层，内层管和外层管均为聚乙烯管。
该金属骨架复合管的制备方法如下：
将烘干的聚乙烯加入到注塑机中熔融、挤出，得到内层管坯；然后将内层管坯经过定型、水冷、牵引，得到内层聚乙烯管；内层聚乙烯管通过牵引机进入钢丝缠绕机，在内层聚乙烯管表面缠绕钢丝编织成网状，形成钢丝网；对缠绕钢丝网的内层聚乙烯管进行加热，然后将粘结剂加入到挤出机中熔融，熔融的粘结剂包覆在钢丝网上，料筒的温度为180℃，机头温度为210℃，模头温度为220℃；将烘干的聚乙烯加入到注塑机中熔融，在钢丝网外表面成型得到外层聚乙烯管，然后冷却，得到钢丝网骨架塑料复合管。
性能检测试验方法
以下检测中实施例1～20和对比例1中的复合管的公称尺寸DN/ID 150。
静液态压强：参照GB/T6111-2018《流体输送用热塑性塑料管道系统耐内压性能测定》中的相关检测方法对实施例1～20和对比例1中的复合管进行检测。
环刚度：参照GB/T9647《热塑性塑料管材环刚度的测定》中的相关检测方法对实施例1～20和对比例1中的复合管进行检测。
表1检测数据表
Figure BDA0003756213400000101
Figure BDA0003756213400000111
通过表1的检测数据，并结合实施例1、实施例2和对比例1的检测结果来看，本申请中的复合管具有较为优异的力学性能，可以有效减少因外层塑料破裂而导致介质渗漏的情况，即有助于提高复合管的防渗透性能。并且辨别层在起到辨识作用的同时对于提高复合管力学性能也具有一定程度的积极意义。
结合实施例1和实施例4～5的检测结果来看，在挤出加强层之前，预先冷却并二次加热金属骨架嵌合层的操作，可以有效提高得到的复合管的稳定性及力学性能。并且在复合管成型后对其进行三次加热，达到释放应力的效果，有助于降低管材脆性，并且有助于提高塑料和金属结构结合后的稳定性，进而有助于进一步提高复合管的力学性能。
结合实施例1、实施例10和实施例18的检测结果来看，自修复聚乙烯母粒和固化剂的配合效果明显，且对于提高复合管力学性能的效果较为显著。
结合实施例10和实施例17的检测结果来看，无水氯化铝相较于五氯化磷更为契合多孔聚乙烯的制备工艺。由于五氯化磷的升华温度在160℃左右，而无水氯化铝的升华温度在178℃左右，因此无水氯化铝在聚乙烯挤出造粒过程中的升华过程偏向于后段；使得无水氯化铝可以更为充分的与熔融状态的聚乙烯混合，形成的多孔结构更为致密和深入，有助于提高多孔聚乙烯母粒对双环戊二烯的承载效果，最终反馈至复合管的力学性能上。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种防介质渗漏的金属骨架复合管，其特征在于，包括金属骨架嵌合层(1)和加强层(2)，所述加强层(2)位于金属骨架嵌合层(1)的外侧。
2.根据权利要求1所述的一种防介质渗漏的金属骨架复合管，其特征在于，所述金属骨架嵌合层(1)包括金属骨架(11)和改性塑料层(12)，所述金属骨架(11)位于改性塑料层(12)内部，且所述改性塑料层(12)的原料包括以下质量百分比的组分：0～13%导电炭黑、0～5%有机抗静电剂、0～10%改性剂、余量为聚乙烯和聚丙烯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种防介质渗漏的金属骨架复合管，其特征在于，所述加强层(2)的原料包括以下质量百分比的组分：0～10%纤维、0～5%其他助剂、余量为聚乙烯和聚丙烯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种防介质渗漏的金属骨架复合管，其特征在于，所述加强层(2)背离金属骨架嵌合层(1)的一侧设置有辨别层(3)，且所述辨别层(3)的颜色与加强层(2)的颜色不同，所述辨别层(3)的原料包括以下质量百分比的组分：0～0.5%碳纳米管材料、余量为聚乙烯和聚丙烯中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的一种防介质渗漏的金属骨架复合管，其特征在于，所述纤维为玻璃纤维，且所述玻璃纤维是经偶联剂表面处理改性后得到。
6.根据权利要求2所述的一种防介质渗漏的金属骨架复合管，其特征在于，所述改性剂由自修复聚乙烯母粒和固化剂按照质量比（10～20）:1组成的混合物，且所述自修复聚乙烯母粒包括以下质量份的组分：多孔聚乙烯母粒70～100份、双环戊二烯40～60份。
7.根据权利要求6所述的一种防介质渗漏的金属骨架复合管，其特征在于，所述自修复聚乙烯母粒的制备方法如下：先将聚乙烯和无水氯化铝共混后挤出造粒，得到多孔聚乙烯母粒；然后再将双环戊二烯加入四氢呋喃溶剂中至完全溶解，然后将多孔聚乙烯母粒浸渍在双环戊二烯溶液中，浸渍完成后干燥得到自修复聚乙烯母粒。
8.一种如权利要求1～7任意一项所述的防介质渗漏的金属骨架复合管的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
挤出造粒：分别对金属骨架嵌合层和加强层的原料进行挤出造粒，得到改性塑料母粒备用；
一次挤出：以金属骨架嵌合层的改性塑料母粒作为专用料，以金属骨架作为金属骨架嵌合层的骨架，然后在模具的配合下经挤出机挤出，在金属骨架内外侧均成型得到改性塑料层，即得到金属骨架嵌合层；
二次挤出：以加强层的改性塑料母粒作为专用料，然后在模具的配合下，经挤出机挤出后加强层位于金属骨架嵌合层的外侧，冷却后进行切割，即得到复合管。
9.根据权利要求8所述的一种防介质渗漏的金属骨架复合管的加工工艺，其特征在于，所述二次挤出步骤中，金属骨架嵌合层依次经冷却和二次加热后再进行二次挤出操作，且金属骨架嵌合层表面二次加热的温度为95℃～220℃。
10.根据权利要求9所述的一种防介质渗漏的金属骨架复合管的加工工艺，其特征在于，所述二次挤出步骤中，复合管冷却定径后进行三次加热，且三次加热的温度为70℃～200℃，再次冷却后切割得到复合管。
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