CN1163996A - 多层塑料管及其管接头 - Google Patents
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Abstract
一种多层塑料管(1)，该塑料管从内向外依次包括耐腐蚀、抗摩擦的塑料内层(10)，玻璃纤维加强中间层(20)，发泡塑料保温中间层(30)和耐腐蚀、抗冲击塑料外层(40)。与已有的多层塑料管相比，该多层塑料管不但具有较高的抗拉强度，而且具有很好的保温性能。因此该多层塑料管不但适用于输送具有腐蚀性且具有较高压力的流体，而且适用于特殊场合，如在低温条件下输送具有较高温度和压力且具有腐蚀性的流体，例如在北方输送原油，这是已有的多层塑料管所无法作到的。本发明还公开了一种连接这种多层塑料管(1、1)的接头(100)。
Description
本发明一般涉及多层塑料管及其管接头，具体地说，本发明涉及一种具有保温性能的耐压塑料——纤维复合叠层管及其管接头。
目前，在石油化工等技术领域中，多层塑料管已得到应用。其中，有的采用塑料——发泡塑料——塑料叠层结构，有的采用塑料——纤维——塑料复合叠层结构。前一种结构的叠层塑料管一般用于具有重量轻隔热要求的场合，后一种结构的复合叠层管一般用于具有耐腐、耐压要求的场合。然而，直到目前为止，还没有一种既耐腐、耐压，又具有对所输送的流体具有保温功能的多层塑料管，以满足生产实践的需要，例如，用这种管输送压力和温度较高的原油，防止其在输送过程中降温结蜡，堵塞管路等。
因此，本发明的一个目的是提供一种塑料——发泡塑料——纤维——塑料复合叠层管。
本发明的另一个目的是提供一种连接这种管的接头。
本发明的多层塑料管从内到外依次包括耐腐蚀、耐摩擦的塑料内层，玻璃纤维加强层中间，发泡塑料保温中间层和耐腐蚀、抗冲击塑料外层。
本发明的多层塑料管接头包括两个基本上为圆筒形的金属接头体，两个圆筒形金属接头体的连接端分别具有一径向向外的凸缘和一径向向内的凸缘，其中一个圆筒形金属接头体的径向向外的凸缘上具有阳螺纹，用粘结剂将这两个圆筒形金属接头体分别粘接在要进行连接的两个多层塑料管端部的中间纤维加强层上，两个多层塑料管端部的内层分别径向向外延伸形成圆环状，分别压在两个圆筒形金属接头体的径向向内的凸缘的前端面上，在两个形成圆环状的内层之间有一个密封垫，一个具有径向向内的凸缘的金属螺母将两个圆筒形金属接头体连接在一起，从而形成一个密封地连接两个多层塑料管的接头。
与已有的多层塑料管相比，本发明的多层塑料管具有以下显著效果：由于本发明的多层塑料管既包括中间玻璃纤维加强层，又包括中间发泡塑料保温层，它们与耐腐蚀、耐摩擦的塑料内层及耐腐蚀、抗冲击的塑料外层有机结合，形成一体，这不但使其抗拉强度大大提高(已有的多层塑料管的抗拉强度为80MPa，本发明的多层塑料管的抗拉强度为200MPa)，而且，很好地改进了其绝热保温性能(已有的多层塑料管的导热系数为0.2瓦/米·开尔文，本发明的多层塑料管的导热系数可达到0.05瓦/米·开尔文)，从而，使该管适用于特殊场合。如在低温条件下输送高温、高压流体，例如在北方输送原油。这是已有的多层塑料管所无法作到的。
与已有的多层塑料管接头相比，本发明的多层塑料管接头具有以下显著效果：由于多层塑料管的内层径向向外延伸形成圆环状，并在两圆环状内层中间装有密封垫，从而使该接头具有良好的密封性；由于起连接作用的件两个接头体和一个螺母是用金属制造的，这就使连接强度得到可靠保证。
图1是本发明的多层塑料管的半剖示意图。
图2是本发明的多层塑料管的管端部的半剖示意图，表示暴露出一部分内层和中间层的情况。
图3和图4是本发明的多层塑料管接头用的两个金属接头体的半剖示意图。
图5是本发明的多层塑料管接头的半剖示意图。
下面结合附图对本发明的多层塑料管及其接头进行详细描述。
本发明的多层塑料管1如图1所示，从内到外依次包括内层10、中间层20、中间层30和外层40。
内层10为耐油、耐酸、耐碱等多种化学物质的耐腐蚀层。此外，内层还具有不渗透和耐冲刷摩擦的特性。
为使内层10具有良好的耐腐蚀、耐摩擦特性，它包含下列成分(按重量计)：
(1)卤化高分子聚合物：氯化聚氯乙稀70份，聚氯乙烯30份；
(2)稳定剂：三盐基顺丁稀二酸铅5份，二盐基性亚磷酸铅2份，硬质酸铅2份；
(3)阻燃剂：三氧化二锑5份；
(4)改性剂：氯化聚乙烯12份，丙稀酸酯改性剂3份；
(5)助剂：石蜡1份
中间层20为高强度，高刚度的玻璃纤维加强层。
为使中间层20具有较高的强度和刚度，它包括下列成分(按重量计)：
(1)无碱玻璃纤维35～40份
(2)不饱合聚酯树脂146#25～30份
(3)固化剂：过氧化环己酮0.4份
(4)促进剂：环氧酸钴0.15份
中间层30为绝热保温层
为使中间保温层30具有良好的发泡结构，它包含下列成分(按重量计)：
(1)聚醚45份
(2)多聚多异氰酸酯55份
(3)催化剂：二乙基酸胺0.55份，月桂酸二丁锡0.05份
(4)发泡剂：三氟氯甲烷19份
(5)表面活性剂：硅油1份
外层40为耐腐蚀、抗冲击保护层。
为使外层具有良好的耐腐蚀、抗冲击性能，它包含下列成分(按重量计)：
(1)高压聚乙烯65份
(2)低压聚乙烯35份
(3)碳黑2份
本发明的多层塑料管1采用如下方法制造：
1.挤出内层10
按上述内层10的成分配方称量配料，将配好的料放入高速捏合机中，使其在80℃～90℃的温度下进行高速捏合，捏合时间为10～12分钟。然后将捏合好的料送入造粒机中造粒。最后，将造好的粒料送入挤出机中，在约170℃的温度下，熔融的树脂从挤出机的口模连续挤出，从挤出机挤出的熔融的塑料树脂被冷却后固化形成本发明的多层塑料管的内层10。
2.缠绕中间层20
将固化后的内层10按管的尺寸规格切成段，然后放在打磨机上进行打磨，打磨内层10的外圆。
按上述中间层成分配方称量不饱和聚酯树脂146#、过氧化环乙酮和环氧酸钴，它们在常温下为液体，将它们在搅拌器中进行混合，作为粘结剂。
将这种粘结剂涂在打磨好外圆的内层10上，用缠绕机将按上述中间层20的成分配方称量的无碱玻璃纤维浸上粘结剂后缠绕在打磨好外圆的内层10上。然后，在固化炉中进行固化，固化温度为60℃左右，固化好的粘结剂——无碱玻璃纤维缠绕层便形成本发明多层塑料管的中间加强层20。
3.共挤出中间层30和外层40
将固化后已形成一体的内层10和中间层20放在打磨机上，打磨中间层20的外圆。
用定量计量泵按上述中间层30的成分配方将各液体成分计量送入一混合器中，进行充分混合。
按上述外层40的成分配方称量配料，将配好的料送入挤出机中，在约165℃的温度下，熔融的树脂从挤出机模头的外环口中连续挤出。与此同时，用泵将温度约为70℃的混合好的中间层30的液体配料送入挤出机中，从挤出机模头的内环口中连续喷出。这样，用挤出机共挤出中间层30和外层40。共挤出的中间层30和外层40的料复合在打磨好的中间层20的外圆上。在冷却固化后便形成本发明多层塑料管的发泡塑料保温中间层30和外层40。经过上述步骤，内层10、中间层20、中间层30和外层40便很好地复合在一起，形成本发明的多层塑料管。
制造本发明的多层塑料管所用的全部原材料都可从市场上买到。
本发明的多层塑料管各层的厚度与管径和所输送流体的压力有关。例如，对公称直径为φ65的管，各层的厚度分别是：内层10为2.5mm，中间层20为4.5mm，中间层30为10mm，外层40为1.5mm；对公称直径为φ150的管，各层的厚度分别是：内层10为4mm，中间层20为9mm，中间层30为10mm，外层40为2mm。
下面参照图2——5描述本发明的多层塑料管接头100的构造极其制造方法。
用打磨机打磨本发明的多层塑料管1的端部，使其具有如图2所示的结构。即：使多层塑料管1的端部的内层10暴露出一部分11，使多层塑料管1的端部的中间层20暴露出一部分21。
如图3和4所示，本发明的两个金属接头体101、102基本上都是圆筒形的，它们的连接端分别具有一个径向向内的凸缘1011、1021和径向向外的凸缘1012、1022。金属接头体101的连接端有一个由内凸缘1011的前端面1013和外凸缘1012的内圆面1014限定的内槽1015。金属接头体102有一个由内凸缘1021的外圆面1027和外凸缘1022的前端面1024限定的外槽1025。在金属接头体101的外凸缘1012的外圆面上有阳螺纹1016。
如图5所示，在中间层20的暴露出的部分21上涂上粘结剂501，例如一种可在市场上买到的改性环氧胶粘剂DE-3，然后将制造好的金属接头体101、102分别粘接到如图2所示的两个多层塑料管1，1的中间层20的暴露出的部分21、21上。在温度约为60℃的条件下，使粘接部分固化。然后，将图2所示的两个多层塑料管1、1的内层10的暴露出的部分11、11加热到约160℃，使其软化，利用翻边模具将其向外翻边，形成圆环状。待圆环状的边冷却固化后，分别紧压在金属接头体101的内凸缘1011的前端面1013和金属接头体102的内凸缘1021的前端面1023上。
在两个圆环状的边之间装一个圆环状密封垫401，例如一个聚四氟乙稀密封垫。将一个预先已套装在金属接头体102上的金属螺母301拧紧在金属接头体101的外凸缘1012上，从而形成本发明的多层塑料管接头100。此时，一方面上述的由内层10形成的两个圆环状的边和它们之间的圆环状密封垫401处于金属接头体101的内槽1015内，紧紧地被压在两个内凸缘1011和1021之间；另一方面金属螺母301的径向向内的凸缘3011与金属接头体102的外凸缘1022接触。
金属接头体101、102和金属螺母301所用的材料通常为碳钢或不锈钢。
Claims (3)
1.一种多层塑料管，其特征在于，该塑料管从内向外依次包括耐腐蚀、抗摩擦的塑料内层(10)，玻璃纤维加强中间层(20)，发泡塑料保温中间层(30)和耐腐蚀、抗冲击塑料外层(40)。
2.按照权利要求1所示的多层塑料管，其特征在于，所说的内层(10)包含下列成分(按重量计)：
(1)卤化高分子聚合物：氯化聚氯乙稀70份，聚氯乙烯30份；
(2)稳定剂：三盐基顺丁稀二酸铅5份，二盐基性亚磷酸铅2份，硬质酸铅2份；
(3)阻燃剂：三氧化二锑5份；
(4)改性剂：氯化聚乙烯12份，丙稀酸酯改性剂3份；
(5)助剂：石蜡1份
所述的中间层(20)包含下列成分(按重量计)：
(1)无碱玻璃纤维35～40份
(2)不饱合聚酯树脂146#25～30份
(3)固化剂：过氧化环己酮0.4份
(4)促进剂：环氧酸钴0.15份
所述的中间层(30)包含下列成分(按重量计)：
(1)聚醚45份
(2)多聚多异氰酸酯55份
(3)催化剂：二乙基酸胺0.55份，月桂酸二丁锡0.05份
(4)发泡剂：三氟氯甲烷19份
(5)表面活性剂：硅油1份
所述的外层(40)包含下列成分(按重量计)：
(1)高压聚乙烯65份
(2)低压聚乙烯35份
(3)碳黑2份
3.一种连接按照权利要求1或2所述的多层塑料管的接头，其特征在于，该管接头包括两个基本上为圆筒形的金属接头体(101、102)，它们的连接端分别具有一个径向向内的凸缘(1011、1021)和一个径向向外的凸缘(1012、1022)，金属接头体(101)的径向向外的凸缘(1012)上具有阳螺纹(1016)，用粘结剂(501、501)将两个金属接头体(101、102)分别粘接在要进行连接的两个多层塑料管(1、1)端部的中间层(20、20)上，两个多层塑料管(1、1)端部的内层(10、10)分别径向向外延伸形成圆环状，分别压在两个金属接头体(101、102)的径向向内的凸缘(1011、1021)的前端面(1013、1023)上，在两个圆环状的内层之间有一个密封垫(401)，一个具有径向向内的凸缘(3011)的金属螺母(301)将两个金属接头体(101、102)连接在一起，从而形成一个密封地连接两个多层塑料管(1、1)的接头。
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