CN1241476A - 一种钢网增强塑料中空制品及其滚塑成型工艺 - Google Patents

Abstract

一种钢网增强塑料中空制品(本制品)及其滚塑成型工艺(本工艺)。本制品钢网塑料层是按滚塑技术将钢网做进塑料之中并成型的。本制品除主体外还地带有法兰、支管以及承口和插头,本工艺是将树脂粉与相似并小于制品整体形状的钢网一起放入模具之中进行成型的,对管配件成型时可先对法兰部分加温并填满模具,再对其他部部分加温成型。本发明的实施将使以塑代钢在大口径制品得以实现,并且在现场使用上也连接方便、可靠、成本低、使用寿命长和应用范围广泛。

Description

一种钢网增强塑料中空制品及其滚塑成型工艺

本发明涉及塑料加工成型领域的一种钢网增强塑料中空制品及其滚塑成型工艺。

滚塑又称作旋转成型，旋转浇铸成型。是将定量的液体或糊状塑料加入模具中，通过对模具的加热及纵横向的滚动旋转，使塑料熔融塑化并借塑料自身的重力作用，均匀地布满模具型腔的整个表面，待冷却固化后脱模即可得到中空的制品。滚塑与离心铸塑生产的制品是类似的，但由于滚塑的转速不高，设备比较简单，更有利于小批量生产大型的中空制品，如直径和高均达数米的容器。滚塑制品的厚度较之挤出吹塑制品均匀，废料少，产品几乎无内应力，因而也不易发生变形，凹陷等缺点。近年来，也有将粉状塑料代替液状或糊状塑料而用于滚塑成型的，就其本质来说，与浇铸有很多相同之处，有试验使用玻璃纤维增强的聚乙烯，交联聚乙烯制品具有耐汽油性，耐应力破裂及抗冲击，适于生产带嵌件的制品。有一种粉状塑料滚塑制造设备为电力机械结构，使加入聚乙烯粉的封闭式模具可同时作如下运动：(1)固定高度并平行地面，任一确定方向上直线式平移往返运动。(2)围绕模具纵向中心轴即垂直地面轴线上顺时针或反时针转动。(3)围绕模具横向中心轴即垂直于纵向中心轴作向上或向下转动。模具置入烘箱内，温度为230℃左右。(上述内容见《塑料成型工艺学》，成都科技术大学主编，1983年中国轻工业出版社)中国专利(9520773.7)《一种具有金属丝、筋网格内增强的硬塑钢复合材料》公开以下方案。即把经过冷处理和除污后金属网格置入挤塑、注塑或搪塑等专用模具内制成塑钢材料之后，再放入已在模具上进行制造的玻璃钢半成品中最后完成。实施例中有管道和板材。该方案是两步制造法。中国专利申请(96101637X)《钢塑混合制管、板、槽型等器材的一种制作方法》公开了以下方案。即最好选择轧钢网并焊接成型，与塑料混合后采用传统塑料橡胶模压制作工艺烧结成型。中国专利(94104509.9)《制造金属骨架-塑料复合管道的方法及装置》公开了如下方案。即用滚焊方式将纵横钢筋固定成网状筒形骨架，将其与塑料熔体一起送入管道成型腔而制成。塑料熔体由挤出机连续提供。显然，此时钢架为常温，塑料熔体为高温，两者之间在管材成型冷却后很容易出现粘结不牢而脱离的现象。该管道口径从85毫米至135毫米，属于小口径范围，也未公开管道之间连接的问题。同样注塑也只能生产小型三通、弯头和小口径管道。摸压对大尺寸和形状复杂者也无法解决。上述技术中对管道连接均未公开，如果用对焊法或从新加工承口和插头，或焊接法兰再连接，以及采用粘结剂等都会造成整体性差，焊接处及粘接处易老化、易拉裂等问题。搪塑加工壁过厚时，也易脱层及表面老化龟裂，加工也复杂。上述三篇专利说明书均未公开材料或制品的测试数据。

鉴此，本发明提出一种钢网增强塑料中空制品及其滚塑成型工艺，其目的是应用滚塑技术生产出品种全尤其是大口径的、整体性能可达实用目标的管道(包括管件)和塔、贮槽、贮罐类的钢网增强塑料中空制品(以下简称本产品)。

本发明之目的可如此实现。选用PE或PP等无毒树脂粉经相应配方为主材。按照产品规格和使用条件，选用商品型材的焊接钢丝网或钢板网并作除污后，一般为单层，特殊需要可双层相套按规格将其冷卷焊接成相似于产品的整体形状，与树脂粉一起装模上机，经旋转加热、冷却定型后下机脱模，检查修边即完成本产品一次整体成型的制作过程。所得产品由一内有钢网的塑料层所构造围建。

对管道及敞口式的塔节等产品成型可使用单向正反旋转式滚塑机，可实施先局部加热后整体加热，用于带法兰的产品。模具上还可设计出承口和插头的形状。对管配件如三通、四通和弯头等产品成型可采用纵横双向旋转滚塑机。对开入孔两端密闭式的贮罐类的产品成型可使用摇摆式滚塑机。另外，还可调整钢网在构成产品外壳的钢网塑料层中的位置，一般使用时，钢网居中。对于PP产品成型可在钢网上预先衬上一层经配方的高密度聚乙烯材料，冷却后再与PP粉滚塑成型。

由于本产品是运用滚塑成型工艺所制造，其性能异于用其他塑料成型工艺所制造的有金属网的同类产品，也异于用滚塑成型工艺所制成的无金属网的同类产品，并具有综合技术效果。江西省塑料制品质量监督检验所在1999年5月26日签发的，对本产品系列中的一种《金属网增强滚塑LDPE管材》的物理机械性能检验报告数据表达如下：该管材外径为140毫米，壁厚8.1毫米，纵向回缩率0.3％，扁平试验为合格，伸长率为70％，液压试验：(1)对2毫米厚钢板网管材为19MPa；(2)对1毫米厚电焊丝网管材为15MPa；(3)未增强加网为7.5MPa。抗拉强度18.9MPa。依此，对比LDPE、LLDPE给水管只需用少量的钢网就能提高产品数倍的承压强度和降低80％-90％的纵向回缩率。另外，可对比本产品630毫米外径的管道和同外径聚乙烯HDPE玻璃短纤维增强管道的壁厚，前者15.0毫米，后者需要57.3毫米，本产品节省资源低成本。由于上述的性能优良，使大型化产品以塑代钢成为现实。本产品管道类可从外径114毫米到4030毫米，以及类比其他塔槽罐类容器。由于钢网与树脂粉同时受热一次整体成型，钢网与塑料结合力强，其中还包括有法兰、弯头、支管以及承口和插头，解决了产品之间连接功能的问题，产品也无搭头、无焊缝和应力集中等现象，加上优良的物理机械性能，具有抗拉、抗应力龟裂、抗振裂、抗正负压、抗下沉等性能，不仅产品整体性能比较优良，而且在产品实际使用的现场中具有系统的优越性，如成本低寿命长，使用范围广，更少见其他技术缺陷出现，如跑冒泄漏。

下边结合附图对本发明钢网增强塑料中空制品(本产品)及其滚塑成型工艺作详述。

图面说明：

图1是预制本产品的管道钢网结构图。

图2是本产品的管道结构图。

图3是本产品的管件三通钢网结构图。

图4是本产品的管件弯头钢网结构图。

图5是本产品的管件三通结构图。

图6是本产品的管件弯头结构图。

图7是本产品的卧式贮槽结构图。

图8是本产品的管道连接的承口和插头结构图。

从图1至图8，均有预制好的钢网1，其相似于外塑料层2或内塑料层3，钢网居于其中。从图1、图3、图4，钢网法兰4与管体钢网之间用铁丝连接环牢固焊接成整体的。从图8，承口5是有一定宽度的，这部分无钢网，插头6的端头有一个锥度，其内有钢网。承口内有相应形状的R度，以利承插嵌合。

本产品滚塑成型工艺分三部分，叙述如下。

一、关于管道及敞口式的塔节、设备等产品的成型工艺及设备。

将预制好的钢网与已配方的外层用树脂粉材料同时装模，上机成型。选择使用单向正反旋转式滚塑机，有利于敞口式或多层不同材质的产品生产，方便进行局部加热或整体加热操作，先将法兰部分加温并填满模具至半塑化，即再进行管体加温整体成型。上述滚塑机以15转/分的速度匀速滚动，同时进行外加热，当温度升至与材料相适应的时侯，即采取保温状态。此时树脂粉开始随着模壁吸热熔融，模具每滚动一圈便粘上一层树脂粉并随即吸热融化。在融体填满模具内壁与金属网骨架外壁的空隙及网格时，网体已被完全固定。在不断地加温保温、投料和滚动作用下，融体厚度不断增加，直至达到与按比重定量投料相适应的厚度并完全塑化时，停止加温，保持滚动。在此时进行风冷或水冷定型，直至塑料与模壁脱落方可停止滚动并进入下机脱模，以及检查修边结束工艺过程。

二、关于管配件(三通四通弯头)产品的成型工艺及设备。

管配件可视为是由管体与法兰两部分组成。应使用纵横向双向旋转滚塑机。其他工艺与上述第一种管道工艺相同。

三、关于只开人孔两端密闭式如图7卧式贮槽所表示的类似的产品的成型工艺及设备。

应使用摇摆式滚塑机，该设备除能横向均匀旋转，转速为15转/分，还能同时作纵向35度角的摇摆，使两端的封头与桶体一致均匀布料，达到壁厚一致。除此之外，投料只能与金属网骨架一次性投入，不得间隔。其他工艺与上述第一种管道工艺相同。

本发明其他有关问题叙述如下。

1.关于PP制品的成型，可对预制成型的钢网骨架在专用支架上旋转加温而预先衬上一层2毫米左右厚的经配方的高密度聚乙烯材料，待冷却后取下，与PP粉同时装模，以保证其粘结力。其他工艺与上述第一种管道工艺相同。

2.关于调整钢网在钢网塑料层中的位置，应视使用条件而定。在一般使用如加压以下或转薄的壁时可居中。在正压条件下，钢网应置于离外壁面3毫米处。在负压条件下离内壁面3毫米处。

3.关于双层相套钢网的采用，应视产品压力大的特殊需要，为弥补钢板网菱形网格的空格强度不足，可在主网的内壁或外壁再套一层网格密度较高的钢网作为辅助增网，各取其长综合优势。

4.关于承插连接，可先对承口和插头粘结部位加热至熔融状，即将插头插入承口，立即在承口外壁进行环向均匀加压至插头外壁与承口内壁表面完全粘合，停止加压，冷却后取下加压器。

Claims (8)

1、一种钢网增强塑料中空制品，包括围有一内空的并具有一定厚度和构造成制品形状的钢网塑料层，其特征是所述的钢网塑料层是按滚塑技术方法将钢网做进塑料之中并同时整体成型的。

2、根据权利要求1所述的中空制品，其特征是所述中空制品中的管道，其管端还有承口或插头。

3、根据权利要求1所述的中空制品，其特征是所述的钢网可以是单层，也可以是网孔规格不同的紧套的双层。

4、根据权利要求1所述的中空制品，其特征是所述的钢网塑料层中的钢网位置，在正或负压制品时，可在离外或内壁面3毫米处。

5、一种钢网增强塑料中空制品的滚塑成型工艺，包括有将树脂粉加入模具，对模具加热及滚动旋转，待冷却固化后下机脱模，其特征是：

(1)将钢网冷卷焊接成相似于并小于制品的整体形状，

(2)将钢网与树脂粉一起放入模具。

6、根据权利要求5所述的滚塑成型工艺，其特征是管道成型时，其模具可设计有管端的承口和插头成型腔。

7、根据权利要求5所述的滚塑成型工艺，其特征是管件成型时可先对法兰部份加温并填满模具至半塑化，再对其他部份加温成型。

8、根据权利要求5所述的滚塑成型工艺，其特征是所述的PP制品成型，可通过专用支架旋转加温先衬上一层2毫米左右厚的经配方的高密度聚乙烯，待冷却后取下，与PP粉同时装模。

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