CN1287238A - 管壁有空心增强结构的高分子拉伸定向高强度复合塑料管 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种靠聚合物的高分子拉伸定向来增加强度的管壁具有空心增强结构的高强度复合塑料管。其特征是该管的管壁的内层有至少一层经过径向和轴向双向拉伸定向的或经过径向单向拉伸定向的或径向抗拉强度高于轴向抗拉强度的塑料层,在内层外表面复合有具有空心增强结构的外塑料层。本发明复合管比一般挤出法生产的塑料管和复合管以及拉伸定向的塑料管有更好的内、外承压能力。

Description

管壁有空心增强结构的高分子 拉伸定向高强度复合塑料管

本发明涉及的是一种靠聚合物的高分子拉伸定向来增加强度的管壁有空心增强结构的高分子拉伸定向高强度复合塑料管。

各种材料的塑料管在工程应用中已相当普遍，人们为了适应不同的工程需要，在挤出法生产塑料的基础上又进一步开发和形成了用共挤法来生产各种塑料材料复合的复合管；为了增加大口径管的内外承压能力，利用二层共挤出法也开发和生产了管壁内层上复合具有瓦楞型的空心结构的塑料层的增强型塑料管，一般称之为双壁瓦楞型或波纹型塑料管。这些管为各种工程需要提供了更广阔的选择。但若要提高管的流体输送压力或环刚应力就不得不提高管的管壁厚度和双壁瓦楞型或波纹型塑料管的管壁的厚度，否则就只有改变材料的种类，如金属与塑料的复合，或树脂与缠绕纤维的复合。但至今未看到塑料管利用聚合物高分子拉伸定向来增加强度的高强度复合塑料管的报道，更没有看到在拉伸定向塑料层上复合具有空心增强结构的高强度复合塑料管的报道。

鉴于以上原因，本发明的目的是为了提供一种内、外承压能力、抗拉强度高，可节约大量材料的管壁有空心增强结构的高分子拉伸定向高强度复合塑料管。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明复合塑料管的管壁内层有至少一层经过径内和轴向双向拉伸定向的或经过径向单向拉伸定向的或径向抗拉强度高于轴向抗拉强度的塑料层，在内层外表面复合有空心增强结构的外塑料层。

上述的外塑料层的空心增强结构为瓦楞型或凹凸型或圆弧型或管型或矩形，也可为其它形状。

上述的外塑料层是由金属和塑料复合而成。

上述的外塑料层呈环状与内层复合。

上述的外塑料层呈螺旋状与内层复合。

上述的内层由至少一层径向和轴向双向拉伸定向的或径向单向拉伸定向的或径向抗拉强度高于轴向抗拉强度的塑料层与至少一层轴向单向拉伸定向的或轴向抗拉强度高于径向单向抗拉强度的塑料层复合而成。

上述的外塑料层与内层间有粘结剂层。

上述的外塑料层与内层熔融复合。

上述的管壁内层和/或外层采用不同种类的塑料制成。

上述的管壁的内层和/或外塑料层填充有钠米级和/或微米级的无机填料。

上述的塑料管至少一端管经扩大有管道承插连接的承插口。

本发明高强度复合塑料管管壁的内层至少有一层经过径向和轴向双向拉伸定向的或经过径向单向拉伸定向的或是径向抗拉强度高于轴向抗拉强度的塑料层。因为高分子聚合物的大分子沿着拉伸方向定向排列而产生比同样壁厚的塑料管多数倍的抗环应力，使管道的内承压能力提高数倍，提高了塑料管的综合性能，相应的也可节约数倍壁厚的塑料原材料。在管壁的内层表面外侧复合有具有空心增强结构的塑料层，不仅更加提高了管的内承压力，更重要的是利用这瓦楞型的或凹凸型的或圆弧型的或是管型的或是矩型的环状空心增强结构或螺旋状的空心增强结构与内层表面外侧复合后不仅节约了大量壁厚材料、减少管的重量，还大大增强该管的环刚性能，使大口径管能被工程应用。

管壁的内层和复合在内层表面外侧具有空心增强结构的塑料层，可以是相同材料，也可以是不同材料，为管道的应用和管道复合及连接提供了更广的领域和方式。

管壁内层可以是几层经过复合为一体，可以是径向和轴向双向拉伸定向层的在里层，轴向拉伸定向层在其外层复合为一体，也可以二者相反复合为一体；可以是任意三层复合为一体，复合时可以是靠粘结剂粘复合，也可以是熔融复合。这样的内层结构可以提高管道的内承压能力，特别是提高该管的轴向抗拉强度和管道连接后的轴向抗拉强度。

该管道至少一端管径被扩大而具有用于管道承插连接的承插口，使管道的连接施工更方便，可以利用橡胶圈实行承插柔性密封连接，也可利用粘结剂实行承插刚性连接，也可以利用两端有承插口作为连接管的二通管件将没有承插口的直管连接起来。

高分子聚合物，特别是结晶性高分子聚合物制品如膜或管在粘流态温度以下，玻璃化态强度以上经过数倍长度的定向拉伸使大分子产生定向作用和排列，在拉伸定向方向上将产生数倍于未拉伸制品的抗拉强度。本发明利用这个原理发明的复合塑料管比一般挤出法生产的塑料管和复合管都有更高的抗拉伸能力，内、外承压能力综合性能高，同时可大量节约材料。

下面结合附图详细说明本发明的实施例：

图1为本发明实施例1图。

图2为图1的外形图。

图3为本发明实施例2图。

图4为图3的外形图。

图5为本发明实施例3图。

图6为图4的外形图。

图6为图4的外形图。

图7为本发明实施例4图。

图8为图7的外形图。

图9为本发明实施例5图。

实施例1：

图1、图2给出了本发明复合塑料管实施例1图。管壁1中的内层2是由一层径向和轴向双向拉伸定向的(也可是径向单向拉伸定向的或径向抗拉强度高于轴向抗拉强度)的聚乙烯塑料层3和一层轴向单向拉伸定向的聚乙烯塑料层4熔融复合而成。在内层2的外周表面有通过粘结剂层5与内层2呈环状复合的瓦楞型(也可是凹凸型或圆弧形)空心增强结构的聚乙烯外塑料层6。内层2中的塑料层3、4中填充有纳米级无机填料碳酸钙。外塑料层6中填充有微米级无机填料碳酸钙。本实施例复合塑料管除节约大量原材料外，还有较高的抗内环应力和环刚应力的性能。

实施例2：

图3、图4给出了本发明实施例2图。本实施例2复合塑料管管壁7中的内层8是由轴向单向拉伸定向的聚乙烯塑料层9和径向和轴向双向拉伸定向的(也可为径向单向拉伸定向的)聚乙烯塑料层10熔融复合而成。用加有无机填料的聚乙烯塑料管制成的有管型空心增强结构的外塑料层11呈螺旋状绕在内层8的外周表面与之熔融复合。外塑料层也可采用金属与塑料复合的复合塑料管制成。本实施例2复合塑料管能承受较高的内环应力和外环刚应力，有一定的柔性可成盘卷绕。便于施工，减少连接件。

实施例3：

图5、图6给出了本发明实施例3图。本实施例3复合塑料管管壁12中的内层13是径向和轴向双向拉伸的(或径向单向拉伸的)聚乙烯塑料层14与轴向单向拉伸定向的聚乙烯塑料层15熔融复合而成。矩形空心增强结构的聚乙烯外塑料层16呈螺旋状绕在内层13的外周表面与之熔融复合。聚乙烯外塑料层16中填有20～30％重量比的微米级无机填料碳酸钙。

实施例4：

图7、图8给出了本发明实施例4图。本实施例4复合塑料管管壁17中的轴向和径向双向拉伸的(也可是径向单向拉伸的)聚丙烯(PP)塑料内层18中填有2～3％重量比的纳米级无机填料，如碳酸钙，具有瓦楞空心增强结构的(也可是凹凸型或圆弧型)的高密度聚乙烯(HDPE)外塑料层19中填有20～30％重量比的微米级无机填料碳酸钙。外塑料层19呈环状位于内层外表面与内层熔融复合。

实施例5：

图9给出了发明实施例5图。本实施例5复合塑料管管壁20由轴向和径向双向拉伸的(也可是径向单向拉伸定向的)高密度聚乙烯(HDPE)塑料内层21和呈环状布置在内层外周表面的与之熔融复合的瓦楞型(或凹凸型圆弧型的)空心结构的高密度聚乙烯(HDPE)外塑料层22组成。

复合塑料管23的一端管径扩大有管道承插连接的承插口24。复合塑料管25的一端插入承插口24中，两者间有橡胶密封圈26。

Claims (11)

1、一种管壁有空心增强结构的高分子拉伸定向高强度复合塑料管，其特征在于复合塑料管的管壁内层有至少一层经过径内和轴向双向拉伸定向的或经过径向单向拉伸定向的或径向抗拉强度高于轴向抗拉强度的塑料层，在内层外表面复合有空心增强结构的外塑料层。

2、根据权利要求1所述的管壁有空心增强结构的高分子拉伸定向高强度复合塑料管，其特征在于外塑料层的空心增强结构为瓦楞型或凹凸型或圆弧型或管型或矩形。

3、根据权利要求1或2所述的管壁有空心增强结构的高分子拉伸定向高强度复合塑料管，其特征在于外塑料层是由金属和望料复合而成。

4、根据权利要求1或2所述的管壁有空心增强结构的高分子拉伸定向高强度复合塑料管，其特征在于外塑料层呈环状与内层复合。

5、根据权利要求1或2所述的管壁有空心增强结构的高分子拉伸定向高强度复合塑料管，其特征在于外塑料层呈螺旋状与内层复合。

6、根据权利要求1或2所述的管壁有空心增强结构的高分子拉伸定向高强度复合塑料管，其特征在于内层由至少一层径向和轴向双向拉伸定向的或径向单向拉伸定向的或径向抗拉强度高于轴向抗拉强度的塑料层与至少一层轴向单向拉伸定向的或轴向抗拉强度高于径向抗拉强度的塑料层复合而成。

7、根据权利要求1或2所述的管壁有空心增强结构的高分子拉伸定向高强度复合望料管，其特征在于外塑料层与内层间有粘结剂层。

8、根据权利要求1或2所述的管壁有空心增强结构的高分子拉伸定向高强度复合塑料管，其特征在于外塑料层与内层熔融复合。

9、根据权利要求1或2所述的管壁有空心增强结构的高分子拉伸定向高强度复合塑料管，其特征在于管壁内层和/或外层采用不同种类的塑料制成。

10、根据权利要求1或2所述的管壁有空心增强结构的高分子拉伸定向高强度复合塑料管，其特征在于管壁的内层和/或外塑料层填充有钠米级和/或微米级的无机填料。

11、根据权利要求1或2所述的管壁有空心增强结构的高分子拉伸定向高强度复合塑料管，其特征在于塑料管至少一端管口经扩大有管道承插连接的承插口。

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