CN1614281A - 无胶复合管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

无胶复合管，包括金属管层及其塑料外层，塑料外层是具有热收缩定向记忆的聚氯乙烯管层，这种无胶复合管，复合紧密，无毒无害无任何化学粘合剂，耐高压、耐老化、耐腐蚀、抗冻、线膨胀系数小，既有不锈钢管的优点，又有塑料管的重量轻、成本低的特点，不仅强度大，而且寿命长，可适用于化工、医药、建筑等领域中的流体运输，由于其径向具有收缩性，纵向无收缩性的特点，更适合热流体和燃气的输送。

Description

无胶复合管及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种复合管，是指一种利用具有热收缩定向记忆的聚氯乙烯管作外层的复合管，无需利用胶水即可获得紧密的复合效果，同时提供的还有这种无胶复合管的制造方法。

技术背景

普通的聚乙烯管子不具有热收缩性，但其在射线作用下，线性分子间就会产生化学键，交联的结果使聚乙烯塑料由线状结构变成网状结构即立体结构，新生成的材料有“记忆效应”，即冷却后形成粗管，只要再受热即可恢复到扩管前塑料管的原管径大小。利用这种特性做成复合管，即可使两复合层间紧密结合，无需再利用胶水。但这种具有热收缩性的聚乙烯管，是通过光辐射使材料变性定型的，管材使用后不可回用，对环境带来影响。另一种制造具有热收缩性的聚乙烯管是通过导热油处理，油温较高，恢复原管径大小的温度也较高，成本较大，特别是这种恢复仅是一种收缩记忆，而不是能控制径向纵向收缩尺度的定向记忆，另外，单纯的聚乙烯由于是单晶体，材料中无法加入添加剂，管材在使用过程中容易老化，寿命不长。

发明内容

本发明正是为了克服上述不足，提供一种由聚氯乙烯制造的具有热收缩定向记忆的塑料管作为复合管外层，不仅加工温度低，而且因聚氯乙烯是多晶体，可实现多体复合，即可在材料中加入特定添加剂，如抗老化剂、阻燃剂、防霉剂等，获得寿命更长的管材，特别是经处理成的热收缩定向记忆聚氯乙烯管可以继续回用，不会破坏材料的原有性质。本发明是这样来实现的：无胶复合管，包括金属管层及其塑料外层，其特征在于塑料外层是具有热收缩定向记忆的聚氯乙烯管层。

这种无胶复合管还可以复合有一层塑料内层，从硬度与耐温性考虑，选择聚乙烯与聚丙烯的交联产物注塑成管，聚丙烯的重量占5-15份，其余为聚乙烯，内管的成型方法是将交联聚乙烯套在金属管内，一次性拉拔挤压复合而成，为了保证其紧密复合度，其压缩量控制在0.3-1mm。

外层具有热收缩定向记忆的聚氯乙烯管是这样制造的：将聚氯乙烯挤管，管材直径略小于复合管金属管直径，封堵聚氯乙烯管子两端，套上一直径大于管材且径向管壁上径向开设若干穿通孔洞的金属管，金属管纵向长度控制为管材长度与阻头、气阀长度之和即控制管材纵向没有伸长余地，固定住限位管，向封口塑管注以压力并加热塑管使其膨胀或先加热塑管至软化再向封口塑管注以压力使其膨胀，冷却定型后释放压力。用这种方法制造而成的聚氯乙烯管，在胀管的温度条件下，管材能恢复到原管径状态，而且通过胀管前的径向定位，使其具备径向热收缩的定向记忆，而纵向保持不变。

本发明所述将塑管加热，主要作用是使塑管软化，使其在内胀压力作用下膨胀。经试验确定将塑管加热到软化至塑化温度都能实现压力胀管，但其中较适宜的塑管加热温度为70-110℃，加温过低，会造成胀管压力增大，胀管时间过长，这是生产不可取的；加热温度过高，会因为接近塑化温度而使管子胀破，并且管材在恢复原位记忆的过程中难以完全回复至原尺寸，因此提出适宜温度范围为70-110℃。其中更好的加热温度为80-100℃。

所述管子加温，可以在空气中进行，也可以在液体介质中进行。为有利胀管均匀进行，加热介质较好采用液体介质，即在液体介质例如水或油浴中使管子加热软化胀管，此方法还有利于降低生产成本。

本发明胀管，可以是先向管内加压(施加胀压力)，再加热软化使其膨胀；也可以是先将管子加热软化，再加压使其膨胀；还可以是加热、加压同时进行。这些对本发明方法无实质性区别，但经试验认为，较好是采用先加热使管子软化，再加压胀管，这样胀管均匀一至性好，并且由于加压时间短，对管壁损伤小，且有利于记忆恢复。

胀管后冷却定型，主要作用是使软化塑管冷却固型，它可以自然冷却固型，也可以骤冷固型。从理论上只要低于软化温度就能固型，但考虑到产记忆的功效，本发明较好采用骤冷固型，从操作方便上考虑，通常骤冷至室温。

本发明中聚氯乙烯成管时可根据需要加入添加剂，如防老剂、防霉剂、阻燃剂等，以获得寿命更长、功能更强大的塑料管。

将外层与金属管复合的方法是：将具有热收缩定向记忆的聚氯乙烯管套于金属管外，定位固定，放于胀管同环境的加热温度中。在产生记忆的环境中，聚氯乙烯塑料管会产生定向收缩，恢复至原直径大小，这样，塑料就可紧密复合在金属管外。

为了防止复合过程中塑料管收缩时产生气，本发明将套管从前至后逐渐放入油/水浴中复合的，这种热移动收缩方法，能及时排出两管间的气水，不致产生气痔，使任何一复合面都均匀紧密不分。

用本发明制得的无胶复合管，复合紧密，无毒无害无任何化学粘合剂，耐高压、耐老化、耐腐蚀、抗冻、线膨胀系数小，既有不锈钢管的优点，又有塑料管的重量轻、成本低的特点，不仅强度大，而且寿命长，可适用于化工、医药、建筑等领域中的流体运输，由于其径向具有收缩性，纵向无收缩性的特点，更适合热流体和燃气的输送。

具体实施方式

实施例1，无胶复合管，金属管层外复合有具有热收缩定向记忆的聚氯乙烯管层，其制造方法是：

1)制造具有热收缩定向记忆的聚氯乙烯管层。将添加有抗老化添加剂的聚氯乙烯挤管，管材直径略小于复合管金属管直径，封堵聚氯乙烯管子两端，套上一直径大于管材且径向管壁上开设若干穿通孔洞的金属管，金属管纵向长度控制为管材长度与阻头、气阀长度之和即控制管材纵向没有伸长余地，固定住限位管，浸泡在100℃左右的水浴中加热软化，管内充气胀管，骤冷至室温定型，放气减压，退出限位金属管而得。

2)金属层与塑料外层复合。将上述具有热收缩定向记忆的聚氯乙烯管套于金属管外，定位固定，放于胀管同环境的油/水浴中恢复原直径，聚氯乙烯管层紧密复合于金属管层外。

实施例2，参考实施例1，先向封口管内注以压力，然后用70℃的油浴加热塑管使其膨胀，膨胀后骤冷至室温，减压退出限位金属管。

实施例3，无胶复合管，金属管层外复合有具有热收缩定向记忆的聚氯乙烯管层，金属管内复合有交联聚乙烯管层，其制造方法是：

1)将聚乙烯与聚丙烯的交联产物挤管成型，直径略小于金属管直径，材质中聚丙烯的重量占5-15份，其余为聚乙烯。

2)内管与金属管复合。将交联聚乙烯管套在金属管内，一次性拉拔挤压复合而成，其压缩量控制在0.3-1mm。

3)制造具有热收缩定向记忆的聚氯乙烯管层。方法同实施例1，塑管的加热方式是浸泡在110℃的油浴中。

4)金属层与塑料外层复合。将具有热收缩定向记忆的聚氯乙烯管套于金属管外，定位固定，将套管从前至后逐渐放入与胀管同环境的油浴中恢复原直径，聚氯乙烯管层紧密复合于金属管层外。

Claims (12)

1.无胶复合管，包括金属管层及其塑料外层，其特征在于塑料外层是具有热收缩定向记忆的聚氯乙烯管层。

2.根据权利要求1所述的无胶复合管，其特征在于复合管另复合有一层塑料内层。

3.根据权利要求2所述的无胶复合管，其特征在于塑料内层的材质是聚乙烯与聚丙烯的交联产物，聚丙烯的重量占5-15份，其余为聚乙烯。

4.根据权利要求3所述的无胶复合管，其特征在于塑料内层的成型方法是将交联聚乙烯管套在金属管内，一次性拉拔挤压复合而成，其压缩量控制在0.3-1mm。

5.根据权利要求1、2、3、4之一所述的无胶复合管，其特征在于具有热收缩定向记忆的聚氯乙烯管层的制造方法是将聚氯乙烯挤管，管材直径略小于复合管金属管直径，封堵聚氯乙烯管子两端，套上一直径大于管材且径向管壁上置有分布均匀小孔的金属管，金属管纵向长度控制为管材长度与阻头、气阀长度之和即控制管材纵向没有伸长余地，固定住限位管，向封口塑管注以压力并加热塑管使其膨胀或先加热塑管至软化再向封口塑管注以压力使其膨胀，冷却定型后释放压力。

6.根据权利要求5所述的无胶复合压力管，其特征在于加热塑管的温度为70-110℃，最佳温度为80-100℃。

7.根据权利要求5所述的无胶复合压力管，其特征在于塑管采用液体介质加热，最佳为水浴或油浴。

8.根据权利要求5所述的无胶复合压力管，其特征在于塑管是先加热使管子软化，再加压胀管。

9.根据权利要求5所述的无胶复合压力管，其特征在于冷却定型的最佳方式为骤冷，骤冷温度为室温。

10.根据权利要求5所述的无胶复合压力管，其特征在于成型聚氯乙烯管材时，可加有外加剂。

11.根据权利要求5所述的无胶复合管，其特征在于外层与金属管复合的方法是将具有热收缩定向记忆的聚氯乙烯管套于金属管外，定位固定，放于胀管同环境的油/水浴中恢复。

12.根据权利要求11所述的无胶复合管，其特征在于将套管从前至后逐渐放入油/水浴中复合。