CN1648508A

CN1648508A - 钢塑复合管

Info

Publication number: CN1648508A
Application number: CN 200510020315
Authority: CN
Inventors: 甘国工
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-02-03
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2005-08-03

Abstract

本发明提供了一种钢塑复合管，包括聚合物塑料外层和内层管壁，在外层和内层管壁之间包覆有带孔网结构的筒形金属骨架增强体，在复合管外表面复合有具有防静电性能或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层。复合管具有防静电性能或防静电和阻燃性能兼备，适合于矿井等需具有防静电性能或防静电和阻燃性能兼备的场合，复合管口径为30－1000，压力等级为0.6－3Mpa，输送介质温度最高可达110℃，应用范围广。

Description

钢塑复合管

技术领域：

本发明与钢塑复合管有关，特别与有防静电或防静电和阻燃层的钢塑复合管有关。

背景技术：

热塑性塑料管，特别是聚烯烃类材料制成的管，很容易在管表面产生和聚集静电，在易燃易爆环境中使用有危险，人们为了让这种防腐能力好的非金属管能在煤矿、炼化企业、易燃易爆环境中使用，在管道的防静电和阻燃方面进行了持久深入的开发和研究应用，但始终存在很大困难和矛盾，若要达到防静电能力，非金属管比如聚乙烯管，其表面电阻率要从10¹⁴～10¹⁶Ω降至10⁸～10¹⁰Ω，要在材料中加入至少7％以上的质量比的炭黑，若再为了增加阻燃性，要在材料中加入有机和无机的阻燃材料如加溴联苯醚、聚磷酸铵、氢氧化铝、三氧化二锑，这此材料共混入聚乙烯热塑性连续体中后，会大大降低塑料材料的性能，比如密度会从0.948变为1.24，拉伸强度会由28Mpa降为18Mpa，甚至更低，虽然达到了防静电和阻燃的性能，但作为全塑料管道来讲已经不具有原聚乙烯的重量轻、强度高、防化学腐蚀和防氧化能力强的优点，并且防静电和阻燃材料价格较贵，管道成本高。专利01113939公开了一种《防静电铝塑复合管》，该管道在铝层管外表面用粘合剂将防静电塑料层与铝层管外表面粘合在一起，这种结构的管道防静电外层也很厚，防静电材料成本高，并且作为增强体的铝层管没有开孔洞，塑料外层和内层管壁不能通过孔口连为一体，该管道只能用金属接头相连，不能用塑料接头热熔连接，即使通过热熔连接，其连接强度也只是靠铝层管外层的防静电外层承受，连接可靠性差，强度和承压能力低。

发明内容：

本发明的目的是为了提供一种强度和承压能力高、成本低、在外表面复合有具有防静电性能的或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层的钢塑复合管。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明钢塑复合管，包括聚合物塑料外层和内层管壁，在外层和内层管壁之间包覆有带孔网结构的筒形金属骨架增强体，内外层塑料通过金属骨架孔洞熔融或粘接连为一体，在复合管外层管壁圆周表面上复合有具有防静电性能的或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层，为了保持聚烯烃这些材料的重量轻、强度高、防化学腐蚀和防氧化能力强的性能，更为了节约聚乙烯材料，引入钢骨架作增强层，是很好的方案，再在钢塑管外层上复合一层很薄(0.2mm～0.5mm)的防静电层或防静电与阻燃性能兼备的热塑材料层，不仅具有了防静电性能和阻燃性能，因只用到纯防静电、阻燃材料制成的聚合物管材的1％至3％的材料，节约了大量的防静电阻燃材料的材料成本，还克服了这种材料制管的高成本、低强度、防腐和防氧化性能下降的缺点，同时提高了管道的输送介质的卫生性能指标，也比已有报道的纯聚烯烃管外层复合防静电和阻燃热塑材料层的复合管有更好的承压强度和连接性能，可用金属接头，也可用热熔、电热熔接头、法兰、螺栓连接，特别是制造大于φ250直径、输送压力大于等于1.6Mpa的防静电与阻燃钢塑复合管更有成本优势，在矿井和煤矿中应用有更好的防破损能力，因有增强金属骨架层，在金属骨架的内外层复合的塑料层主要起连接和内外防腐的作用，强度的承受主要交给了金属骨架来承受，不需要增加塑料壁厚来保证强度，因此可以节约大量的塑料材料，在矿井和煤矿中应用有更好的防破损能力，即使外层破坏也不影响其强度和内层继续承压工作。

上述的钢塑复合管中带孔网结构的筒形金属骨架增强体是用金属孔网带纵向对接或搭接或螺旋对接或搭接并经焊接成型形成的筒形金属骨架，先用金属孔网带纵向对接或搭接或螺旋对接或搭接并经焊接成型后，从带孔网结构的筒形金属骨架内或外同时挤出复合聚合物塑料外层和内层管壁，内外层塑料通过金属骨架孔洞熔融连接为一体，再在复合管外层圆周表面复合一层具有防静电性能的或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层。

上述的钢塑复合管中带孔网结构的筒形金属骨架增强体是用金属孔网带纵向扣接或螺旋扣接形成的筒形金属骨架，这种不用焊接方式将金属孔网带的边沿相互纵向扣接或螺旋扣接，省略了焊接机构和工艺。

上述的钢塑复合管中带孔网结构的筒形金属骨架增强体是用纬向钢丝缠绕经向(轴向)钢丝并对其接触点焊接成型形成的筒形金属骨架。先用纬向钢丝缠绕经向(轴向)钢丝并对其接触点焊接成型形成筒形金属骨架后，从带孔网结构的筒形金属骨架内和/或外挤出复合聚合物塑料外层和内层管壁，内外层塑料通过金属骨架孔洞熔融连接为一体，再在复合管外层圆周表面复合一层具有防静电性能的或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层。

上述的钢塑复合管中带孔网结构的筒形金属骨架增强体是用钢丝左旋和/或右旋螺旋缠绕形成的筒形金属骨架，用钢丝在内层塑料管壁上左旋和/或右旋螺旋缠绕形成有孔网结构的筒形金属骨架后，在筒形金属骨架表面挤出复合聚合物塑料外层，内外层塑料通过金属骨架孔洞熔融或粘接连为一体，再在复合管外层圆周表面复合有一层具有防静电性能的或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层。这种交叉螺旋缠绕形成有孔网结构的筒形金属骨架能大大地提高管道的承压能力。

上述的钢塑复合管中带孔网结构的筒形金属骨架增强体是用钢丝编织形成的筒形金属骨架，可利用市售的钢丝编织在内层塑料管壁上编织形成筒形金属骨架，在筒形金属骨架表面挤出复合聚合物塑料外层，内外层塑料通过金属骨架孔洞熔融或粘接连为一体，再在复合管外层圆周表面复合有一层具有防静电性能的或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层。

上述的钢塑复合管中筒形金属骨架增强体与内层和外层的聚合物塑料层之间有粘结剂层，该粘结剂层将金属骨架表面包覆并与塑料层熔融粘结在一起，若在骨架与内层、外层之间增加粘结剂层，会将内外层热熔接或粘结连接更好，成为真正的复合材料，若利用骨架的孔洞将内外层在骨架孔洞中熔融连接，并利用骨架上的粘结剂将金属骨架与内外层连接为一体，可以大大降低复合管材的线膨胀率，使塑料管的线膨胀率接近金属管的线膨胀率，可以在埋地应用中500m长度内减少或不设计伸缩结构，节约安装成本，对市政管网有突出的贡献。

上述的钢塑复合管中防静电层或防静电和阻燃性能兼备的这层热塑性塑料层是热塑性塑料与按重量百分比计、含大于2％共混物重量的碳黑的共混物或热塑性塑料与抗静电剂的共混物或热塑性塑料与抗静电剂及阻燃有机材料和/或阻燃无机材料的共混物。防静电配方：已有市场专用料可供，也有成熟公开的配方，比如在HDPE高密度聚乙烯中加上7％-9％的碳墨，可以使电阻率小于10¹⁰Ω，防静电和阻燃两种性能都要具备的配方已有市场专用料可供，也有成熟公开的配方，比如高密度聚乙烯HDPE或低密度聚乙烯LDPE100份，碳黑8-12份，聚磷酸铵10-20份，氯化聚乙烯(含氯量70％)10份，三氧化二锑10份，这配方作防静电层和阻燃层可以共挤出在管的外层之上，也可以热喷涂在外层之上，厚度有0.2～0.5mm就可以防静电和阻燃，表面电阻率可小于10¹⁰Ω，点燃之后可在0.2秒-3秒之内自熄，另外还可将2％-4％的碳黑、被马来酸酐接枝的聚合物涂覆的玻璃纤维15％-18％及其它阻燃助剂混合物组成防静电层和阻燃层。

上述的钢塑复合管中防静电层或防静电和阻燃性能兼备的这层热塑性塑料层是发泡状的并具有保温隔热性能塑料层，将发泡层的最外面做成质密层，防静电和阻燃层用发泡结构，可以既保温又实现防静电和阻燃，若城市供热管网也要有防燃性能，这是一种很好的管道。

上述的钢塑复合管中聚合物塑料外层和内层管壁材料均为非交联耐高温聚乙烯(PE-RT)或分别外层为非交联聚合物和内层为交联聚乙烯PEX。若内层用非交联耐高温聚乙烯(PE-RT)或交联聚乙烯PEX，钢塑复合管可以用作热水网应用。

上述的钢塑复合管中聚合物塑料外层和内层管壁材料均为交联聚乙烯PEX，在外层交联聚乙烯PEX与防静电层或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层之间有用于管道管件相互热熔融连接的聚烯烃材料或非交联耐高温聚乙烯PE-RT层，有孔洞的金属骨架的钢塑复合管，主要采用热熔连接，但用于如市政热网管网复合管外层和内层管壁材料均为交联聚乙烯PEX，则无法采用热熔连接，就要在外层和防静电层之间多加一层热熔连接层，如PE-RT塑料材料，解决熔接连接技术问题，同时又节约8～10％的材料成本。

本发明提供一种强度和承压能力高、成本低、在外表面复合有具有防静电性能的或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层的钢塑复合管。复合管具有防静电性能或防静电和阻燃性能兼备，适合于矿井等需具有防静电性能或防静电和阻燃性能兼备的场合，复合管口径为30-1000mm，压力等级为0.6-3Mpa，输送介质温度最高可达110℃，复合管可采用热熔融方式连接，应用范围广。

附图说明：

图1为本发明钢塑复合管结构示意图。

图2为本发明钢塑复合管另一结构示意图。

图3为本发明钢骨架带粘接剂复合管结构示意图。

图4为本发明钢塑复合管再一结构示意图。

图5为本发明带发泡状防静电和阻燃层复合管结构示意图。

图6为本发明内外管壁均为非交联耐高温聚乙烯PE-RT复合管结构示意图。

图7为本发明内外管壁均为交联聚乙烯PEX复合管结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

图1给出了本实施例1图。参见图1，钢塑复合管包括聚合物塑料外层1和内层管壁2，在外层和内层管壁之间包覆有带孔网结构的筒形金属骨架增强体3，增强体3是用金属孔网带纵向对接并经焊接成型形成的，从带孔网结构的筒形金属骨架外同时挤出复合聚合物塑料外层和内层管壁，内外层塑料通过金属骨架孔洞熔融连接为一体，在复合管外层管壁圆周表面上复合有一层具有防静电性能的热塑性塑料层4，这层热塑性塑料层是由热塑性塑料与大于重量比2％的碳黑的共混物组成，也可在市场上购买已有的防静电剂，如抗静电剂TM(沈阳轻化公司出售)。

实施例2：

图2给出了本实施例2图。本实施例2与实施例1基本相同，不同处是带孔网结构的筒形金属骨架增强体3是用纬向钢丝5缠绕经向(轴向)钢丝6并对其接触点焊接成型形成的。

实施例3：

图3给出了本实施例3图。本实施例3与实施例1基本相同，不同处是在金属骨架增强体与内外层塑料管壁之间有粘接剂层7。

实施例4：

图4给出了本实施例4图。本实施例4与实施例1基本相同，不同处是带孔网结构的筒形金属骨架增强体3是用钢丝在内层塑料管壁上左旋和右旋交叉螺旋缠绕形成的，在筒形金属骨架表面挤出复合聚合物塑料外层，内外层塑料通过金属骨架孔洞熔融或粘接连为一体，再在复合管外层圆周表面复合有一层具有防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层4，可将2％-4％的碳墨、被马来酸酐接枝的聚合物涂覆的玻璃纤维15％-18％及其它阻燃助剂混合物组成防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层。

这种交叉螺旋缠绕形成有孔网结构的筒形金属骨架能大大地提高管道的承压能力。

实施例5：

图5给出了本实施例5图。本实施例5与实施例4基本相同，不同处是防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层4呈发泡状，使管道具有保温性能。

实施例6：

图6给出了本实施例6图。本实施例6与实施例4基本相同，不同处是带孔网结构的筒形金属骨架增强体3是用钢丝在内层塑料管壁上编织形成的，聚合物塑料外层和内层管壁材料均为非交联耐高温聚乙烯(PE-RT)，能输送温度达120℃的热体介质，并且使管道之间能相互热熔连接。

实施例7：

图7给出了本实施例7图。本实施例7与实施例4基本相同，不同处是聚合物塑料外层和内层管壁材料均为硅烷交联聚乙烯(PEX)，能输送温度达120℃的热体介质，但是由于硅烷交联聚乙烯(PEX)不能采用相互热熔连接方式连接，因此在外层硅烷交联聚乙烯(PEX)管壁上复合一层能相互热熔连接的非交联耐高温聚乙烯(PE-RT)8，再在其外表面复合防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层4。

上述各实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims

1、钢塑复合管，包括聚合物塑料外层和内层管壁，其特征在于在外层和内层管壁之间包覆有带孔网结构的筒形金属骨架增强体，内外层塑料通过金属骨架孔洞熔融或粘接连为一体，在复合管外层管壁圆周表面上复合有具有防静电性能的或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层。

2、如权利要求1所述的钢塑复合管，其特征在于带孔网结构的筒形金属骨架增强体是用金属孔网带纵向对接或搭接或螺旋对接或搭接并经焊接成型形成的筒形金属骨架。

3、如权利要求1所述的钢塑复合管，其特征在于带孔网结构的筒形金属骨架增强体是用金属孔网带纵向扣接或螺旋扣接形成的筒形金属骨架。

4、如权利要求1所述的钢塑复合管，其特征在于带孔网结构的筒形金属骨架增强体是用纬向钢丝缠绕经向钢丝并对其接触点焊接成型形成的筒形金属骨架。

5、如权利要求1所述的钢塑复合管，其特征在于带孔网结构的筒形金属骨架增强体是用钢丝左旋和/或右旋螺旋缠绕形成的筒形金属骨架。

6、如权利要求1所述的钢塑复合管，其特征在于带孔网结构的筒形金属骨架增强体是用钢丝编织形成的筒形金属骨架。

7、如权利要求1或2或3或4或5或6所述的钢塑复合管，其特征在于筒形金属骨架增强体与内层和外层的聚合物塑料层之间有粘结剂层，该粘结剂层将金属骨架表面包覆并与塑料层熔融粘结在一起。

8、如权利要求1或2或3或4或5或6所述的钢塑复合管，其特征在于防静电或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层是热塑性塑料与按重量百分比计，含大于2％共混物重量的碳黑的共混物或热塑性塑料与抗静电剂的共混物或热塑性塑料与抗静电剂及阻燃有机材料和/或阻燃无机材料的共混物。

9、如权利要求1或2或3或4或5或6所述的钢塑复合管，其特征在于防静电或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层是发泡状的并具有保温隔热性能的塑料层。

10、如权利要求1或2或3或4或5或6所述的钢塑复合管，其特征在于聚合物塑料外层和内层管壁材料均为非交联耐高温聚乙烯或外层材料为非交联聚合物和内层材料为交联聚乙烯。

11、如权利要求1或2或3或4或5或6所述的钢塑复合管，其特征在于聚合物塑料外层和内层管壁材料均为交联聚乙烯，在外层交联聚乙烯与防静电或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层之间有用于管道管件相互热熔融连接的聚烯烃材料或非交联耐高温聚乙烯层。