專利名稱：無膠復(fù)合管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合管，是指一種利用具有熱收縮定向記憶的聚氯乙烯管作外層的復(fù)合管，無需利用膠水即可獲得緊密的復(fù)合效果，同時(shí)提供的還有這種無膠復(fù)合管的制造方法。
背景技術(shù)：
普通的聚乙烯管子不具有熱收縮性，但其在射線作用下，線性分子間就會(huì)產(chǎn)生化學(xué)鍵，交聯(lián)的結(jié)果使聚乙烯塑料由線狀結(jié)構(gòu)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)即立體結(jié)構(gòu)，新生成的材料有“記憶效應(yīng)”，即冷卻后形成粗管，只要再受熱即可恢復(fù)到擴(kuò)管前塑料管的原管徑大小。利用這種特性做成復(fù)合管，即可使兩復(fù)合層間緊密結(jié)合，無需再利用膠水。但這種具有熱收縮性的聚乙烯管，是通過光輻射使材料變性定型的，管材使用后不可回用，對(duì)環(huán)境帶來影響。另一種制造具有熱收縮性的聚乙烯管是通過導(dǎo)熱油處理，油溫較高，恢復(fù)原管徑大小的溫度也較高，成本較大，特別是這種恢復(fù)僅是一種收縮記憶，而不是能控制徑向縱向收縮尺度的定向記憶，另外，單純的聚乙烯由于是單晶體，材料中無法加入添加劑，管材在使用過程中容易老化，壽命不長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了克服上述不足，提供一種由聚氯乙烯制造的具有熱收縮定向記憶的塑料管作為復(fù)合管外層，不僅加工溫度低，而且因聚氯乙烯是多晶體，可實(shí)現(xiàn)多體復(fù)合，即可在材料中加入特定添加劑，如抗老化劑、阻燃劑、防霉劑等，獲得壽命更長(zhǎng)的管材，特別是經(jīng)處理成的熱收縮定向記憶聚氯乙烯管可以繼續(xù)回用，不會(huì)破壞材料的原有性質(zhì)。本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的無膠復(fù)合管，包括金屬管層及其塑料外層，其特征在于塑料外層是具有熱收縮定向記憶的聚氯乙烯管層。
這種無膠復(fù)合管還可以復(fù)合有一層塑料內(nèi)層，從硬度與耐溫性考慮，選擇聚乙烯與聚丙烯的交聯(lián)產(chǎn)物注塑成管，聚丙烯的重量占5-15份，其余為聚乙烯，內(nèi)管的成型方法是將交聯(lián)聚乙烯套在金屬管內(nèi)，一次性拉拔擠壓復(fù)合而成，為了保證其緊密復(fù)合度，其壓縮量控制在0.3-1mm。
外層具有熱收縮定向記憶的聚氯乙烯管是這樣制造的將聚氯乙烯擠管，管材直徑略小于復(fù)合管金屬管直徑，封堵聚氯乙烯管子兩端，套上一直徑大于管材且徑向管壁上徑向開設(shè)若干穿通孔洞的金屬管，金屬管縱向長(zhǎng)度控制為管材長(zhǎng)度與阻頭、氣閥長(zhǎng)度之和即控制管材縱向沒有伸長(zhǎng)余地，固定住限位管，向封口塑管注以壓力并加熱塑管使其膨脹或先加熱塑管至軟化再向封口塑管注以壓力使其膨脹，冷卻定型后釋放壓力。用這種方法制造而成的聚氯乙烯管，在脹管的溫度條件下，管材能恢復(fù)到原管徑狀態(tài)，而且通過脹管前的徑向定位，使其具備徑向熱收縮的定向記憶，而縱向保持不變。
本發(fā)明所述將塑管加熱，主要作用是使塑管軟化，使其在內(nèi)脹壓力作用下膨脹。經(jīng)試驗(yàn)確定將塑管加熱到軟化至塑化溫度都能實(shí)現(xiàn)壓力脹管，但其中較適宜的塑管加熱溫度為70-110℃，加溫過低，會(huì)造成脹管壓力增大，脹管時(shí)間過長(zhǎng)，這是生產(chǎn)不可取的；加熱溫度過高，會(huì)因?yàn)榻咏芑瘻囟榷构茏用浧疲⑶夜懿脑诨謴?fù)原位記憶的過程中難以完全回復(fù)至原尺寸，因此提出適宜溫度范圍為70-110℃。其中更好的加熱溫度為80-100℃。
所述管子加溫，可以在空氣中進(jìn)行，也可以在液體介質(zhì)中進(jìn)行。為有利脹管均勻進(jìn)行，加熱介質(zhì)較好采用液體介質(zhì)，即在液體介質(zhì)例如水或油浴中使管子加熱軟化脹管，此方法還有利于降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明脹管，可以是先向管內(nèi)加壓(施加脹壓力)，再加熱軟化使其膨脹；也可以是先將管子加熱軟化，再加壓使其膨脹；還可以是加熱、加壓同時(shí)進(jìn)行。這些對(duì)本發(fā)明方法無實(shí)質(zhì)性區(qū)別，但經(jīng)試驗(yàn)認(rèn)為，較好是采用先加熱使管子軟化，再加壓脹管，這樣脹管均勻一至性好，并且由于加壓時(shí)間短，對(duì)管壁損傷小，且有利于記憶恢復(fù)。
脹管后冷卻定型，主要作用是使軟化塑管冷卻固型，它可以自然冷卻固型，也可以驟冷固型。從理論上只要低于軟化溫度就能固型，但考慮到產(chǎn)記憶的功效，本發(fā)明較好采用驟冷固型，從操作方便上考慮，通常驟冷至室溫。
本發(fā)明中聚氯乙烯成管時(shí)可根據(jù)需要加入添加劑，如防老劑、防霉劑、阻燃劑等，以獲得壽命更長(zhǎng)、功能更強(qiáng)大的塑料管。
將外層與金屬管復(fù)合的方法是將具有熱收縮定向記憶的聚氯乙烯管套于金屬管外，定位固定，放于脹管同環(huán)境的加熱溫度中。在產(chǎn)生記憶的環(huán)境中，聚氯乙烯塑料管會(huì)產(chǎn)生定向收縮，恢復(fù)至原直徑大小，這樣，塑料就可緊密復(fù)合在金屬管外。
為了防止復(fù)合過程中塑料管收縮時(shí)產(chǎn)生氣，本發(fā)明將套管從前至后逐漸放入油/水浴中復(fù)合的，這種熱移動(dòng)收縮方法，能及時(shí)排出兩管間的氣水，不致產(chǎn)生氣痔，使任何一復(fù)合面都均勻緊密不分。
用本發(fā)明制得的無膠復(fù)合管，復(fù)合緊密，無毒無害無任何化學(xué)粘合劑，耐高壓、耐老化、耐腐蝕、抗凍、線膨脹系數(shù)小，既有不銹鋼管的優(yōu)點(diǎn)，又有塑料管的重量輕、成本低的特點(diǎn)，不僅強(qiáng)度大，而且壽命長(zhǎng)，可適用于化工、醫(yī)藥、建筑等領(lǐng)域中的流體運(yùn)輸，由于其徑向具有收縮性，縱向無收縮性的特點(diǎn)，更適合熱流體和燃?xì)獾妮斔汀?br> 具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1，無膠復(fù)合管，金屬管層外復(fù)合有具有熱收縮定向記憶的聚氯乙烯管層，其制造方法是1)制造具有熱收縮定向記憶的聚氯乙烯管層。將添加有抗老化添加劑的聚氯乙烯擠管，管材直徑略小于復(fù)合管金屬管直徑，封堵聚氯乙烯管子兩端，套上一直徑大于管材且徑向管壁上開設(shè)若干穿通孔洞的金屬管，金屬管縱向長(zhǎng)度控制為管材長(zhǎng)度與阻頭、氣閥長(zhǎng)度之和即控制管材縱向沒有伸長(zhǎng)余地，固定住限位管，浸泡在100℃左右的水浴中加熱軟化，管內(nèi)充氣脹管，驟冷至室溫定型，放氣減壓，退出限位金屬管而得。
2)金屬層與塑料外層復(fù)合。將上述具有熱收縮定向記憶的聚氯乙烯管套于金屬管外，定位固定，放于脹管同環(huán)境的油/水浴中恢復(fù)原直徑，聚氯乙烯管層緊密復(fù)合于金屬管層外。
實(shí)施例2，參考實(shí)施例1，先向封口管內(nèi)注以壓力，然后用70℃的油浴加熱塑管使其膨脹，膨脹后驟冷至室溫，減壓退出限位金屬管。
實(shí)施例3，無膠復(fù)合管，金屬管層外復(fù)合有具有熱收縮定向記憶的聚氯乙烯管層，金屬管內(nèi)復(fù)合有交聯(lián)聚乙烯管層，其制造方法是1)將聚乙烯與聚丙烯的交聯(lián)產(chǎn)物擠管成型，直徑略小于金屬管直徑，材質(zhì)中聚丙烯的重量占5-15份，其余為聚乙烯。
2)內(nèi)管與金屬管復(fù)合。將交聯(lián)聚乙烯管套在金屬管內(nèi)，一次性拉拔擠壓復(fù)合而成，其壓縮量控制在0.3-1mm。
3)制造具有熱收縮定向記憶的聚氯乙烯管層。方法同實(shí)施例1，塑管的加熱方式是浸泡在110℃的油浴中。
4)金屬層與塑料外層復(fù)合。將具有熱收縮定向記憶的聚氯乙烯管套于金屬管外，定位固定，將套管從前至后逐漸放入與脹管同環(huán)境的油浴中恢復(fù)原直徑，聚氯乙烯管層緊密復(fù)合于金屬管層外。
權(quán)利要求
1.無膠復(fù)合管，包括金屬管層及其塑料外層，其特征在于塑料外層是具有熱收縮定向記憶的聚氯乙烯管層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無膠復(fù)合管，其特征在于復(fù)合管另復(fù)合有一層塑料內(nèi)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無膠復(fù)合管，其特征在于塑料內(nèi)層的材質(zhì)是聚乙烯與聚丙烯的交聯(lián)產(chǎn)物，聚丙烯的重量占5-15份，其余為聚乙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無膠復(fù)合管，其特征在于塑料內(nèi)層的成型方法是將交聯(lián)聚乙烯管套在金屬管內(nèi)，一次性拉拔擠壓復(fù)合而成，其壓縮量控制在0.3-1mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4之一所述的無膠復(fù)合管，其特征在于具有熱收縮定向記憶的聚氯乙烯管層的制造方法是將聚氯乙烯擠管，管材直徑略小于復(fù)合管金屬管直徑，封堵聚氯乙烯管子兩端，套上一直徑大于管材且徑向管壁上置有分布均勻小孔的金屬管，金屬管縱向長(zhǎng)度控制為管材長(zhǎng)度與阻頭、氣閥長(zhǎng)度之和即控制管材縱向沒有伸長(zhǎng)余地，固定住限位管，向封口塑管注以壓力并加熱塑管使其膨脹或先加熱塑管至軟化再向封口塑管注以壓力使其膨脹，冷卻定型后釋放壓力。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無膠復(fù)合壓力管，其特征在于加熱塑管的溫度為70-110℃，最佳溫度為80-100℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無膠復(fù)合壓力管，其特征在于塑管采用液體介質(zhì)加熱，最佳為水浴或油浴。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無膠復(fù)合壓力管，其特征在于塑管是先加熱使管子軟化，再加壓脹管。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無膠復(fù)合壓力管，其特征在于冷卻定型的最佳方式為驟冷，驟冷溫度為室溫。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無膠復(fù)合壓力管，其特征在于成型聚氯乙烯管材時(shí)，可加有外加劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無膠復(fù)合管，其特征在于外層與金屬管復(fù)合的方法是將具有熱收縮定向記憶的聚氯乙烯管套于金屬管外，定位固定，放于脹管同環(huán)境的油/水浴中恢復(fù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無膠復(fù)合管，其特征在于將套管從前至后逐漸放入油/水浴中復(fù)合。
全文摘要
無膠復(fù)合管，包括金屬管層及其塑料外層，塑料外層是具有熱收縮定向記憶的聚氯乙烯管層，這種無膠復(fù)合管，復(fù)合緊密，無毒無害無任何化學(xué)粘合劑，耐高壓、耐老化、耐腐蝕、抗凍、線膨脹系數(shù)小，既有不銹鋼管的優(yōu)點(diǎn)，又有塑料管的重量輕、成本低的特點(diǎn)，不僅強(qiáng)度大，而且壽命長(zhǎng)，可適用于化工、醫(yī)藥、建筑等領(lǐng)域中的流體運(yùn)輸，由于其徑向具有收縮性，縱向無收縮性的特點(diǎn)，更適合熱流體和燃?xì)獾妮斔汀?br> 文檔編號(hào)B32B1/08GK1614281SQ200410065540
公開日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2004年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月23日
發(fā)明者徐益鑫 申請(qǐng)人:徐益鑫