專利名稱：管壁有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高分子拉伸定向高強(qiáng)度復(fù)合塑料管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種靠聚合物的高分子拉伸定向來增加強(qiáng)度的管壁有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高分子拉伸定向高強(qiáng)度復(fù)合塑料管。
各種材料的塑料管在工程應(yīng)用中已相當(dāng)普遍，人們?yōu)榱诉m應(yīng)不同的工程需要，在擠出法生產(chǎn)塑料的基礎(chǔ)上又進(jìn)一步開發(fā)和形成了用共擠法來生產(chǎn)各種塑料材料復(fù)合的復(fù)合管；為了增加大口徑管的內(nèi)外承壓能力，利用二層共擠出法也開發(fā)和生產(chǎn)了管壁內(nèi)層上復(fù)合具有瓦楞型的空心結(jié)構(gòu)的塑料層的增強(qiáng)型塑料管，一般稱之為雙壁瓦楞型或波紋型塑料管。這些管為各種工程需要提供了更廣闊的選擇。但若要提高管的流體輸送壓力或環(huán)剛應(yīng)力就不得不提高管的管壁厚度和雙壁瓦楞型或波紋型塑料管的管壁的厚度，否則就只有改變材料的種類，如金屬與塑料的復(fù)合，或樹脂與纏繞纖維的復(fù)合。但至今未看到塑料管利用聚合物高分子拉伸定向來增加強(qiáng)度的高強(qiáng)度復(fù)合塑料管的報道，更沒有看到在拉伸定向塑料層上復(fù)合具有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度復(fù)合塑料管的報道。
鑒于以上原因，本發(fā)明的目的是為了提供一種內(nèi)、外承壓能力、抗拉強(qiáng)度高，可節(jié)約大量材料的管壁有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高分子拉伸定向高強(qiáng)度復(fù)合塑料管。
本發(fā)明的目的是這樣來實現(xiàn)的本發(fā)明復(fù)合塑料管的管壁內(nèi)層有至少一層經(jīng)過徑內(nèi)和軸向雙向拉伸定向的或經(jīng)過徑向單向拉伸定向的或徑向抗拉強(qiáng)度高于軸向抗拉強(qiáng)度的塑料層，在內(nèi)層外表面復(fù)合有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的外塑料層。
上述的外塑料層的空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)為瓦楞型或凹凸型或圓弧型或管型或矩形，也可為其它形狀。
上述的外塑料層是由金屬和塑料復(fù)合而成。
上述的外塑料層呈環(huán)狀與內(nèi)層復(fù)合。
上述的外塑料層呈螺旋狀與內(nèi)層復(fù)合。
上述的內(nèi)層由至少一層徑向和軸向雙向拉伸定向的或徑向單向拉伸定向的或徑向抗拉強(qiáng)度高于軸向抗拉強(qiáng)度的塑料層與至少一層軸向單向拉伸定向的或軸向抗拉強(qiáng)度高于徑向單向抗拉強(qiáng)度的塑料層復(fù)合而成。
上述的外塑料層與內(nèi)層間有粘結(jié)劑層。
上述的外塑料層與內(nèi)層熔融復(fù)合。
上述的管壁內(nèi)層和/或外層采用不同種類的塑料制成。
上述的管壁的內(nèi)層和/或外塑料層填充有鈉米級和/或微米級的無機(jī)填料。
上述的塑料管至少一端管經(jīng)擴(kuò)大有管道承插連接的承插口。
本發(fā)明高強(qiáng)度復(fù)合塑料管管壁的內(nèi)層至少有一層經(jīng)過徑向和軸向雙向拉伸定向的或經(jīng)過徑向單向拉伸定向的或是徑向抗拉強(qiáng)度高于軸向抗拉強(qiáng)度的塑料層。因為高分子聚合物的大分子沿著拉伸方向定向排列而產(chǎn)生比同樣壁厚的塑料管多數(shù)倍的抗環(huán)應(yīng)力，使管道的內(nèi)承壓能力提高數(shù)倍，提高了塑料管的綜合性能，相應(yīng)的也可節(jié)約數(shù)倍壁厚的塑料原材料。在管壁的內(nèi)層表面外側(cè)復(fù)合有具有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的塑料層，不僅更加提高了管的內(nèi)承壓力，更重要的是利用這瓦楞型的或凹凸型的或圓弧型的或是管型的或是矩型的環(huán)狀空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)或螺旋狀的空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)與內(nèi)層表面外側(cè)復(fù)合后不僅節(jié)約了大量壁厚材料、減少管的重量，還大大增強(qiáng)該管的環(huán)剛性能，使大口徑管能被工程應(yīng)用。
管壁的內(nèi)層和復(fù)合在內(nèi)層表面外側(cè)具有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的塑料層，可以是相同材料，也可以是不同材料，為管道的應(yīng)用和管道復(fù)合及連接提供了更廣的領(lǐng)域和方式。
管壁內(nèi)層可以是幾層經(jīng)過復(fù)合為一體，可以是徑向和軸向雙向拉伸定向?qū)拥脑诶飳?，軸向拉伸定向?qū)釉谄渫鈱訌?fù)合為一體，也可以二者相反復(fù)合為一體；可以是任意三層復(fù)合為一體，復(fù)合時可以是靠粘結(jié)劑粘復(fù)合，也可以是熔融復(fù)合。這樣的內(nèi)層結(jié)構(gòu)可以提高管道的內(nèi)承壓能力，特別是提高該管的軸向抗拉強(qiáng)度和管道連接后的軸向抗拉強(qiáng)度。
該管道至少一端管徑被擴(kuò)大而具有用于管道承插連接的承插口，使管道的連接施工更方便，可以利用橡膠圈實行承插柔性密封連接，也可利用粘結(jié)劑實行承插剛性連接，也可以利用兩端有承插口作為連接管的二通管件將沒有承插口的直管連接起來。
高分子聚合物，特別是結(jié)晶性高分子聚合物制品如膜或管在粘流態(tài)溫度以下，玻璃化態(tài)強(qiáng)度以上經(jīng)過數(shù)倍長度的定向拉伸使大分子產(chǎn)生定向作用和排列，在拉伸定向方向上將產(chǎn)生數(shù)倍于未拉伸制品的抗拉強(qiáng)度。本發(fā)明利用這個原理發(fā)明的復(fù)合塑料管比一般擠出法生產(chǎn)的塑料管和復(fù)合管都有更高的抗拉伸能力，內(nèi)、外承壓能力綜合性能高，同時可大量節(jié)約材料。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明
具體實施例方式

圖1為本發(fā)明實施例1圖。
圖2為圖1的外形圖。
圖3為本發(fā)明實施例2圖。
圖4為圖3的外形圖。
圖5為本發(fā)明實施例3圖。
圖6為圖4的外形圖。
圖6為圖4的外形圖。
圖7為本發(fā)明實施例4圖。
圖8為圖7的外形圖。
圖9為本發(fā)明實施例5圖。
實施例1圖1、圖2給出了本發(fā)明復(fù)合塑料管實施例1圖。管壁1中的內(nèi)層2是由一層徑向和軸向雙向拉伸定向的(也可是徑向單向拉伸定向的或徑向抗拉強(qiáng)度高于軸向抗拉強(qiáng)度)的聚乙烯塑料層3和一層軸向單向拉伸定向的聚乙烯塑料層4熔融復(fù)合而成。在內(nèi)層2的外周表面有通過粘結(jié)劑層5與內(nèi)層2呈環(huán)狀復(fù)合的瓦楞型(也可是凹凸型或圓弧形)空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的聚乙烯外塑料層6。內(nèi)層2中的塑料層3、4中填充有納米級無機(jī)填料碳酸鈣。外塑料層6中填充有微米級無機(jī)填料碳酸鈣。本實施例復(fù)合塑料管除節(jié)約大量原材料外，還有較高的抗內(nèi)環(huán)應(yīng)力和環(huán)剛應(yīng)力的性能。
實施例2圖3、圖4給出了本發(fā)明實施例2圖。本實施例2復(fù)合塑料管管壁7中的內(nèi)層8是由軸向單向拉伸定向的聚乙烯塑料層9和徑向和軸向雙向拉伸定向的(也可為徑向單向拉伸定向的)聚乙烯塑料層10熔融復(fù)合而成。用加有無機(jī)填料的聚乙烯塑料管制成的有管型空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的外塑料層11呈螺旋狀繞在內(nèi)層8的外周表面與之熔融復(fù)合。外塑料層也可采用金屬與塑料復(fù)合的復(fù)合塑料管制成。本實施例2復(fù)合塑料管能承受較高的內(nèi)環(huán)應(yīng)力和外環(huán)剛應(yīng)力，有一定的柔性可成盤卷繞。便于施工，減少連接件。
實施例3圖5、圖6給出了本發(fā)明實施例3圖。本實施例3復(fù)合塑料管管壁12中的內(nèi)層13是徑向和軸向雙向拉伸的(或徑向單向拉伸的)聚乙烯塑料層14與軸向單向拉伸定向的聚乙烯塑料層15熔融復(fù)合而成。矩形空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的聚乙烯外塑料層16呈螺旋狀繞在內(nèi)層13的外周表面與之熔融復(fù)合。聚乙烯外塑料層16中填有20～30％重量比的微米級無機(jī)填料碳酸鈣。
實施例4圖7、圖8給出了本發(fā)明實施例4圖。本實施例4復(fù)合塑料管管壁17中的軸向和徑向雙向拉伸的(也可是徑向單向拉伸的)聚丙烯(PP)塑料內(nèi)層18中填有2～3％重量比的納米級無機(jī)填料，如碳酸鈣，具有瓦楞空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的(也可是凹凸型或圓弧型)的高密度聚乙烯(HDPE)外塑料層19中填有20～30％重量比的微米級無機(jī)填料碳酸鈣。外塑料層19呈環(huán)狀位于內(nèi)層外表面與內(nèi)層熔融復(fù)合。
實施例5圖9給出了發(fā)明實施例5圖。本實施例5復(fù)合塑料管管壁20由軸向和徑向雙向拉伸的(也可是徑向單向拉伸定向的)高密度聚乙烯(HDPE)塑料內(nèi)層21和呈環(huán)狀布置在內(nèi)層外周表面的與之熔融復(fù)合的瓦楞型(或凹凸型圓弧型的)空心結(jié)構(gòu)的高密度聚乙烯(HDPE)外塑料層22組成。
復(fù)合塑料管23的一端管徑擴(kuò)大有管道承插連接的承插口24。復(fù)合塑料管25的一端插入承插口24中，兩者間有橡膠密封圈26。
權(quán)利要求
1.一種管壁有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高分子拉伸定向高強(qiáng)度復(fù)合塑料管，其特征在于復(fù)合塑料管的管壁內(nèi)層有至少一層經(jīng)過徑內(nèi)和軸向雙向拉伸定向的或經(jīng)過徑向單向拉伸定向的或徑向抗拉強(qiáng)度高于軸向抗拉強(qiáng)度的塑料層，在內(nèi)層外表面復(fù)合有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的外塑料層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管壁有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高分子拉伸定向高強(qiáng)度復(fù)合塑料管，其特征在于外塑料層的空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)為瓦楞型或凹凸型或圓弧型或管型或矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管壁有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高分子拉伸定向高強(qiáng)度復(fù)合塑料管，其特征在于外塑料層是由金屬和望料復(fù)合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管壁有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高分子拉伸定向高強(qiáng)度復(fù)合塑料管，其特征在于外塑料層呈環(huán)狀與內(nèi)層復(fù)合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管壁有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高分子拉伸定向高強(qiáng)度復(fù)合塑料管，其特征在于外塑料層呈螺旋狀與內(nèi)層復(fù)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管壁有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高分子拉伸定向高強(qiáng)度復(fù)合塑料管，其特征在于內(nèi)層由至少一層徑向和軸向雙向拉伸定向的或徑向單向拉伸定向的或徑向抗拉強(qiáng)度高于軸向抗拉強(qiáng)度的塑料層與至少一層軸向單向拉伸定向的或軸向抗拉強(qiáng)度高于徑向抗拉強(qiáng)度的塑料層復(fù)合而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管壁有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高分子拉伸定向高強(qiáng)度復(fù)合望料管，其特征在于外塑料層與內(nèi)層間有粘結(jié)劑層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管壁有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高分子拉伸定向高強(qiáng)度復(fù)合塑料管，其特征在于外塑料層與內(nèi)層熔融復(fù)合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管壁有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高分子拉伸定向高強(qiáng)度復(fù)合塑料管，其特征在于管壁內(nèi)層和/或外層采用不同種類的塑料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管壁有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高分子拉伸定向高強(qiáng)度復(fù)合塑料管，其特征在于管壁的內(nèi)層和/或外塑料層填充有鈉米級和/或微米級的無機(jī)填料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管壁有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高分子拉伸定向高強(qiáng)度復(fù)合塑料管，其特征在于塑料管至少一端管口經(jīng)擴(kuò)大有管道承插連接的承插口。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種靠聚合物的高分子拉伸定向來增加強(qiáng)度的管壁具有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度復(fù)合塑料管。其特征是該管的管壁的內(nèi)層有至少一層經(jīng)過徑向和軸向雙向拉伸定向的或經(jīng)過徑向單向拉伸定向的或徑向抗拉強(qiáng)度高于軸向抗拉強(qiáng)度的塑料層,在內(nèi)層外表面復(fù)合有具有空心增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的外塑料層。本發(fā)明復(fù)合管比一般擠出法生產(chǎn)的塑料管和復(fù)合管以及拉伸定向的塑料管有更好的內(nèi)、外承壓能力。
文檔編號F16L9/147GK1287238SQ0012981
公開日2001年3月14日 申請日期2000年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月30日
發(fā)明者甘國工 申請人:甘國工