專利名稱：鋼塑復合管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與鋼塑復合管有關(guān)，特別與有防靜電或防靜電和阻燃層的鋼塑復合管有關(guān)。
背景技術(shù)：
熱塑性塑料管，特別是聚烯烴類材料制成的管，很容易在管表面產(chǎn)生和聚集靜電，在易燃易爆環(huán)境中使用有危險，人們?yōu)榱俗屵@種防腐能力好的非金屬管能在煤礦、煉化企業(yè)、易燃易爆環(huán)境中使用，在管道的防靜電和阻燃方面進行了持久深入的開發(fā)和研究應(yīng)用，但始終存在很大困難和矛盾，若要達到防靜電能力，非金屬管比如聚乙烯管，其表面電阻率要從1014～1016Ω降至108～1010Ω，要在材料中加入至少7％以上的質(zhì)量比的炭黑，若再為了增加阻燃性，要在材料中加入有機和無機的阻燃材料如加溴聯(lián)苯醚、聚磷酸銨、氫氧化鋁、三氧化二銻，這此材料共混入聚乙烯熱塑性連續(xù)體中后，會大大降低塑料材料的性能，比如密度會從0.948變?yōu)?.24，拉伸強度會由28Mpa降為18Mpa，甚至更低，雖然達到了防靜電和阻燃的性能，但作為全塑料管道來講已經(jīng)不具有原聚乙烯的重量輕、強度高、防化學腐蝕和防氧化能力強的優(yōu)點，并且防靜電和阻燃材料價格較貴，管道成本高。專利01113939公開了一種《防靜電鋁塑復合管》，該管道在鋁層管外表面用粘合劑將防靜電塑料層與鋁層管外表面粘合在一起，這種結(jié)構(gòu)的管道防靜電外層也很厚，防靜電材料成本高，并且作為增強體的鋁層管沒有開孔洞，塑料外層和內(nèi)層管壁不能通過孔口連為一體，該管道只能用金屬接頭相連，不能用塑料接頭熱熔連接，即使通過熱熔連接，其連接強度也只是靠鋁層管外層的防靜電外層承受，連接可靠性差，強度和承壓能力低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種強度和承壓能力高、成本低、在外表面復合有具有防靜電性能的或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈拥匿撍軓秃瞎堋?br> 本發(fā)明的目的是這樣來實現(xiàn)的本發(fā)明鋼塑復合管，包括聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁，在外層和內(nèi)層管壁之間包覆有帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體，內(nèi)外層塑料通過金屬骨架孔洞熔融或粘接連為一體，在復合管外層管壁圓周表面上復合有具有防靜電性能的或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈?，為了保持聚烯烴這些材料的重量輕、強度高、防化學腐蝕和防氧化能力強的性能，更為了節(jié)約聚乙烯材料，引入鋼骨架作增強層，是很好的方案，再在鋼塑管外層上復合一層很薄(0.2mm～0.5mm)的防靜電層或防靜電與阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴懿牧蠈?，不僅具有了防靜電性能和阻燃性能，因只用到純防靜電、阻燃材料制成的聚合物管材的1％至3％的材料，節(jié)約了大量的防靜電阻燃材料的材料成本，還克服了這種材料制管的高成本、低強度、防腐和防氧化性能下降的缺點，同時提高了管道的輸送介質(zhì)的衛(wèi)生性能指標，也比已有報道的純聚烯烴管外層復合防靜電和阻燃熱塑材料層的復合管有更好的承壓強度和連接性能，可用金屬接頭，也可用熱熔、電熱熔接頭、法蘭、螺栓連接，特別是制造大于φ250直徑、輸送壓力大于等于1.6Mpa的防靜電與阻燃鋼塑復合管更有成本優(yōu)勢，在礦井和煤礦中應(yīng)用有更好的防破損能力，因有增強金屬骨架層，在金屬骨架的內(nèi)外層復合的塑料層主要起連接和內(nèi)外防腐的作用，強度的承受主要交給了金屬骨架來承受，不需要增加塑料壁厚來保證強度，因此可以節(jié)約大量的塑料材料，在礦井和煤礦中應(yīng)用有更好的防破損能力，即使外層破壞也不影響其強度和內(nèi)層繼續(xù)承壓工作。
上述的鋼塑復合管中帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體是用金屬孔網(wǎng)帶縱向?qū)踊虼罱踊蚵菪龑踊虼罱硬⒔?jīng)焊接成型形成的筒形金屬骨架，先用金屬孔網(wǎng)帶縱向?qū)踊虼罱踊蚵菪龑踊虼罱硬⒔?jīng)焊接成型后，從帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架內(nèi)或外同時擠出復合聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁，內(nèi)外層塑料通過金屬骨架孔洞熔融連接為一體，再在復合管外層圓周表面復合一層具有防靜電性能的或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈印?br> 上述的鋼塑復合管中帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體是用金屬孔網(wǎng)帶縱向扣接或螺旋扣接形成的筒形金屬骨架，這種不用焊接方式將金屬孔網(wǎng)帶的邊沿相互縱向扣接或螺旋扣接，省略了焊接機構(gòu)和工藝。
上述的鋼塑復合管中帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體是用緯向鋼絲纏繞經(jīng)向(軸向)鋼絲并對其接觸點焊接成型形成的筒形金屬骨架。先用緯向鋼絲纏繞經(jīng)向(軸向)鋼絲并對其接觸點焊接成型形成筒形金屬骨架后，從帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架內(nèi)和/或外擠出復合聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁，內(nèi)外層塑料通過金屬骨架孔洞熔融連接為一體，再在復合管外層圓周表面復合一層具有防靜電性能的或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈印?br> 上述的鋼塑復合管中帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體是用鋼絲左旋和/或右旋螺旋纏繞形成的筒形金屬骨架，用鋼絲在內(nèi)層塑料管壁上左旋和/或右旋螺旋纏繞形成有孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架后，在筒形金屬骨架表面擠出復合聚合物塑料外層，內(nèi)外層塑料通過金屬骨架孔洞熔融或粘接連為一體，再在復合管外層圓周表面復合有一層具有防靜電性能的或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈印＿@種交叉螺旋纏繞形成有孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架能大大地提高管道的承壓能力。
上述的鋼塑復合管中帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體是用鋼絲編織形成的筒形金屬骨架，可利用市售的鋼絲編織在內(nèi)層塑料管壁上編織形成筒形金屬骨架，在筒形金屬骨架表面擠出復合聚合物塑料外層，內(nèi)外層塑料通過金屬骨架孔洞熔融或粘接連為一體，再在復合管外層圓周表面復合有一層具有防靜電性能的或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈印?br> 上述的鋼塑復合管中筒形金屬骨架增強體與內(nèi)層和外層的聚合物塑料層之間有粘結(jié)劑層，該粘結(jié)劑層將金屬骨架表面包覆并與塑料層熔融粘結(jié)在一起，若在骨架與內(nèi)層、外層之間增加粘結(jié)劑層，會將內(nèi)外層熱熔接或粘結(jié)連接更好，成為真正的復合材料，若利用骨架的孔洞將內(nèi)外層在骨架孔洞中熔融連接，并利用骨架上的粘結(jié)劑將金屬骨架與內(nèi)外層連接為一體，可以大大降低復合管材的線膨脹率，使塑料管的線膨脹率接近金屬管的線膨脹率，可以在埋地應(yīng)用中500m長度內(nèi)減少或不設(shè)計伸縮結(jié)構(gòu)，節(jié)約安裝成本，對市政管網(wǎng)有突出的貢獻。
上述的鋼塑復合管中防靜電層或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞倪@層熱塑性塑料層是熱塑性塑料與按重量百分比計、含大于2％共混物重量的碳黑的共混物或熱塑性塑料與抗靜電劑的共混物或熱塑性塑料與抗靜電劑及阻燃有機材料和/或阻燃無機材料的共混物。防靜電配方已有市場專用料可供，也有成熟公開的配方，比如在HDPE高密度聚乙烯中加上7％-9％的碳墨，可以使電阻率小于1010Ω，防靜電和阻燃兩種性能都要具備的配方已有市場專用料可供，也有成熟公開的配方，比如高密度聚乙烯HDPE或低密度聚乙烯LDPE100份，碳黑8-12份，聚磷酸銨10-20份，氯化聚乙烯(含氯量70％)10份，三氧化二銻10份，這配方作防靜電層和阻燃層可以共擠出在管的外層之上，也可以熱噴涂在外層之上，厚度有0.2～0.5mm就可以防靜電和阻燃，表面電阻率可小于1010Ω，點燃之后可在0.2秒-3秒之內(nèi)自熄，另外還可將2％-4％的碳黑、被馬來酸酐接枝的聚合物涂覆的玻璃纖維15％-18％及其它阻燃助劑混合物組成防靜電層和阻燃層。
上述的鋼塑復合管中防靜電層或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞倪@層熱塑性塑料層是發(fā)泡狀的并具有保溫隔熱性能塑料層，將發(fā)泡層的最外面做成質(zhì)密層，防靜電和阻燃層用發(fā)泡結(jié)構(gòu)，可以既保溫又實現(xiàn)防靜電和阻燃，若城市供熱管網(wǎng)也要有防燃性能，這是一種很好的管道。
上述的鋼塑復合管中聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁材料均為非交聯(lián)耐高溫聚乙烯(PE-RT)或分別外層為非交聯(lián)聚合物和內(nèi)層為交聯(lián)聚乙烯PEX。若內(nèi)層用非交聯(lián)耐高溫聚乙烯(PE-RT)或交聯(lián)聚乙烯PEX，鋼塑復合管可以用作熱水網(wǎng)應(yīng)用。
上述的鋼塑復合管中聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁材料均為交聯(lián)聚乙烯PEX，在外層交聯(lián)聚乙烯PEX與防靜電層或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈又g有用于管道管件相互熱熔融連接的聚烯烴材料或非交聯(lián)耐高溫聚乙烯PE-RT層，有孔洞的金屬骨架的鋼塑復合管，主要采用熱熔連接，但用于如市政熱網(wǎng)管網(wǎng)復合管外層和內(nèi)層管壁材料均為交聯(lián)聚乙烯PEX，則無法采用熱熔連接，就要在外層和防靜電層之間多加一層熱熔連接層，如PE-RT塑料材料，解決熔接連接技術(shù)問題，同時又節(jié)約8～10％的材料成本。
本發(fā)明提供一種強度和承壓能力高、成本低、在外表面復合有具有防靜電性能的或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈拥匿撍軓秃瞎?。復合管具有防靜電性能或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)洌m合于礦井等需具有防靜電性能或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞膱龊?，復合管口徑?0-1000mm，壓力等級為0.6-3Mpa，輸送介質(zhì)溫度最高可達110℃，復合管可采用熱熔融方式連接，應(yīng)用范圍廣。


圖1為本發(fā)明鋼塑復合管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明鋼塑復合管另一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明鋼骨架帶粘接劑復合管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明鋼塑復合管再一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明帶發(fā)泡狀防靜電和阻燃層復合管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明內(nèi)外管壁均為非交聯(lián)耐高溫聚乙烯PE-RT復合管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為本發(fā)明內(nèi)外管壁均為交聯(lián)聚乙烯PEX復合管結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例1圖1給出了本實施例1圖。參見圖1，鋼塑復合管包括聚合物塑料外層1和內(nèi)層管壁2，在外層和內(nèi)層管壁之間包覆有帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體3，增強體3是用金屬孔網(wǎng)帶縱向?qū)硬⒔?jīng)焊接成型形成的，從帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架外同時擠出復合聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁，內(nèi)外層塑料通過金屬骨架孔洞熔融連接為一體，在復合管外層管壁圓周表面上復合有一層具有防靜電性能的熱塑性塑料層4，這層熱塑性塑料層是由熱塑性塑料與大于重量比2％的碳黑的共混物組成，也可在市場上購買已有的防靜電劑，如抗靜電劑TM(沈陽輕化公司出售)。
實施例2圖2給出了本實施例2圖。本實施例2與實施例1基本相同，不同處是帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體3是用緯向鋼絲5纏繞經(jīng)向(軸向)鋼絲6并對其接觸點焊接成型形成的。
實施例3圖3給出了本實施例3圖。本實施例3與實施例1基本相同，不同處是在金屬骨架增強體與內(nèi)外層塑料管壁之間有粘接劑層7。
實施例4圖4給出了本實施例4圖。本實施例4與實施例1基本相同，不同處是帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體3是用鋼絲在內(nèi)層塑料管壁上左旋和右旋交叉螺旋纏繞形成的，在筒形金屬骨架表面擠出復合聚合物塑料外層，內(nèi)外層塑料通過金屬骨架孔洞熔融或粘接連為一體，再在復合管外層圓周表面復合有一層具有防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈?，可將2％-4％的碳墨、被馬來酸酐接枝的聚合物涂覆的玻璃纖維15％-18％及其它阻燃助劑混合物組成防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈印?br> 這種交叉螺旋纏繞形成有孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架能大大地提高管道的承壓能力。
實施例5圖5給出了本實施例5圖。本實施例5與實施例4基本相同，不同處是防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈?呈發(fā)泡狀，使管道具有保溫性能。
實施例6圖6給出了本實施例6圖。本實施例6與實施例4基本相同，不同處是帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體3是用鋼絲在內(nèi)層塑料管壁上編織形成的，聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁材料均為非交聯(lián)耐高溫聚乙烯(PE-RT)，能輸送溫度達120℃的熱體介質(zhì)，并且使管道之間能相互熱熔連接。
實施例7圖7給出了本實施例7圖。本實施例7與實施例4基本相同，不同處是聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁材料均為硅烷交聯(lián)聚乙烯(PEX)，能輸送溫度達120℃的熱體介質(zhì)，但是由于硅烷交聯(lián)聚乙烯(PEX)不能采用相互熱熔連接方式連接，因此在外層硅烷交聯(lián)聚乙烯(PEX)管壁上復合一層能相互熱熔連接的非交聯(lián)耐高溫聚乙烯(PE-RT)8，再在其外表面復合防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈?。
上述各實施例是對本發(fā)明的上述內(nèi)容作進一步的說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于上述實施例。凡基于上述內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.鋼塑復合管，包括聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁，其特征在于在外層和內(nèi)層管壁之間包覆有帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體，內(nèi)外層塑料通過金屬骨架孔洞熔融或粘接連為一體，在復合管外層管壁圓周表面上復合有具有防靜電性能的或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈印?br> 2.如權(quán)利要求1所述的鋼塑復合管，其特征在于帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體是用金屬孔網(wǎng)帶縱向?qū)踊虼罱踊蚵菪龑踊虼罱硬⒔?jīng)焊接成型形成的筒形金屬骨架。
3.如權(quán)利要求1所述的鋼塑復合管，其特征在于帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體是用金屬孔網(wǎng)帶縱向扣接或螺旋扣接形成的筒形金屬骨架。
4.如權(quán)利要求1所述的鋼塑復合管，其特征在于帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體是用緯向鋼絲纏繞經(jīng)向鋼絲并對其接觸點焊接成型形成的筒形金屬骨架。
5.如權(quán)利要求1所述的鋼塑復合管，其特征在于帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體是用鋼絲左旋和/或右旋螺旋纏繞形成的筒形金屬骨架。
6.如權(quán)利要求1所述的鋼塑復合管，其特征在于帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體是用鋼絲編織形成的筒形金屬骨架。
7.如權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的鋼塑復合管，其特征在于筒形金屬骨架增強體與內(nèi)層和外層的聚合物塑料層之間有粘結(jié)劑層，該粘結(jié)劑層將金屬骨架表面包覆并與塑料層熔融粘結(jié)在一起。
8.如權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的鋼塑復合管，其特征在于防靜電或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈邮菬崴苄运芰吓c按重量百分比計，含大于2％共混物重量的碳黑的共混物或熱塑性塑料與抗靜電劑的共混物或熱塑性塑料與抗靜電劑及阻燃有機材料和/或阻燃無機材料的共混物。
9.如權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的鋼塑復合管，其特征在于防靜電或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈邮前l(fā)泡狀的并具有保溫隔熱性能的塑料層。
10.如權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的鋼塑復合管，其特征在于聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁材料均為非交聯(lián)耐高溫聚乙烯或外層材料為非交聯(lián)聚合物和內(nèi)層材料為交聯(lián)聚乙烯。
11.如權(quán)利要求1或2或3或4或5或6所述的鋼塑復合管，其特征在于聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁材料均為交聯(lián)聚乙烯，在外層交聯(lián)聚乙烯與防靜電或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈又g有用于管道管件相互熱熔融連接的聚烯烴材料或非交聯(lián)耐高溫聚乙烯層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鋼塑復合管，包括聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁，在外層和內(nèi)層管壁之間包覆有帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強體，在復合管外表面復合有具有防靜電性能或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈印秃瞎芫哂蟹漓o電性能或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)?，適合于礦井等需具有防靜電性能或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞膱龊?，復合管口徑?0－1000，壓力等級為0.6－3Mpa，輸送介質(zhì)溫度最高可達110℃，應(yīng)用范圍廣。
文檔編號F16L9/00GK1648508SQ20051002031
公開日2005年8月3日 申請日期2005年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月3日
發(fā)明者甘國工 申請人:甘國工