本發(fā)明涉及復(fù)合管，具體涉及一種耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管是一種以高強(qiáng)度鋼絲左右纏繞形成網(wǎng)狀骨架為增強(qiáng)體、以高密度聚乙烯為基體、用粘結(jié)樹脂對(duì)增強(qiáng)體和內(nèi)外基體進(jìn)行固定復(fù)合而成的復(fù)合管道，這種特殊的結(jié)構(gòu)使復(fù)合管不僅具有鋼絲的高強(qiáng)度，還具有塑料管的耐蝕性等特點(diǎn)，又比金屬板作為增強(qiáng)體材料更加輕便。鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管的主要成分是由高密度聚乙烯或交聯(lián)聚乙烯做主體樹脂，鋼絲金屬材料加強(qiáng)抗壓抗彎等力學(xué)強(qiáng)度。由于聚乙烯是一種非極性線性結(jié)晶高聚物，其與金屬很難產(chǎn)生粘結(jié)力，在長(zhǎng)期使用過程中，金屬層和聚乙烯層之間會(huì)受溫度和環(huán)境的影響而慢慢產(chǎn)生收縮和分離，降低使用壽命和力學(xué)性能，因此聚乙烯和金屬層之間需要一種高強(qiáng)度粘結(jié)樹脂來使其具有整體性，通常此類樹脂就是馬來酸酐接枝改性聚乙烯熱熔膠。粘結(jié)樹脂作為重要的中間層連接鋼絲網(wǎng)骨架增強(qiáng)層和內(nèi)外層聚乙烯，對(duì)于管道耐壓、耐溫、壽命等性能起到至關(guān)重要的作用。

2、粘結(jié)樹脂中一般使用馬來酸酐接枝的聚烯烴作為相容劑，馬來酸酐是最常用接枝單體，由于成本低且反應(yīng)要求不高而廣泛使用。但是隨著馬來酸酐的加入，粘結(jié)樹脂內(nèi)的馬來酸酐會(huì)彼此吸引，使得部分的馬來酸酐基團(tuán)向內(nèi)部吸引，不利于表面增加極性，從而削弱了粘結(jié)力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管及應(yīng)用，解決以下技術(shù)問題：

2、現(xiàn)有的馬來酸酐接枝改性聚乙烯熱熔膠，隨著馬來酸酐的加入，粘結(jié)樹脂內(nèi)的馬來酸酐會(huì)彼此吸引，使得部分的馬來酸酐基團(tuán)向內(nèi)部吸引，不利于表面增加極性，從而削弱了粘結(jié)力。

3、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

4、一種耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管，復(fù)合管從內(nèi)而外依次同軸設(shè)置有芯管、鋼絲網(wǎng)骨架層、外層管；

5、耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管的制備方法包括如下步驟：

6、a1：將芯管原料組合物通過擠塑機(jī)塑化擠出到芯管專用模具中，并通過真空定徑成型、冷卻，得到芯管；

7、a2：在芯管外表面纏繞第一鋼絲、再交叉纏繞第二鋼絲，得到鋼絲網(wǎng)骨架；并使用膠層擠出機(jī)擠出粘和膠將鋼絲網(wǎng)骨架與芯管粘接復(fù)合，得到復(fù)合管；

8、a3：將復(fù)合管放入外層管模具中，外層管原料組合物通過擠塑機(jī)塑化擠出至外層管模具中形成外層管，冷卻定型，得到耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：粘和膠包括如下重量份的原料：100份基料樹脂、5-8份增粘樹脂。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：基料樹脂的制備方法包括如下步驟：

11、s1：線型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、馬來酸酐、過氧化二異丙苯加入擠出機(jī)共混擠出，得到組分一；

12、s2：將組分一、γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、去離子水加入反應(yīng)釜中，控制溫度80-90℃，攪拌條件下保溫1-2h，加入四丁基溴化銨，保溫反應(yīng)3-4h，控制溫度70-80℃，加入氫氧化鈉，保溫1-3h，水洗、減壓蒸餾，得到基料樹脂。

13、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：s1中線型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、馬來酸酐、過氧化二異丙苯的質(zhì)量比為80-90:10-20:1-2:0.5-0.7。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：s1中擠出機(jī)第1-9段溫度為130-150℃，擠出機(jī)的機(jī)頭溫度為160-170℃。

15、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：s2中組分一、γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、去離子水、四丁基溴化銨、氫氧化鈉的質(zhì)量比為100:0.1-1:5-10：0.05-0.1:8-12。

16、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：第一鋼絲、第二鋼絲均選用抗拉強(qiáng)度1800-2000mpa的鍍銅鋼絲。

17、作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：芯管原料組合物和外層管原料組合物組分一致，包括以下重量份原料：100-150份高密度聚乙烯、2-4份色母（em105g,含炭黑含量42%）、2.5-3.5份納米二氧化硅、2.5-5.5份海泡石纖維、0.1-0.5份三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。

18、上述任一項(xiàng)耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管的應(yīng)用,應(yīng)用在輸送熱介質(zhì)液體，熱介質(zhì)液體溫度在50-100℃。

19、本發(fā)明的有益效果：

20、本申請(qǐng)以高聚乙烯、線型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、馬來酸酐、為原料，過氧化二異丙苯為催化劑，制備一種馬來酸酐接枝改性聚乙烯。作為組分一；再利用γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的環(huán)氧基團(tuán)與組分一的酸酐基團(tuán)、在四丁基溴化銨催化下進(jìn)行酯化反應(yīng)，得到基料樹脂。

21、并以基料樹脂和增粘樹脂混合得到粘合膠。本申請(qǐng)制備的基體樹脂以聚乙烯為主要材料進(jìn)行改性接枝，賦予粘合膠合適的潤(rùn)濕性和高的內(nèi)聚能，對(duì)金屬尤其是鋼、銅等的粘結(jié)強(qiáng)度高。本申請(qǐng)粘合膠分子鏈上不僅包括極性基團(tuán)又有非極性基團(tuán)，主鏈-ch2-ch2-非極性基團(tuán)與聚乙烯層具有很好地相容性，加熱熔融后可以與金屬形成配位鍵；而且分子鏈上的環(huán)氧基團(tuán)、酸酐基團(tuán)、硅氧鍵等，與金屬表面的羥基反應(yīng)，冷卻后便可與金屬層之間有較強(qiáng)的粘結(jié)作用，不易產(chǎn)生分離和滑動(dòng)，從而對(duì)聚乙烯樹脂層和金屬層都具有較好的粘結(jié)效果，提高復(fù)合管的使用穩(wěn)定性。而且改性后的基料樹脂的結(jié)晶度和收縮率下降，減輕了熱熔膠收縮對(duì)粘結(jié)界面的破壞，增加了與金屬表面的剝離強(qiáng)度。

技術(shù)特征：

1.一種耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管，其特征在于，所述復(fù)合管從內(nèi)而外依次同軸設(shè)置有芯管、鋼絲網(wǎng)骨架層、外層管；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管,其特征在于，所述粘和膠包括如下重量份的原料：100份基料樹脂、5-8份增粘樹脂。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管,其特征在于，所述基料樹脂的制備方法包括如下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管,其特征在于，s1中線型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、馬來酸酐、過氧化二異丙苯的質(zhì)量比為80-90:10-20:1-2:0.5-0.7。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管,其特征在于，s1中擠出機(jī)第1-9段溫度為130-150℃，擠出機(jī)的機(jī)頭溫度為160-170℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管,其特征在于，s2中組分一、γ―(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、去離子水、四丁基溴化銨、氫氧化鈉的質(zhì)量比為100:0.1-1:5-10：0.05-0.1:8-12。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管,其特征在于，所述第一鋼絲、第二鋼絲均選用抗拉強(qiáng)度1800-2000mpa的鍍銅鋼絲。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管,其特征在于，所述芯管原料組合物和外層管原料組合物組分一致，包括以下重量份原料：100-150份高密度聚乙烯、2-4份色母、2.5-3.5份納米二氧化硅、2.5-5.5份海泡石纖維、0.1-0.5份三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管的應(yīng)用,其特征在于，所述耐磨hdpe鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管應(yīng)用在輸送熱介質(zhì)液體，所述熱介質(zhì)液體溫度在50-100℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種耐磨HDPE鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管及應(yīng)用，涉及復(fù)合管技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明復(fù)合管從內(nèi)而外依次同軸設(shè)置有芯管、鋼絲網(wǎng)骨架層、外層管；耐磨HDPE鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管的制備方法包括如下步驟：將芯管原料組合物塑化擠出得到芯管；在芯管外表面交叉纏繞鋼絲得到鋼絲網(wǎng)骨架；并使用粘和膠將鋼絲網(wǎng)骨架與芯管粘接復(fù)合得到復(fù)合管；將復(fù)合管放入外層管模具中，外層管原料組合物塑化擠出至復(fù)合管外表面，得到耐磨HDPE鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合管。本申請(qǐng)制備的粘合劑具有對(duì)聚乙烯管以及金屬材料粘合性好以及耐溫性能好的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：李義正,卜祥啟,馬剛,韋平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安慶市悅發(fā)管業(yè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10