一種外波紋增強型保溫塑料供暖/供冷管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于建筑管材技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種外波紋增強型保溫塑料供暖/供冷管。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乙烯(PE)是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)聚乙烯的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性，PE材料的應(yīng)用非常廣闊，管材領(lǐng)域亦是聚乙烯應(yīng)用領(lǐng)域中的一個重要方面。
[0003]聚乙烯塑料管材主要分兩大類:高密度聚乙烯HDPE(低壓聚乙烯)和低密度聚乙烯LDPE (高壓聚乙烯)。由于HDPE和LDPE物理性能上存在差異，所以兩種材料在管材應(yīng)用領(lǐng)域上各有不同:低密度聚乙烯(LDPE)具有良好的柔韌性，但是抗壓耐壓強度較低，所以只能用于低壓力小直徑的管材，它經(jīng)常被制成盤管而用于農(nóng)村改水和一些非長期使用的場合；而高密度聚乙烯材料(HDPE)由于具有較好的抗壓性能，所以廣泛應(yīng)用于壓力管領(lǐng)域。普通聚乙烯管材具有連接可靠、低溫抗沖擊性好、耐化學(xué)腐蝕性好、耐老化、使用壽命長、耐磨性好、可撓性好、搬運方便等優(yōu)點。但是普通聚乙烯管材在60°C以上就難以長期使用，也是限制其發(fā)展的一大缺陷。
[0004]在塑料管發(fā)展的初期，聚乙烯壓力管材的使用是遠小于聚氯乙烯的，而隨著HDPE新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)，這種成本(重量)上的差異發(fā)生了很大的變化。隨著第二代聚乙烯管材料(相當(dāng)于PE80)和第三代聚乙烯管材料(相當(dāng)于PE100)的出現(xiàn)，在同樣直徑200同樣壓力等級及條件下，相同長度的聚乙烯管材的重量只是UPVC管材重量的93%。所以，第二代和第三代的聚乙烯管材料不僅顯著地提高了 PE的最小要求強度，而且也提高了抗環(huán)境應(yīng)力開裂性能，具有顯著的抗裂縫快速增長能力，更重要的是在同樣使用壓力下可以減少壁厚，增加輸送截面，而在同樣壁厚下增加所用的壓力，提高輸送能力。隨著聚乙烯技術(shù)的改進，經(jīng)濟效益是顯著的。最近有報道說，第四代聚乙烯管材料PE125已經(jīng)開發(fā)成功，由此可以預(yù)測，更大直徑、更具經(jīng)濟性的聚乙烯壓力管道更具有廣闊的使用領(lǐng)域。
[0005]普通聚乙烯管材具有連接可靠、低溫抗沖擊性好、耐化學(xué)腐蝕性好、耐老化、使用壽命長、耐磨性好、可撓性好、搬運方便等優(yōu)點。但是普通聚乙烯管材在60°C以上就難以長期使用，而且在北方冬季，室外溫度一般在-20°C以下，對于室外地上鋪設(shè)的聚乙烯管線很難保證流體的正常輸送。
[0006]耐熱聚乙烯(PE-RT)管材更是在此基礎(chǔ)上發(fā)展而來的新型材料，其既具有交聯(lián)聚乙烯管材耐高溫、不結(jié)垢的優(yōu)點，又彌補了交聯(lián)后的管材不能熱熔連接，廢品、次品不能再生利用的缺點。與普通PE管相比，PE-RT管材保留了熱熔連接，衛(wèi)生、無毒、耐低溫、柔性好、易施工的優(yōu)點，又彌補了 PE管材高溫性能方面的不足、壽命短的缺點，是當(dāng)前地板采暖用管材中經(jīng)濟適用的新型環(huán)保管材。但是由于其管材未經(jīng)過保溫處理，因此，會導(dǎo)致直接輸送熱水時存在很大的熱量損失，造成極大的浪費。
[0007]塑料管材目前存在的最大缺點就是耐壓性能不足，抗外力沖擊性能不佳，當(dāng)前市場上的熱塑性塑料管材大體上有兩種，一種是無增強材料增強的常規(guī)塑料管，另一種是含有金屬、纖維等增強材料增強的塑料復(fù)合管材，后者在性能及應(yīng)用上明顯優(yōu)于前者，可以在環(huán)境惡劣的情況下輸送流體，降低爆管風(fēng)險。對于有增強的塑料復(fù)合管材，其增強材料主要有金屬絲、金屬板、無機纖維、有機纖維等材料。其中，由金屬絲和金屬板增強的塑料復(fù)合管材，由于金屬和塑料的相容性差導(dǎo)致連接困難、韌性差、易產(chǎn)生應(yīng)力集中、盤管困難等缺點；而對于纖維增強的塑料復(fù)合管材就不存在這樣的問題。
[0008]纖維增強塑料復(fù)合管材的種類也很多，按纖維種類分有無機纖維、有機纖維和混合纖維增強，按照纖維的增強方式又可以分為連續(xù)纖維纏繞、纖維編織包覆增強和短纖維增強型。纖維增強塑料復(fù)合管材具有加工成型方便、纖維增強層分布均勻且纖維含量可控等特點，特別是纖維與塑料的相容性明顯優(yōu)于金屬絲或金屬板。同時，纖維增強塑料復(fù)合管材具有較高的耐壓強度，簡便的連接技術(shù)，優(yōu)越的韌性，不易形成應(yīng)力集中等優(yōu)勢。因此，纖維增強塑料復(fù)合管材廣泛應(yīng)用于石油天然氣工業(yè)、深海管道、航空領(lǐng)域，占有極大的市場空間。
[0009]對于大多數(shù)現(xiàn)有纖維增強熱塑性塑料復(fù)合管材而言，大部分首先將連續(xù)纖維在張力作用下與熱塑性塑料浸潤復(fù)合制備連續(xù)纖維增強熱塑性塑料預(yù)浸帶，再將預(yù)浸帶纏繞熱塑性塑料管材，或者直接在熱塑性塑料管材表面纏繞連續(xù)纖維，最后在帶纏繞層管材表面擠出一層包覆層，或者使用短纖維與熱塑性塑料共混擠出管材，這樣要么纖維在張力作用下使纖維受損，要么無法充分利用纖維的增強作用，而且纏繞的預(yù)浸帶或者纏繞的連續(xù)纖維增強方式較單一，這樣就限制了復(fù)合管材在某些惡劣條件下的應(yīng)用。
【實用新型內(nèi)容】
[0010]為此，本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種廣泛應(yīng)用于輸送生活熱水、溫泉水和集中供暖的二次供熱管網(wǎng)以及集中供冷之用的耐熱型聚乙烯供暖/供冷管。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所述的外波紋型保溫塑料供暖/供冷管，包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的耐熱聚乙烯內(nèi)管、纖維增強層、塑料包覆層、發(fā)泡保溫層及聚乙烯外管；所述聚乙烯外管為外波紋型管。
[0012]所述供暖/供冷管的公稱外徑為52-525_。
[0013]所述耐熱聚乙烯內(nèi)管的公稱外徑為16-400_。
[0014]所述耐熱聚乙烯內(nèi)管的管壁厚為2.3-36.6mm。
[0015]所述纖維增強層為纖維編織物形成的增強層，所述的纖維為玻璃纖維、芳綸纖維、碳纖維、錦綸纖維、滌綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維中的一種或幾種混合纖維。
[0016]所述纖維增強層的徑向厚度為2-10_。
[0017]所述纖維增強層包括一層或多層纖維編織物。
[0018]所述纖維編織物為二維編織物和/或三維編織物。所述二維編織物包括菱形編織、規(guī)則編織或赫格利斯結(jié)構(gòu)中的一種；所述的二維編織物為二步法二維編織、四步法二維編織或六步法三維編織中的一種。所述的纖維編織角度為15° -45°，所述的纖維編織層為一層或者多層。所述的多層為層間相同類型的編織方式或者不同類型的層間編織方式。
[0019]所述塑料包覆層的徑向厚度為2-5_。所述的塑料包覆層為聚乙稀、聚丙稀、聚氯乙烯中的一種。
[0020]所述發(fā)泡保溫層壁厚度為10mm-50mm。所述的發(fā)泡保溫層為聚氨酯硬質(zhì)發(fā)泡和聚氨酯軟質(zhì)發(fā)泡中的一種。
[0021]所述聚乙稀外管的管壁厚度為2.5mm-8mm。
[0022]本實用新型所述增強型保溫塑料供暖/供冷管材的制備方法，包括如下步驟:
[0023](I)制備耐熱聚乙烯內(nèi)管
[0024]取耐熱聚乙烯經(jīng)擠出機擠出耐熱聚乙烯內(nèi)管，設(shè)置其公稱外徑為16mm-400mm，壁厚 2.3mm-36.6mm ；
[0025](2)制備所述纖維增強層
[0026]按照設(shè)定好的程序在所述耐熱聚乙烯內(nèi)管的外層進行纖維編織，制得所述纖維增強層；所述的纖維可以是玻璃纖維、芳綸纖維、碳纖維、錦綸纖維、滌綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維，所述的編織方式為二維編織和三維編織結(jié)構(gòu)中的一種，所述的纖維增強層為一層或多層；
[0027](3)制備塑料包覆層
[0028]按照選定的重量份數(shù)取包覆層塑料，并將步驟(2)編織好的管材進行預(yù)熱，在所述纖維增強層的外表面擠出，得到所述熱塑性塑料包覆層；所述包覆層塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯中的一種，該塑料包覆層徑向厚度為塑料包覆層可以充分固定纖維層，有效防止纖維分層發(fā)生分層、開裂和松動現(xiàn)象，提高纖維編織層的可靠性；
[0029](4)制備發(fā)泡保溫層和外波紋型聚乙烯外管
[0030]所述發(fā)泡保溫層和所述外波紋型聚乙烯外管成型為一步法或兩步法實現(xiàn)；具體而言:一步法以帶有包覆層的復(fù)合管材為芯管，在芯管外擠出一層外波紋型聚乙烯外管，同時通過聚氨酯發(fā)泡機在芯管與外管間隙噴灌聚氨酯發(fā)泡塑料，使塑料包覆層與外波紋型聚乙烯外管緊密結(jié)合，形成發(fā)泡保溫層；二步法以帶有包覆層的復(fù)合管材為芯管，在