電熱熔接方法和設備的製作方法
2023-06-08 07:14:01
專利名稱：電熱熔接方法和設備的製作方法
本明涉及用電熱熔接術將兩根或多根管子連接在一起的方法和設備。
電熱熔接術是藉助於套管來把兩根管子連接在一起的技術，套管中裝有電加熱線圈，被連接的兩根管子插入套管的兩端後，就往線圈中通電，以把兩根管子的外表面熔接到套管上。這項技術被廣泛應用於連接用同一塑料材料製作的管子，或者連接用不同塑料材料製作但藉助於熱能很好互相粘結的管子。在此情況下，電熱熔接套管可用與塑料管相同的材料製作，或用能藉助於電熱熔接術與兩種塑料管都能很好粘結的材料製作。
但是，在有些應用場合下，需要連接一種塑料材料的管子，這種材料不能很好粘結到另一種塑料材料或金屬的管子上。例如，聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯等聚烯烴，是很難粘結到例如尼龍(聚醯胺)和聚氯乙烯等其它材料上的，因此，電熱熔接術尚未能在這些場合普遍使用。其結果是，對不能很好粘結到其它塑料或金屬上的聚乙烯或其它材料的管子來說，通常使用的是機械聯結裝置。
本發明的目的是要提供一種電熱熔接方法和設備，它能把通常不能與其它塑料或金屬管子很好粘結的塑料材料製作的管子連接起來。
本發明的一個方面是提供了一種連接方法，它能把一種塑料材料的第一根管子與不能同該塑料材料很好粘結的材料的第二根管子連接起來，該方法包括提供一個用塑料材料製作的電熱熔接套管，該塑料材料是能很好粘結到第一根管子的塑料材料上的，電熱熔接套管在一端的內表面上裝有第一電加熱線圈，用以接納第一根管子，而在套管另一端的內表面上裝有第二電加熱線圈，用以接納第二根管子；在套管的另一端提供一種粘結材料，用它直接與套管的塑料材料接觸，並在套管另一端接納第二根管子時與該第二根管子的材料接觸，該粘結材料在被熱激活時能在套管的材料和第二根管子的材料之間產生出很好的粘結；將第一根管子插入電熱熔接套管的第一端，並將第二根管子插入電熱熔接套管的另一端；以及向第一和第二電加熱線圈通入電流，以使套管的第一端藉助於電熱熔接粘結到第一根管子上，並使套管的第二端藉助於電熱熔接並藉助於粘結材料粘結到第二根管子上。
在一個優選實施方案中，它進一步的特徵是，粘結材料是以第二電加熱線圈金屬線上的包層、優選是塗層的形式出現的；而在第二個實施方案中，粘結材料是以覆蓋在第二電加熱線圈上的預製膜的形式出現的，當第二根管子插入套管的第二端時，用以與第二根套管接觸。
可用來製作兩根管子的優選材料例子為聚烯烴，優選為聚乙烯作為第一根管子的塑料材料，尼龍(聚醯胺)作為第二根管子的材料。在這樣的用途下，電熱熔接套管也可用聚乙烯製造。但是，本發明也可使用不能互相很好粘結的別種材料的塑料管，例如，用聚丙烯做第一根管子的材料，和/或用別的極性材料做第二根管子的材料。
熱塑性塑料粘結材料優選為含有活性極性基團的以聚烯烴為基本成分的共聚物，這種共聚物當施加熱能後，就會產生出自由基，然後自由基就會與任何與它接觸的極性基團或極性材料形成鍵合連結(bond)。一種這樣的材料是PE(聚乙烯)與馬來酐的共聚物，
馬來酐是用馬來酸脫水衍生出來的。另一種是EVA與馬來酐的共聚物。這些材料的商業配方是大家所知道的。
本發明還提供用電熱熔接術把塑料管與不能很好粘結的另一種塑料管或金屬管連接起來的設備。
從下面的描述可明了本發明另外的特徵和優點。
下面將參照附圖只用實例來描述本發明。
附圖有
圖1為說明按照本發明製成的一種電熱熔接套管的縱向半剖面圖；圖2為說明圖1中電熱熔接套管一端的第一電加熱線圈結構的局部放大圖；圖3為說明電熱熔接套管第二端的第二電加熱線圈結構的局部放大圖；以及圖4為說明圖3中第二電加熱線圈結構改進情況的圖。
圖1中示出的電熱熔接配件包括熱塑性塑料的電熱熔接套管2，其一端有接納第一根塑料管P1的管筒3，另一端有接納第二根管子P2的管筒4，這第二根管子是要用電熱熔接術連接到第一根管子上去的。兩個管筒3、4優選用一個環形臺肩5(或其它凸起物)分開，以便限制兩根管子分別插入兩個管筒的深度，並使兩根管子互相同軸處於一條直線上，同時也使電熱熔接套管與之同軸並處於一條直線上。
電熱熔接套管2在其一端的內表面上包括有第一電加熱線圈6，用以接納插入管筒3的管子P1，在其另一端的內表面上包括有第二電加熱線圈7(優選為線圈6的一個區段)，用以接納插入管筒4的管子P2。套管2上還包括接線端子8、9，用以向線圈6、7接通電流，以熔化套管的內表面和接納進去的塑料管的外表面，從而用電熱熔接術把它們粘結在一起。
以上所描述的電熱熔接配件的結構和狀態，對於把同一塑料材料製作的管子或雖屬不同材料但易於用電熱熔接術粘結起來的管子的連接來說，已是大家所熟悉的了。但是，這一技術並未普遍用來連接不易用電熱熔接術粘結在一起的兩種塑料管，例如把聚烯烴(如聚乙烯)管與另一種不易與聚乙烯粘結的材料為尼龍(聚醯胺)或其它極性材料或金屬的管子連接。圖1所示的電熱熔接配件，特別是在圖2-4中進一步描繪的結構，是專門用來使例如聚乙烯管子與通常不和聚乙烯粘結的另一種材料例如極性塑料或金屬的管子粘結在一起成為可能的。
在下面的實施例中，我們設定被接納到管筒3內的管子P1是聚乙烯管，而接納到管筒4內的管子P2是其它塑料材料例如尼龍(聚醯胺)做的管子，這種材料通常是不能直接粘結到P1管子上去的。
在該實施例中，電熱熔接套管2也是用聚乙烯製造的。線圈6的電加熱金屬線的塗層、在圖2中標出為6a，也是用的聚乙烯。因此，當向線圈6中通入電流後，它的聚乙烯塗層6a就在熔接區Z1內熔化，與此相似，套管2和管筒3內的管子的相鄰接的表面也在該區域內熔化，並在套管2、金屬線塗層6a和納入管筒3中的塑料管P1的聚乙烯之間產生出整體的粘結體。熔接區Z1兩端的Z2和Z3區是比較冷的區域，在此通常不發生熔接。
但是，由於管子P2是用通常不與聚乙烯粘結的材料(在本實施例中是聚醯胺)做的，因此包卷著管筒4用以接納管子P2的位於套管2另一端的線圈7，其結構是與線圈6不完全一樣的。如圖3所示，線圈7的金屬線包有外層7a，優選為粘結材料的塗層，該塗層在被線圈7內的電流活化後，能在套管2的聚乙烯與管子P2的聚醯胺之間造成很好的鍵合連結。當外部塗層是含有活性極性基團的以聚烯烴為基本成分的共聚物時可得到特別好的結果，這種共聚物當加入熱能時，就會產生出自由基，然後自由基就會與任何與它接觸的極性基團或極性材料形成鍵合連結。一種這樣的材料是PE(聚乙烯)與馬來酐的共聚物，
馬來酐是用馬來酸脫水衍生出來的。另一種是EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)與馬來酐的共聚物。
當向線圈7通入電流時，其外部塗層7a就被活化，在套管2的聚乙烯和管子P2的聚醯胺之間產生出堅固的結合層，它的位置是在埋住線圈7的熔接區，就相當於套管接納管子P1一端埋住線圈6的熔接區Z1。
該項技術還更好地保證了塗層7a與線圈金屬線7粘結牢固，從而減少或消滅了塗層與金屬線之間出現漏洩通道的可能性，這種漏洩在用於氣體燃料時是特別危險的。
圖4示出一種變通方案，其中能使配件上的聚乙烯與塑料管P2的材料(例如聚醯胺)之間產生牢固粘結的粘結材料，是預製成覆蓋在線圈7上的薄膜形式，當管子P2插入管筒4時就與該管子接觸。
因此，如圖4的局部圖所示，電熱熔接套管12也象上述那樣是用聚乙烯製造的，但在套管沒有管筒4以插入管子P2的那一端的線圈17的金屬線，也是用聚乙烯作塗層(而不用粘結材料)的，而所用的粘結材料是覆蓋住整個線圈17區段的預製薄膜17b。因此粘結材料做的薄膜17b在此被用作聚乙烯塗層17a和管子P2的塑料之間的接合面。當向線圈17通入電流時，聚乙烯塗層17a就熔化，從而整體地粘結到套管12的聚乙烯上；同時預製薄膜17b的粘結材料則變為熱激活狀態而在聚乙烯塗層17a與鄰接的聚醯胺塑料管P2的表面之間產生出良好的鍵合連結。
不言而喻，套管12接納塑料管P1的另一端的套管結構和線圈結構，如果P1不是聚乙烯管時，也會象上述圖4中的變通方案一樣。
象上面對圖3和圖4所描述的那樣，線圈和管子之間良好的結合，還能從根本上減少在線圈和管子之間產生洩漏通道的可能性，這種洩漏對輸送加壓氣體燃料的塑料管來說是特別危險的。
雖然本發明是根據兩個優選實施方案來描述的，但應該理解這只是舉例，本發明還可以做出很多其它的變動、改進和應用。
權利要求
1.一種把塑料材料的第一根管子與不能同該塑料材料很好粘結的材料的第二根管子連接起來的方法，該方法包括提供一個用塑料材料製作的電熱熔接套管，該塑料材料是能很好粘結到第一根管子的塑料材料上的，電熱熔接套管在一端的內表面上裝有第一電加熱線圈，用以接納第一根管子，而在套管另一端的內表面上裝有第二電加熱線圈，用以接納第二根管子；在套管的另一端提供一種粘結材料，以使它直接與套管的塑料材料接觸，並在套管另一端接納第二根管子時與該第二根管子的材料接觸，該粘結材料在被熱激活時能在套管的材料和第二根管子的材料之間產生出很好的粘結；將第一根管子插入電熱熔接套管的第一端，並將第二根管子插入電熱熔接套管的另一端；以及向第一和第二電加熱線圈通入電流，以使套管的第一端藉助於電熱熔接粘結到第一根管子上，並使套管的第二端藉助於電熱熔接並藉助於粘結材料粘結到第二根管子上。
2.權利要求1的方法，其中所說的第二根管子也是塑料材料製作的。
3.權利要求1或2的方法，其中所說的粘結材料是以第二電加熱線圈金屬線上的包層的形式出現的。
4.權利要求3的方法，其中所說的粘結材料是塗敷在第二電加熱線圈的金屬線上的。
5.權利要求2的方法，其中所說的粘結材料是覆蓋在第二電加熱線圈上的預製膜，當第二根管子插入套管的第二端時，該膜與第二根管子接觸。
6.權利要求1-5的任一方法，其中所說的第一塑料材料是聚烯烴。
7.權利要求6的方法，其中所說的第一塑料材料是聚乙烯。
8.權利要求6或7的方法，其中所說的粘結材料是含有活性極性基團的以聚烯烴為基本成分的共聚物，這種共聚物當被施加熱能後就會產生出自由基，自由基能和與粘結材料接觸的聚烯烴的極性基團形成鍵合連結。
9.權利要求8的方法，其中所說的粘結材料是含有馬來酐活性組分的聚乙烯共聚物。
10.權利要求1-9任一方法，其中電熱熔接套管的製造材料和電加熱線圈金屬線的塗敷材料，都是與第一根管子相同的塑料材料。
11.一種用來把塑料材料的第一根管子與不能同該塑料材料很好粘結的材料的第二根管子連接起來的設備，該設備包括一個用塑料材料製作的電熱熔接套管，該塑料材料是能很好粘結到第一根管子的塑料材料上的，電熱熔接套管在一端的內表面上裝有第一電加熱線圈，用以接納第一根管子，而在套管另一端的內表面上裝有第二電加熱線圈，用以接納第二根管子；放置在套管另一端的粘結材料，用以直接與套管的塑料材料接觸，並在套管另一端接納第二根管子時與該第二根管子的材料接觸，該粘結材料在被熱激活時能在套管的材料和第二根管子的材料之間產生出很好的粘結；以及接線端子，用以向第一和第二線圈通入電流，以使套管的第一端藉助於電熱熔接粘結到第一根管子上，並使套管的第二端藉助於電熱熔接並藉助於粘結材料粘結到第二根管子上。
12.權利要求11的設備，其中所說的粘結材料是熱塑性材料。
13.權利要求12的設備，其中所說的粘結材料是以第二電加熱線圈金屬線上的包層的形式出現的。
14.權利要求13的設備，其中所說的粘結材料是塗敷在第二電加熱線圈的金屬線上的。
15.權利要求12的設備，其中所說的粘結材料是覆蓋在第二電加熱線圈上的預製膜，當第二根管子插入套管的第二端時，它就與第二根管子接觸。
16.權利要求11-15的任一設備，其中所說的第一塑料材料是聚烯烴，而所說的粘結材料是含有活性極性基團的以聚烯烴為基本成分的共聚物，這種共聚物當被施加熱能後就會產生出自由基，自由基能和與粘結材料接觸的聚烯烴的極性基團發生鏈合連結。
17.權利要求16的設備，其中所說的粘結材料是含有馬來酐活性組分的聚乙烯共聚物。
18.權利要求11-17之任一項的方法，其中電熱熔接套管的製造材料和電加熱線圈金屬線的塗敷材料，都是與第一根管子相同的塑料材料。
全文摘要
提供一種連接管子的方法,它能把塑料材料的第一根管子(P
文檔編號B29C65/00GK1201416SQ96198169
公開日1998年12月9日 申請日期1996年9月18日 優先權日1995年9月20日
發明者O·卡茨 申請人:普拉森馬根麥可工業有限公司