高強度hdpe波紋管的製作方法
2023-05-28 09:21:26 1
專利名稱：高強度hdpe波紋管的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種波紋管，特別涉及一種高強度HDPE波紋管。
背景技術：
給排水管廣泛用於公路、鐵路路基、地鐵工程、廢棄物填埋場、隧道、綠化帶、運動場等給排水領域，以及農業、園藝之地下灌溉和排水系統。現有的金屬給排水管因為長埋地下，特別容易腐蝕生鏽，甚至造成穿孔、堵塞等嚴重問題。目前，HDPE波紋管發展很快，它正在各個領域中不斷的取代各種金屬管材和其它傳統材料的管材。現在HDPE波紋管多以聚乙烯管材為主導，雖然一定程度上解決了現有金屬管易腐蝕生鏽的問題，但普遍存在著抗衝擊性差、耐壓強度不高、易受氣候影響、不耐日曬等缺陷。如中國專利200910185480. 2公開的一種帶線纜孔的給排水管，包括截面中空的管體，所述管體分為內外兩層，分別為內層和外層，且內層和外層之間形成一定的空間。此專利結構簡單，製作方便，但是其抗壓、抗衝擊性能不佳。
發明內容
本發明的目的是要提供一種高強度HDPE波紋管，以解決現有管道容易腐蝕生鏽、易受氣候影響、易堵塞、力學性能差等技術問題。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是一種高強度HDPE波紋管，所述波紋管最裡層為HDPE芯管，所述HDPE芯管外包裹有第一不鏽鋼網層，第一不鏽鋼網層外包裹有HDPE中間結合層，所述HDPE中間結合層外壁上包裹有第二不鏽鋼網層，第二不鏽鋼網層外包裹有環形波紋狀的外層。
作為優選，所述HDPE中間結合層由以下組分按重量比製成HDPE樹脂(高密度聚乙烯)50份，山梨醇O. 2 1.1份，熱塑性聚氨酯彈性體(TPU) 3 8份。作為優選，外層由以下組分按重量比製成HDPE樹脂80 85份、複合填充劑5 10份、四[β- (3, 5-二叔丁基-4-輕基苯基)丙酸]季戍四醇酯O. 3 O. 5份、鄰輕基苯甲酸苯酯O. 3 O. 5份、聚乙烯蠟O. 2 O. 3份。作為優選，HDPE芯管由以下組分按重量比製成HDPE樹脂50份，複合填充劑5份。作為優選，所述複合填充劑由以下組分按重量比製成二氧化矽50% 60%，赤鐵礦4% 7%，硫酸鈣晶須5% 10%，矽灰石5% 10%，方鈉石5% 10%，碳酸鈣8% 15%。由於HDPE中間結合層中加了熱塑性聚氨酯彈性體。彈性體對多層聚乙烯有良好的結合作用，與山梨醇協同作用，可以有效的提高製品的韌性和剛性、熱變形溫度、尺寸穩定性。複合填充劑顆粒結構特點和表面活性，熱塑彈性體聚乙烯層能夠保持管道的溫度不易受環境的影響。新型材料賦予本發明較高的物理力學性能；使得本發明的耐氣候老化性，是一般的PVC塑料製品所不能比擬的。同時由於複合填充劑的加人，可以全部取代常用的有毒的熱穩定劑，使製品毒性和成本大大降低。
本發明具有優異的化學穩定性、耐老化及耐環境應力開裂、高適用性、結合強度高、無毒無刺激、耐腐蝕、不易生鏽、重量輕等特點。其第一、第二不鏽鋼網層能夠增加高強度HDPE波紋管耐壓強度，促使高強度HDPE波紋管不易發生破裂，在同等負荷的條件下，該HDPE波紋管的耐磨性甚至比鋼管還要高几倍，同時具有良好的抗衝擊性能，應用時只需要較薄的管壁就可以滿足要求。因此其應用前景樂觀，是混凝土管和鑄鐵管更新換代產品。
圖1是本發明的結構示意 圖2是本發明結構剖視圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。圖1是本發明的結構示意圖；圖2是本發明結構剖視圖。由圖1結合圖2可知，該高強度HDPE波紋管主要由環形波紋狀的外層1、HDPE中間結合層4、HDPE芯管5等構成。HDPE芯管5外包裹有第一不鏽鋼網層3，第一不鏽鋼網層3外包裹有HDPE中間結合層4。HDPE中間結合層4外壁上包裹有第二不鏽鋼網層31，第二不鏽鋼網層31外包裹有環形波紋狀的外層I。HDPE中間結合層是一種高性能粘接材料，同時，其分子結構中的極性鍵與鋼有極強的粘接性能，有效的解決了鋼一PE的界面問題。因此，這種管材克服了常見的直接擠出複合型以鋼絲或鋼板增強的PE複合管材最大的缺陷(鋼板和塑料之間無連接因子，塑料是機械地將鋼絲或鋼板包裹在其中，存放或使用過程中的溫度應力和內壓環應力，使金屬一塑料界面出現間隙，當管材埠封口不好或管材開口封口不好時，會引起層間竄水，致使管材內壓破壞問題)。 以下是高強度HDPE波紋管制造中的幾個實例。實施例1 :按重量比將HDPE樹脂(高密度聚乙烯)50份、山梨醇O. 5份、熱塑性聚氨酯彈性體5份投入第一擠塑機料鬥；按重量比將HDPE樹脂80，複合填充劑(按重量百分比由以下組分構成二氧化矽50%、赤鐵礦7%、硫酸鈣晶須10%、矽灰石10%，方鈉石8%，碳酸鈣15%)5份，四[β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯O. 3份、鄰羥基苯甲酸苯酯O. 4份、聚乙烯蠟O. 2份混合後投入第二擠塑機料鬥內；按重量比將HDPE樹脂50份、複合填充劑(按重量百分比由以下組分構成二氧化矽50%、赤鐵礦7%、硫酸鈣晶須10%、矽灰石10%，方鈉石8%，碳酸鈣15%) 5份混合後投入第三擠塑機料鬥內；生產時，第三擠塑機將HDPE芯管5擠出，擠出後的HDPE芯管5經過水冷和定徑後，不鏽鋼絲分別從左右兩邊以左旋右旋的方式纏繞在HDPE芯管5上，纏繞的角度為50度，使得管材軸向和環向均勻受力，形成為第一不鏽鋼網層3。在HDPE芯管5上纏繞後經過加熱，HDPE中間結合層4由第二擠塑機擠出將HDPE芯管5包裹，擠出後的HDPE中間結合層4經過水冷和定徑後，不鏽鋼絲分別從左右兩邊以左旋右旋的方式纏繞在HDPE中間結合層4上，纏繞的角度為50度，使得管材軸向和環向均勻受力，形成為第二不鏽鋼網層31 ;在HDPE中間結合層4上纏繞後，經過加熱，由第一擠塑機擠出環形波紋狀外層I擠出包裹。保證高強度鋼絲與內外層HDPE之間熱熔粘為一體，從而獲得優異的高強度HDPE波紋管材。
實施例2 :按重量比將HDPE樹脂(高密度聚乙烯)50份、山梨醇1.1份、熱塑性聚氨酯彈性體3份投入第一擠塑機料鬥；按重量比將HDPE樹脂82，複合填充劑(按重量百分比由以下組分構成二氧化矽50%、赤鐵礦7%、硫酸鈣晶須10%、矽灰石10%，方鈉石8%，碳酸鈣15%)8份，四[β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯O. 4份、鄰羥基苯甲酸苯酯O. 3份、聚乙烯蠟O. 2份混合後投入第二擠塑機料鬥內；按重量比將HDPE樹脂50份、複合填充劑5份(按重量百分比由以下組分構成二氧化矽50%、赤鐵礦7%、硫酸鈣晶須10%、娃灰石10%,方鈉石8%,碳酸I丐15%)混合後投入第三擠塑機料鬥內；生產方式同上。實施例3 :按重量比將HDPE樹脂(高密度聚乙烯)50份、，山梨醇O. 2份、熱塑性聚氨酯彈性體8份投入第一擠塑機料鬥；按重量比將HDPE樹脂85，複合填充劑(按重量百分比由以下組分構成二氧化矽50%、赤鐵礦7%、硫酸鈣晶須10%、矽灰石10%，方鈉石8%，碳酸鈣15%) 10份，四[β- (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯O. 5份、鄰羥基苯甲酸苯酯O. 5份、聚乙烯蠟O. 2份混合後投入第二擠塑機料鬥內；按重量比將HDPE樹脂50份、複合填充劑5份(按重量百分比由以下組分構成二氧化矽50%、赤鐵礦7%、硫酸鈣晶須10%、娃灰石10%,方鈉石8%,碳酸I丐15%)混合後投入第三擠塑機料鬥內；生產方式同上。為了驗證本發明的效果，將實施例1-3比其它公司現有HDPE波紋管進行對比，具體如下表所示。表1:兩種波紋管之間的對比實驗結果
權利要求
1.一種高強度HDPE波紋管，其特徵是所述波紋管最裡層為HDPE芯管，所述HDPE芯管外包裹有第一不鏽鋼網層，第一不鏽鋼網層外包裹有HDPE中間結合層，所述HDPE中間結合層外壁上包裹有第二不鏽鋼網層，第二不鏽鋼網層外包裹有環形波紋狀的外層。
2.根據權利要求1所述的高強度HDPE波紋管，其特徵是所述HDPE中間結合層由以下組分按重量比製成=HDPE樹脂50份，山梨醇O. 2 1.1份，熱塑性聚氨酯彈性體3 8份。
3.根據權利要求1所述的高強度HDPE波紋管，其特徵是所述外層由以下組分按重量比製成HDPE樹脂80 85份、複合填充劑5 10份、四[β - (3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯O. 3 O. 5份、鄰羥基苯甲酸苯酯O. 3 O. 5份、聚乙烯蠟O. 2 O.3 份。
4.根據權利要求1所述的高強度HDPE波紋管，其特徵是所述HDPE芯管由以下組分按重量比製成HDPE50份，複合填充劑5份。
5.根據權利要求3或4所述的高強度HDPE波紋管，其特徵是所述複合填充劑由以下組分按重量比製成二氧化矽50% 60%，赤鐵礦4% 7%，硫酸鈣晶須5% 10%，矽灰石5% 10%,方鈉石5% 10%，碳酸鈣8% 15%。
全文摘要
一種高強度HDPE波紋管，所述水管最裡層為HDPE芯管，所述HDPE芯管外包裹有第一不鏽鋼網層，第一不鏽鋼網層外包裹有HDPE中間結合層，所述HDPE中間結合層外壁上包裹有第二不鏽鋼網層，第二不鏽鋼網層外包裹有環形波紋狀的外層。本發明具有優異的化學穩定性、耐老化及耐環境應力開裂、高適用性、結合強度高、無毒無刺激、耐腐蝕、不易生鏽、重量輕等特點。其第一、第二不鏽鋼網層能夠增加高強度HDPE波紋管耐壓強度，促使高強度HDPE波紋管不易發生破裂，在同等負荷的條件下，該HDPE波紋管的耐磨性甚至比鋼管還要高几倍，同時具有良好的抗衝擊性能。因此其應用前景樂觀，是混凝土管和鑄鐵管更新換代產品。
文檔編號C08K5/053GK103062519SQ20121032408
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月5日 優先權日2012年9月5日
發明者周偉, 林風, 郭翠芳 申請人:郭翠芳