加筋增強塑料管材及其製備方法
2023-09-18 10:11:15
專利名稱：加筋增強塑料管材及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種加筋增強塑料管材及其製備方法。
熱塑性塑料管耐腐蝕性能好，管內阻小。但其抗拉強度低，隨著壓力及管徑的增加，這一缺點顯得尤為突出。為此，人們開發了多種加筋複合管材來克服這一缺點。
ZL 93100742.9公開了一種《加筋耐壓塑料管》，它是在塑料管的外壁設置高強度的環筋和/或縱筋，從而大大提高了塑料管的強度。由於單一塑料基材，難以適應廣泛用途是其缺點。ZL 94209612.6公開了一種《金屬骨架——塑料複合管道》，是在塑料管內徑與外徑之和的一半處設置網狀筒形鋼骨架。這種骨架由上述的環筋與縱筋點焊而成。其缺點是工藝複雜，耗材多，管價高。ZL94104509.9公開了一種《製造金屬骨架——塑料複合管道的方法及裝置》，其方法是在按圓周均勻布置的縱向鋼筋上纏繞螺旋線材，用點焊方式將縱環筋固定並製成筒形鋼筋骨架，將其與塑料一起送入成型腔成型為具有金屬骨架的塑料管道，其裝置包括塑料擠出機，冷卻機構，牽引機和為實施該發明纏繞線材的滾筒機構、焊接電極以及管道成型腔，上述方法的缺點是塑料冷卻時收縮，鋼網架限制其收縮，所以管壁內存在很大內應力。
ZL 94245709.9公開的複合管材製備方法為先將筋材外包上與管材材質相同的塑料，然後在已成塑料管材外壁車出筋槽，再將包上塑料層的筋材外表面塗上粘結劑，並嵌入管壁的筋槽內粘結為整體；其缺點是管內出現負壓時，筋材與管材易脫開。
本發明的目的在於開發一種強度高、內應力小、適用性廣的加筋增強塑料管材。
本發明的另一目的是開發一種上述塑料管材的製備方法。
本發明的加筋增強塑料管材由塑料、環筋和/或縱筋構成，其特徵在於所述的塑料至少由內外兩層組成，外層包覆內層並熔合為一體；不同層的塑料，應是同一樹脂，但配方不同，如外層塑料內可加入抗靜電劑、阻燃劑、防紫外線劑等；所述的環筋或/和縱筋，設置在內層，內層可以是一層或幾層。
本發明的製備複合塑料管的方法為不同管層由不同的擠出機擠出，不同的擠出機擠出不同配方的熱熔塑料，最內層的擠出機採用直角機頭，以便縱筋穿入流道埋入管壁內層；相繼層的擠出機，均採用直角機頭包覆模具；以便層層相包並熔成一體；冷卻後的內層管外表面在牽引的過程中由繞管子轉動的纏筋機，車出螺旋形的筋槽，槽深與環向筋徑基本一致；纏筋機還將環筋嵌入上述的槽中，在相繼層的包覆模具中被外層熔融的塑料色覆並熔合成一體。此外，為克服因管上車螺旋槽和纏環筋時對管子的扭矩，增設了防止內層管轉動的裝置。
為進一步清楚具體地闡述本發明的產品與方法，結合
如下圖1為本發明加筋增強塑料管材的縱斷面圖。
圖2為本發明的產品橫斷面圖。
圖3為本發明方法的設備示意圖。
如圖所示，1為塑料內層，2為縱筋，3為環筋，4為外層塑料，5為縱筋盤架，6為1#擠出機，7為冷卻裝置，8為防轉裝置，9為纏環筋機，10為2#擠出機，11為噴淋水箱，12為牽引裝置，13為切割機，14為管架，15為管材。
如圖1和圖2所示，本發明的產品由環筋3和/或縱筋2以及熱塑性內層塑料1和外層塑4構成，至少由兩層構成，層間相互熔合。
如圖3所示，本發明的製備方法如下縱筋2從縱筋架5上按均勻的環向間距送入擠出機6，熔後的塑料1在管材模具中成型為內層管材，經冷卻裝置7將塑料管材冷卻硬化，防轉裝置8確保塑料管材牽引中不發生轉動，纏繞機9在管上車槽後將環筋3纏繞在塑料管的筋槽中；再進入2#擠出機，包裹外層塑料、冷卻；包覆過程可重複多次進行，形成多層管材，最後經噴淋水箱冷卻，用牽引裝置12將管材牽引行進，根據需要用切割機13切割成一定的長度，順著管架14將成品管材15送出備用。
實施例1一種高密度聚乙烯(HDPE)雙層加筋管，外徑200mm，總壁厚6.2mm，外包覆層厚1.5mm，其中加有2.5％的碳黑；內層厚度4.7mm、純HDPE，白色。兩層熔為一體，縱筋包含在內層，縱筋為24根0.8mm的鋼絲，環筋為直徑1.0mm鋼絲，其間距5mm，管材的額定工作壓力為1.6MPa。製作方法如上述。
實施例2一種HDPE雙層環筋塑料管，外徑110mm，總厚度3mm，外層1.2mm，加有2.5％碳黑，黑色；內層厚1.8mm，自色，兩層熔為一體，無縱筋，環筋鋼絲直徑0.7mm，間距5mm，額定工作壓力1.6MPa。製作方法同實施例1。
本發明的管材，可以根據不同用途和需要，內外層採用不同配方的塑料，這不僅可保證產品的質量，亦可降低產品的成本。本發明的製備方法，採用兩臺以上的擠出機，所以不同層可用不同配方的塑料，內層冷卻後再包裹第二層，塑料中的內應力小。
權利要求
1.一種加筋增強塑料管材，由塑料、環筋和/或縱筋構成，其特徵在於所述管材的管壁塑料至少為兩層不同配方的同種塑料。
2.一種如權利要求1所述的加筋增強塑料管材的製備方法，其特徵在於不同管層由不同的擠出機擠出，不同的擠出機擠出不同配方的熱熔塑料，最內層的擠出機採用直角機頭，以便縱筋穿入流道埋入管壁內層；相繼層的擠出機，均採用直角機頭包覆模具，以便層層相包並熔成一體；冷卻後硬化的內層管上在牽引的過程中由繞管子轉動的纏筋機車出螺旋形的筋槽，槽深與環向筋徑基本一致；環筋機將環向筋嵌入上述的槽中，在相繼層的包覆模具中被外層熔融的塑料色覆並熔合成一體，層層包覆過程如法泡製。
全文摘要
本發明涉及一種加筋增強塑料管材及其製備方法,所述管材的管壁塑料至少由兩層組成,每層採用不同配方的同種塑料,塑料中加有環筋和/或縱筋,其方法步驟為:模具中連續穿入縱筋,在擠出機中將熱熔的塑料擠出成型、冷卻、刻槽、纏繞環筋,再包覆不同配方的塑料形成多層加筋增強塑料管。該塑料管強度高、內應力小、成本低、質量高。
文檔編號F16L9/128GK1263223SQ9910166
公開日2000年8月16日 申請日期1999年2月11日 優先權日1999年2月11日
發明者張國祥 申請人:張國祥