CN100520139C - 由缠绕材料构成管材壁的大口径高强度塑料缠绕管及制法 - Google Patents
由缠绕材料构成管材壁的大口径高强度塑料缠绕管及制法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明系由缠绕材料构成管材壁的大口径高强度塑料缠绕管及制法，缠绕材料是由内芯和外层构成的复合塑料型材，规则、镜像或相间错位排列，相邻侧壁/周边间熔融互接或相邻侧壁/周边间施加熔结材料熔融粘结，螺旋缠绕构成管材壁；缠绕材料经过拉伸，使分子沿型材的纵向方向取向；其外层是热塑性塑料，其内芯是在塑料基材内复合有增强材料和/或阻燃材料和/或抗静电材料；熔接材料为塑料聚合物，或施加有增强和/或阻燃和/或抗静电材料，形成塑化熔融的共挤物；增强材料在缠绕材料和/或熔接材料中的分布，是沿着高强度缠绕管材轴线的螺旋方向取向分布。具有更高的抗冲击性、屈服强度、阻燃和抗静电能力，用小设备就能生产出大口径管材。
Description
技术领域
本发明属于工程部件领域，具体涉及一种大口径高强度塑料缠绕管材。其直径可以达到300～6000mm，适用于在给、排水管道等方面应用。
背景技术
塑料管材因重量轻、耐腐、流阻小、施工方便、使用寿命长等一系列优越性能，正逐步替代铸铁管、水泥管、陶瓷管等传统管材，在供排水领域得到日益广泛的应用。
在现有技术中，塑料管材挤出过程分子排列沿管材轴向取向，使管材纵向拉伸强度高、环向应力强度低，而管材在内压作用下，所受的环应力比拉应力大，使得材料的强度在耐压性能方面没有得到充分的发挥。
另外，由于塑料材料本身的强度所限，使塑料管材在高压供、排水领域仍无法满足要求，使用领域受到一定限制。还由于用传统的生产设备生产实壁管材，设备投入较大，技术上难以实现，到目前为止直径大于2000mm的大口径实壁塑料管的生产，还未见报道。
发明内容
本申请的发明目的，是在塑料基材中施加增强材料，使增强材料沿管材环向方向高度取向，使成品管材的环应力和环刚度大幅度提高，以提高塑料材料本身的强度；另外通过加工方式和生产设备改进，生产出大口径实壁管材。
本发明是通过如下技术方案实施的：
研制一种由缠绕材料构成管材壁的大口径高强度塑料缠绕管材，其特征是：
(1)所述的缠绕材料截面形状为规则或不规则的正方形、矩形、平行四边形、菱形、梯形、三角形、椭圆形或圆形；
(2)所述的缠绕材料规则排列、镜像排列或相间错位排列，螺旋缠绕构成管材壁；
(3)所述的管材壁：
a.由一层缠绕材料相邻侧壁间熔融互接，规则排列复合构成一体；
b.或由一层以上缠绕材料相邻周边间熔融互接，镜像排列或相间错位排列复合构成一体；
c.或由一层缠绕材料相邻侧壁间施加熔接材料熔融粘接，规则排列复合构成一体；
d.或由一层以上缠绕材料相邻周边间施加熔接材料熔融粘接，镜像排列或相间错位排列复合构成一体；
(4)所述的缠绕材料：
a.是由内芯和外层构成的复合塑料型材，其外层是热塑性塑料或施加有增强材料和/或阻燃材料和/或抗静电材料的热塑性塑料，其内芯是在热塑性塑料基材内施加有添加材料——增强材料和/或阻燃材料；
b.或是施加有增强材料和/或阻燃材料和/或抗静电材料的实心热塑性塑料塑料型材；
(5)所述的熔接材料为添加有增强材料和/或阻燃材料和/或抗静电材料的聚合物树脂，形成塑化熔融的共挤物；
(6)所述增强材料在缠绕材料和/或熔接材料中的分布，是沿着高强度缠绕管材轴线的螺旋方向取向分布；
(7)所述增强材料是有机纤维和/或无机纤维和/或天然纤维和/或金属纤维。
上述的由缠绕材料构成管材壁的大口径高强度塑料缠绕管材，其特征是增强材料为玻璃纤维、硅酸铝纤维、碳/石墨纤维、芳纶纤维、硼纤维、陶瓷纤维、热塑性聚脂纤维、聚酰胺纤维、超高分子量聚丙烯纤维、聚亚苯基苯并二噁唑纤维、剑麻纤维或不锈钢纤维。
上述的由缠绕材料构成管材壁的大口径高强度塑料缠绕管材，其特征是所述的阻燃材料为十溴二苯醚、三氧化二锑的组合或十溴二苯醚、三氧化二锑和硼酸锌的组合。
上述的由缠绕材料构成管材壁的大口径高强度塑料缠绕管材，其特征是抗静电材料是导电碳黑。
本发明同时提供了上述的由缠绕材料构成管材壁的大口径高强度塑料缠绕管材的制法，其特征是：
(1)所述的缠绕材料：
a.是由内芯和外层构成的复合塑料型材时，塑料基材与各添加材料的重量配料比为：
缠绕材料内芯的重量配比为：
塑料基材∶增强材料∶阻燃材料＝1∶0.03～0.8∶0～0.2；
缠绕材料外层的重量配比为：
塑料基材∶增强材料∶阻燃材料∶抗静电材料＝1∶0.03～0.8∶0～0.2∶0～0.5；
b.是实心的塑料型材时，塑料基材与各添加材料的重量配料比为：
塑料基材∶增强材料∶阻燃材料∶抗静电材料＝1∶0.03～0.8∶0～0.2∶0～0.5；
(2)所述的熔接材料中，塑料基材与各添加材料的重量配料比为：
塑料基材∶增强材料∶阻燃材料∶抗静电材料＝1∶0.03～0.8∶0～0.2∶0～0.5；
(3)所述的塑料基材与添加材料混合均匀，由挤出机连续挤出施加有添加材料的实心塑料型材；或用两层共挤或复合的方法，在施加有增强材料的实心塑料型材外侧包覆外层，形成内芯是含有增强材料的塑料，外层是热塑性塑料或施加有阻燃材料和/或抗静电材料；或内芯施加有增强材料和/或阻燃材料，外层是施加有阻燃材料和/或抗静电材料的塑料；内芯与外层是包裹或包覆式结构的缠绕材料；
(4)通过缠绕机将表面熔融的缠绕材料进行施压缠绕，使型材相邻侧壁熔融互接；或把熔融的熔接材料施加于缠绕中的缠绕材料相邻侧壁或相邻周边间，施压使之熔融粘接复合为—体；
(5)通过旋转滚压装置对缠绕成型的管材壁进行滚压，使管材壁规整圆滑。
上述的由缠绕材料构成管材壁的大口径高强度塑料缠绕管材的制法，其特征是：
(1)由挤出机挤出塑料型材，由缠绕机将表面熔融的塑料型材叠压缠绕，或叠压缠绕的同时将熔接材料施加于表面熔融的塑料型材相邻周边间，形成多层缠绕材料结构的管材，或多层缠绕材料和熔接材料熔接结构的管材；再通过旋转滚压装置对缠绕成型的管材壁进行滚压，使管材壁规整、圆滑、密实；
(2)由一台挤出机同时连续挤出多条塑料型材，由缠绕机将表面熔融的塑料型材紧密缠绕，或紧密缠绕的同时将熔接材料施加于表面熔融的塑料型材相邻周边间，形成多层缠绕材料结构的管材或多层缠绕材料和熔接材料结构的管材；再通过旋转滚压装置对缠绕成型的管材壁进行滚压，使管材壁规整、圆滑、密实；
(3)由两台以上挤出机同时连续挤出两条以上塑料型材，由缠绕机将表面熔融的塑料型材紧密缠绕，或紧密缠绕的同时将熔接材料施加于表面熔融的塑料型材相互连接处，生产出多层缠绕材料结构的管材或多层缠绕材料和熔接材料熔接结构的管材；再通过旋转滚压装置对缠绕成型的管材壁进行滚压，使管材壁规整、圆滑、密实；
(4)由一台挤出机连续挤出一条塑料型材，由左右移动的缠绕机对表面熔融的塑料型材进行至少两次交叉缠绕，或在缠绕的同时将熔接材料施加于表面熔融的塑料型材相邻周边间，形成多层缠绕材料结构的管材，或多层缠绕材料和熔接材料熔接结构的管材；再通过旋转滚压装置对缠绕成型的管材壁进行滚压，使管材壁规整、圆滑、密实。
上述的由缠绕材料构成管材壁的大口径高强度塑料缠绕管材的制法，其特征是通过如下方法可以使增强材料沿挤出缠绕型材的纵向方向取向：
(1)塑料型材通过牵引拉伸或多级牵引拉伸使增强材料沿塑料型材的纵向取向分布；
(2)在模具模头的出口端或定型区的前端，设置网孔或梳理部件；网孔或梳理部件设置为钢丝网或钢板网或梳板，当复合有增强材料的聚合物通过高密度孔目时自动被梳理、排序整理，使增强材料沿型材的纵向取向分布；
(3)塑料挤出机机头的挤出/牵引速度设置为3～3000mm/s；通过较高的机头挤出速度，使增强材料沿型材的纵向取向分布；
(4)模头压缩比设置为1～100；加大模头压缩比，可强化增强纤维沿挤出方向舒展排列，使增强材料沿型材的纵向取向分布。
与现有技术比较，本发明的优点是：
1.在型材中复合有增强材料，具有比普通塑料更高的拉伸强度和弹性模量。
2.通过加工方式的改变，使增强材料沿管材环向高度取向，使管材环应力和环刚度大幅度提高。
3.增加了阻燃和导电材料，具有良好的阻燃和导静电能力，可安全地适用于矿山、煤粉和化工厂等含粉尘高、易于引发***的场合。
4.此生产方式无需增加很大的设备投资，用小的设备就能生产出超大口径管材，大大减少设备投资。
附图说明
图1是本发明管材的形态及局部剖视示意图；
图2是本发明管材的另一种形态及局部剖视示意图；
图3是复合塑料型材放大剖视示意图；
图4是另一种塑料型材放大剖视示意图；
图5是一种管材壁结构局部放大结构示意图；
图6是另一种管材壁结构局部放大结构示意图；
图7是再一种管材壁结构局部放大结构示意图；
图8是又一种管材壁结构局部放大结构示意图；
图9是另一种管材壁结构局部放大结构示意图；
图10是又一种管材壁结构局部放大结构示意图；
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图22是又一种管材壁结构局部放大结构示意图；
图23是另一种管材壁结构局部放大结构示意图；
图24是又一种管材壁结构局部放大结构示意图；
图25～28是显示缠绕材料经拉伸后，型材的截面变成不规则的形态示意图；
图29是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步阐述：
参见图1，图中显示为一种大口径高强度塑料缠绕管材，缠绕材料分为内芯3和外层4；其中，1为大口径高强度塑料缠绕管材的外表面；2为大口径高强度塑料缠绕管材的内表面；A为此种大口径高强度塑料缠绕管材的局部剖面放大结构示意图，显示缠绕材料分为内芯3和外层4。
参见图2，图中显示为另一种大口径高强度塑料缠绕管材，缠绕材料5为实心结构不分内芯、外层；其中，1为大口径高强度塑料缠绕管材的外表面；2为大口径高强度塑料缠绕管材的内表面；B为这种大口径高强度塑料缠绕管材的局部剖面放大结构示意图；显示缠绕材料5为实心结构不分内芯、外层。
参见图3，图中显示复合塑料型材的缠绕材料——放大结构示意，在外层4中，复合有增强材料6，阻燃材料7，抗静电材料8；在内芯3中，复合有增强材料6和阻燃材料7。
参见图4，图中显示实心结构的缠绕材料5——塑料型材放大结构示意，在型材中复合有增强材料6，阻燃材料7，抗静电材料8。
参见图5～24，显示本实用新型的各种管壁结构示意：
图5、6中，显示一种管材壁的结构，管材壁由一层缠绕材料在相邻侧壁9处熔融互接，规则排列复合构成一体，6为缠绕型材中复合的增强材料。图5的塑料型材分为内芯和外层；图6的塑料型材为一体式实心结构，不分内芯和外层。
图7、8中，显示另一种管材壁的结构，管材壁由一层缠绕材料在相邻周边10间，施加熔接材料11熔融粘接，规则排列复合构成一体，6为缠绕型材、熔接材料中复合的增强材料。图7的塑料型材分为内芯和外层；图8的塑料型材为一体式实心结构，不分内芯和外层。
图9、10中，显示再一种管材壁的结构，管材壁由一层以上缠绕材料在相邻侧壁9处熔融互接，规则排列复合构成一体，6为缠绕型材中复合的增强材料。图9的塑料型材分为内芯和外层；图10的塑料型材为一体式实心结构，不分内芯和外层。
图11、12中，显示又一种管材壁的结构，管材壁由一层以上缠绕材料在相邻周边10间，施加熔接材料11熔融粘接，规则排列复合构成一体，6为缠绕型材、熔接材料中复合的增强材料。图11的塑料型材分为内芯和外层；图12的塑料型材为一体式实心结构，不分内芯和外层。
图13、14中，显示另一种管材壁的结构，管材壁由另一种形式的一层缠绕材料在相邻侧壁9处熔融互接，规则排列复合构成一体，6为缠绕型材中复合的增强材料。图13的塑料型材分为内芯和外层；图14的塑料型材为一体式实心结构，不分内芯和外层。
图15、16中，显示又一种管材壁的结构，管材壁由又一种形式的一层缠绕材料相邻周边10间，施加熔接材料11熔融粘接，规则排列复合构成一体，6为缠绕型材、熔接材料中复合的增强材料。图15的塑料型材分为内芯和外层；图16的塑料型材为一体式实心结构，不分内芯和外层。
图17、18中，显示再一种管材壁的结构，管材壁由一层以上缠绕材料相邻侧壁9处熔融互接，镜像排列复合构成一体，6为缠绕型材中复合的增强材料。图9的塑料型材分为内芯和外层；图10的塑料型材为一体式实心结构，不分内芯和外层。
图19、20中，显示另一种管材壁的结构，管材壁由一层以上缠绕材料相邻周边10间，施加熔接材料11熔融粘接，镜像排列复合构成一体，6为缠绕型材、熔接材料中复合的增强材料。图19的塑料型材分为内芯和外层；图20的塑料型材为一体式实心结构，不分内芯和外层。
图21、22中，显示又一种管材壁的结构，管材壁由一层以上缠绕材料相邻侧壁9处熔融互接，相间错位排列复合构成一体，6为缠绕型材中复合的增强材料。图21的塑料型材分为内芯和外层；图22的塑料型材为一体式实心结构，不分内芯和外层。
图23、24中，显示再一种管材壁的结构，管材壁由一层以上缠绕材料相邻周边10间，施加熔接材料11熔融粘接，相间错位排列复合构成一体，6为缠绕型材、熔接材料中复合的增强材料。图23的塑料型材分为内芯和外层；图24的塑料型材为一体式实心结构，不分内芯和外层。
参见图25～28，显示缠绕材料经拉伸后，型材的截面变成不规则的形态示意图：
图25、26是缠绕材料5拉伸变形后，竖向为长轴的椭圆形；11为熔接材料；5为缠绕材料；
图27、28是缠绕材料5拉伸变形后，横向为长轴的椭圆形；11为熔接材料；5为缠绕材料；
参见图29，图中，通过料仓13向专用主挤出机12加料，14是二层共挤挤出机；从共挤机头/模具15处挤出混合施加了增强材料的缠绕材料的塑料型材内芯，再由同步设置的二层共挤挤出机14在型材内芯外面共挤一层外层，使型材表面可粘接性能大幅提高；型材从共挤机头/模具15处被挤出，经成对配置的牵引辊16-1、16-2、16-3牵引前行，在加热(保温)箱17-1、17-2处在加热(保温)状态下被拉伸/多级拉伸，使增强材料沿型材纵向高度取向；通过冷却箱18、导向轮19，缠绕成型机20螺旋缠绕成型，在型材粘接前通过热风枪22对型材表面进行热风加热，提高表面温度，使型材相邻侧熔融对接良好；缠绕成型的管材通过旋转的压辊23滚压使管材壁规整圆滑。
如果使用粘接材料，则通过粘接材料挤出机21挤出呈熔塑状态的粘接料，添加到型材的相邻侧壁处或型材的相邻侧壁间，再经缠绕成型机20螺旋缠绕成型。
实施例1
重量配比：
塑料基材∶增强材料∶阻燃材料∶抗静电材料＝1∶0.4∶0.1∶0.2；
用量：塑料基材PE100 100kg；
增强材料玻璃纤维 40kg；
阻燃材料十溴二苯醚 6kg；
三氧化二锑 4kg；
抗静电材料导电碳黑 20kg；原料均为市售工业品。
用上述配比，制作直径为2000mm的缠绕管。
制法：添加剂与塑料基材混合均匀，由塑料挤出机连续挤出施加有增强材料的实心塑料型材；同时把型材温度保持在50～170℃状态下牵引拉伸，使增强材料沿型材的纵向高度取向，生产出高强度的塑料型材。
其可以有两种制法，一种是：用两层共挤的方法，在施加有增强材料和阻燃材料的实心塑料型材外侧包覆外层，外层是复合有阻燃材料和抗静电材料的塑料；内芯与外层是包裹式结构的缠绕材料(如图3所示)；通过缠绕机将表面熔融的缠绕材料进行缠绕，在缠绕过程中，缠绕材料相邻侧壁间熔融互接，复合构成一体；或缠绕材料相邻侧壁间施加熔结材料熔融粘接，复合构成一体；缠绕材料规则排列、镜像排列或相间错位排列，压贴粘结为一体，螺旋缠绕构成结构壁管材的管材壁；最后，通过旋转滚压装置对缠绕成型的管材壁进行滚压，使管材壁规整圆滑(型材制成后的截面如图1所示)。
缠绕材料截面为规则或不规则的正方形、矩形、平行四边形、菱形、梯形、三角形、圆形或椭圆形的形状；或者与上述形状近似。
另一种是：由挤出机直接挤出实心的型材(如图4所示)通过缠绕机将表面熔融的缠绕材料进行缠绕，在缠绕过程中，缠绕材料相邻侧壁间熔融互接，复合构成一体；或缠绕材料相邻侧壁间施加熔接材料熔融粘接，复合构成一体；缠绕材料规则排列、镜像排列或相间错位排列，压贴粘结为一体，螺旋缠绕构成结构壁管材的管材壁；最后，通过旋转滚压装置对缠绕成型的管材壁进行滚压，使管材壁规整圆滑(型材制成后的截面如图2所示)。
本实例中，模头压缩比设置为：70～100；塑料挤出机机头的挤出速度设置为：1000～1500mm/s；在模具的模头出口处，设置网孔或梳理部件。
经检测，本发明的管材性能可满足：外观：大口径高强度塑料缠绕管材的内、外表面光洁；管材在切割后的断面平整，无毛刺；
公称环刚度： ≥12.5～18/kN/m2；(按GB/T 9647-2003热塑性塑
料管材环刚度的试验方法)
负压： ≤0.09～0.098Mpa保持100h，无塌陷
屈曲；)：(按行业标准检验)
电阻 ≤1×106Ω(内、外表面的算术平均值)：
(按MT181-88标准的规定进行)
有焰燃烧时间(酒精喷灯燃烧) 单根≤10s；
6根算术平均值≤3s；
无焰燃烧时间(酒精喷灯燃烧) 单根≤60s；
6根算术平均值≤20s；
(按MT181-88标准的规定进行)
用上述配比，制作直径为2000mm；标准尺寸比(SDR)为34.3的缠绕管，其工作压力与纯PE100、PE80实壁管相比结果如下表：
| 标准尺寸比SDR | 壁厚e/mm | 工作压力MOP/MPa | 米重Kg/m | |
| 纯PE80 | 34.3 | 58.3 | 0.48 | 335.90 |
| 纯PE100 | 34.3 | 58.3 | 0.60 | 341.23 |
| 本发明 | 34.3 | 58.3 | 3.0 | 398.10 |
用上述配比，制作直径为2000mm；工作压力(MOP)为3.0MPa的缠绕管，其标准尺寸比(SDR)与纯PE100、PE80实壁管相比结果如下表：
| 标准尺寸比SDR | 壁厚e/mm | 工作压力MOP/MPa | 米重Kg/m | 可流通截面积m<sup>2</sup> | |
| 纯PE80 | 6.33 | 315.79 | 3.0 | 1578.18 | 1.47 |
| 纯PE100 | 7.67 | 260.87 | 3.0 | 1367.59 | 1.72 |
| 本发明 | 34.3 | 58.3 | 3.0 | 398.1 | 2.79 |
本发明的管道，其标准尺寸比是纯PE100的4.5倍(即φ2000的管道可流通截面是纯PE100的1.6倍)；其壁厚仅为PE100E的22.22％；其米重仅为UHMW-PE的29％。
实施例2
重量配比：
塑料基材∶增强材料＝1∶0.8；
用量：塑料基材PE100 100kg；
增强材料玻璃纤维 80kg；
模头压缩比设置为：70～100；塑料挤出机机头的挤出/牵引速度设置为：1000～2000mm/s；
用上述配比，制作直径为2000mm；标准尺寸比(SDR)为26.0的缠绕管，其工作压力与纯PE100、PE80实壁管相比结果如下表：
| 标准尺寸比SDR | 壁厚e/mm | 工作压力MOP/MPa | 米重Kg/m | |
| 纯PE80 | 26.0 | 77.0 | 0.64 | 439.37 |
| 纯PE100 | 26.0 | 77.0 | 0.80 | 446.35 |
| 本发明 | 26.0 | 77.0 | 3.5 | 520.73 |
用上述配比，制作直径为2000mm；工作压力(MOP)为3.0MPa的缠绕管，其标准尺寸比(SDR)与纯PE100、PE80实壁管相比结果如下表：
| 标准尺寸比SDR | 壁厚e/mm | 工作压力MOP/MPa | 米重Kg/m | 可流通截面积m<sup>2</sup> | |
| 纯PE80 | 5.5 | 362.69 | 3.5 | 1790.06 | 1.28 |
| 纯PE100 | 6.7 | 297.87 | 3.5 | 1560.18 | 1.55 |
| 本发明 | 26.0 | 77.0 | 3.5 | 520.73 | 2.68 |
其余同实施例1。
实施例3
塑料基材∶增强材料∶抗静电剂＝1∶0.6∶0.2；
用量：塑料基材PE100 100kg；
增强材料玻璃纤维 60kg；
抗静电材料导电碳黑 20kg；原料均为市售工业品。
模头压缩比设置为：2～50；塑料挤出机机头的挤出/牵引速度设置为：600～1500mm/s；
用上述配比，制作直径为3000mm；标准尺寸比(SDR)为26.0的缠绕管，其工作压力与纯PE100、PE80实壁管相比结果如下表：
| 标准尺寸比SDR | 壁厚e/mm | 工作压力MOP/MPa | 米重Kg/m | |
| 纯PE80 | 26.0 | 115.4 | 0.64 | 1003.46 |
| 纯PE100 | 26.0 | 115.4 | 0.80 | 1024.36 |
| 本发明 | 26.0 | 115.4 | 3.0 | 1149.79 |
用上述配比，制作直径为3000mm；工作压力(MOP)为3.6MPa的缠绕管，其标准尺寸比(SDR)与纯PE100、PE80实壁管相比结果如下表：
| 标准尺寸比SDR | 壁厚e/mm | 工作压力MOP/MPa | 米重Kg/m | 可流通截积m<sup>2</sup> | |
| 纯PE80 | 6.33 | 473.68 | 3.0 | 3607.23 | 3.31 |
| 纯PE100 | 7.67 | 391.30 | 3.0 | 3141.16 | 3.86 |
| 本发明 | 26.0 | 115.40 | 3.0 | 1149.79 | 6.02 |
其余同实施例1。
实施例4
塑料基材∶增强材料∶阻燃剂∶抗静电剂＝1∶0.4∶0.2∶0.2；
用量：塑料基材PE100 100kg；
增强材料硅酸铝纤维长度为0.2～50mm 40kg；
阻燃材料十溴二苯醚 10kg；
三氧化二锑 5kg
硼酸锌 5kg；
抗静电材料导电碳黑 20kg；原料均市售工业品。
模头压缩比设置为：50～80；塑料挤出机机头的挤出/牵引速度设置为：300～600mm/s；
用上述配比，制作直径为4000mm；标准尺寸比(SDR)为26.0的缠绕管，其工作压力与纯PE100、PE80实壁管相比结果如下表：
| 标准尺寸比SDR | 壁厚e/mm | 工作压力MOP/MPa | 米重Kg/m | |
| 纯PE80 | 26.0 | 153.85 | 0.64 | 1783.73 |
| 纯PE100 | 26.0 | 153.85 | 0.80 | 1820.90 |
| 本发明 | 26.0 | 153.85 | 3.0 | 2043.85 |
用上述配比，制作直径为4000mm；工作压力(MOP)为3.6MPa的缠绕管，其标准尺寸比(SDR)与纯PE100、PE80实壁管相比结果如下表：
| 标准尺寸比SDR | 壁厚e/mm | 工作压力MOP/MPa | 米重Kg/m | 可流通截面积m<sup>2</sup> | |
| 纯PE80 | 6.33 | 631.58 | 3.0 | 6421.9 | 5.87 |
| 纯PE100 | 7.67 | 521.74 | 3.0 | 5584.34 | 6.86 |
| 本发明 | 26.0 | 153.85 | 3.0 | 2043.85 | 10.70 |
其余同实施例1。
实施例5
重量配比：塑料基材∶增强材料∶阻燃剂∶抗静电剂＝1∶0.4∶0.1∶0.1；
用量：塑料基材PE100 100kg；
增强材料玻璃纤维(长度为0.2～30mm) 40kg；
阻燃材料十溴二苯醚 5kg；
三氧化二锑 3kg；
硼酸锌 2kg；
抗静电材料导电碳黑 10kg；原料均为市售工业品。
模头压缩比设置为：80～100；塑料挤出机机头的挤出/牵引速度设置为：2500～3000mm/s；
用上述配比，制作直径为6000mm；标准尺寸比(SDR)为26.0的缠绕管，其工作压力与纯PE100、PE80实壁管相比结果如下表：
| 标准尺寸比SDR | 壁厚e/mm | 工作压力MOP/MPa | 米重Kg/m | |
| 纯PE80 | 26.0 | 230.8 | 0.64 | 4012.77 |
| 纯PE100 | 26.0 | 230.8 | 0.80 | 4097.39 |
| 本发明 | 26.0 | 230.8 | 3.0 | 4599.11 |
用上述配比，制作直径为6000mm；工作压力(MOP)为3.6MPa的缠绕管，其标准尺寸比(SDR)与纯PE100、PE80实壁管相比结果如下表：
| 标准尺寸比SDR | 壁厚e/mm | 工作压力MOP/MPa | 米重Kg/m | 可流通截面积m<sup>2</sup> | |
| 纯PE80 | 6.0 | 1000 | 3.0 | 15072.0 | 12.56 |
| 纯PE100 | 7.67 | 782.6 | 3.0 | 12546.6 | 15.43 |
| 本发明 | 26.0 | 230.8 | 3.0 | 4599.11 | 24.08 |
其余同实施例1。
实施例6
重量配比：塑料基材∶增强材料＝1∶0.03；
塑料基材PE100 100kg；
增强材料玻璃纤维 3kg；玻璃纤维长度为0.2～30mm；
原料均为市售工业品。
模头压缩比设置为：1～20；塑料挤出机机头的挤出/牵引速度设置为：3～300mm/s；
用上述配比，制作直径为500mm；标准尺寸比(SDR)为26的缠绕管，其工作压力与纯PE100、PE80实壁管相比结果如下表：
| 标准尺寸比SDR | 壁厚e/mm | 工作压力MOP/MPa | 米重Kg/m | |
| 纯PE80 | 26 | 19.3 | 0.64 | 27.38 |
| 纯PE100 | 26 | 19.3 | 0.80 | 27.97 |
| 本发明 | 26 | 19.3 | 1.2 | 29.13 |
用上述配比，制作直径为500mm；工作压力(MOP)为1.2MPa的缠绕管，其标准尺寸比(SDR)与纯PE100、PE80实壁管相比结果如下表：
| 标准尺寸比SDR | 壁厚e/mm | 工作压力MOP/MPa | 米重Kg/m | 可流通截面积m<sup>2</sup> | |
| 纯PE80 | 14.37 | 34.8 | 1.2 | 47.78 | 0.145 |
| 纯PE100 | 17.67 | 28.30 | 1.2 | 40.66 | 0.154 |
| 本发明 | 26 | 19.3 | 1.2 | 29.13 | 0.167 |
其余同实施例1。
实施例7
重量配比：塑料基材∶增强材料∶抗静电剂＝1∶0.2∶0.5；
塑料基材PE100 100kg；
增强材料玻璃纤维 20kg；玻璃纤维长度为0.2～30mm；
抗静电材料导电碳黑 50kg；原料均为市售工业品。
模头压缩比设置为：1～20；塑料挤出机机头的挤出/牵引速度设置为：3～300mm/s；
用上述配比，制作直径为300mm；标准尺寸比(SDR)为26的缠绕管，其工作压力与纯PE100、PE80实壁管相比结果如下表：
| 标准尺寸比SDR | 壁厚e/mm | 工作压力MOP/MPa | 米重Kg/m | |
| 纯PE80 | 26 | 11.5 | 0.64 | 10.0 |
| 纯PE100 | 26 | 11.5 | 0.80 | 10.2 |
| 本发明 | 26 | 11.5 | 1.6 | 11.4 |
用上述配比，制作直径为300mm；工作压力(MOP)为2.0MPa的缠绕管，其标准尺寸比(SDR)与纯PE100、PE80实壁管相比结果如下表：
| 标准尺寸比SDR | 壁厚e/mm | 工作压力MOP/MPa | 米重Kg/m | 可流通截面积m<sup>2</sup> | |
| 纯PE80 | 9 | 27.27 | 1.6 | 22.4 | 0.047 |
| 纯PE100 | 11 | 22.22 | 1.6 | 19.0 | 0.05 |
| 本发明 | 26 | 11.5 | 1.6 | 11.4 | 0.06 |
其余同实施例1。
Claims (1)
1.一种由缠绕材料构成管材壁的大口径高强度塑料缠绕管，其特征是，
所述的由缠绕材料构成管材壁的大口径高强度塑料缠绕管，其直径设置为300～6000mm；
(1)所述的缠绕材料截面形状为规则的平行四边形、梯形、三角形、椭圆形或圆形；
(2)所述的缠绕材料镜像排列或相间错位排列，螺旋缠绕构成管材壁；
(3)所述由缠绕材料构成的管材壁由多层缠绕材料相邻侧壁间熔融互接，镜像排列或相间错位排列复合构成一体；
(4)所述的缠绕材料：
a.是由内芯和外层构成的复合塑料型材，其外层是热塑性塑料，其内芯是在热塑性塑料基材内施加有添加材料——增强材料和阻燃材料；
b.或是施加有增强材料和阻燃材料和抗静电材料的实心热塑性塑料型材；
(5)所述增强材料在缠绕材料中的分布，是沿着高强度缠绕管材轴线的螺旋方向取向分布；
(6)所述的增强材料为玻璃纤维、硅酸铝纤维、碳/石墨纤维、芳纶纤维、硼纤维、陶瓷纤维、热塑性聚脂纤维、聚酰胺纤维、超高分子量聚丙烯纤维、聚亚苯基苯并二噁唑纤维、剑麻纤维或不锈钢纤维；
所述的阻燃材料为十溴二苯醚、三氧化二锑的组合或十溴二苯醚、三氧化二锑和硼酸锌的组合；
所述的抗静电材料为导电碳黑。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: ZIBO FOSHAN SPECIAL PLASTIC CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: LI SHOUSHAN Effective date: 20091113 |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20091113 Address after: Shandong city of Zibo province high tech Zone Wanjie Road No. 115 Patentee after: Zibo Shoushan special plastic Co., Ltd. Address before: Shandong city of Zibo province high tech Zone Wanjie Road No. 115 Patentee before: Li Shoushan |
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Assignee: Shandong Zhongke Nanoture Material Co., Ltd. Assignor: Zibo Shoushan special plastic Co., Ltd. Contract record no.: 2011370000588 Denomination of invention: Heavy caliber high-strength plastic wound pipe having pipe wall made of wrapping material and manufacture method therefor Granted publication date: 20090729 License type: Exclusive License Open date: 20070815 Record date: 20111227 |
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Granted publication date: 20090729 Termination date: 20180207 |
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