CN105318116B - 一种覆塑带增强中空壁缠绕管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种覆塑带增强中空壁缠绕管及其制造方法，覆塑带增强中空壁缠绕管包括方管、融胶、覆塑带；覆塑带纵向置于方管其中一个侧面或者两侧形成覆塑带增强方管；所述覆塑带增强方管设置在滚筒模具上螺旋缠绕，并由挤出熔融状融胶粘合缝隙，从而形成覆塑带增强中空壁缠绕管；其制造方法主要包括方管的挤出定型、覆塑增强带的贴合以缠绕成型。该覆塑带增强中空壁缠绕管结构简单、米重更轻，生产工艺简单，具有节能环保的特点。

Description

一种覆塑带增强中空壁缠绕管及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种管材，尤其是一种覆塑带增强中空壁缠绕管及其制造方法。
背景技术
中空壁缠绕管是一种以高密度聚乙烯(HDPE)为原料，采用热态缠绕成型工艺制成的结构壁管材，该管材一种新型耐酸、防腐、抗压、无毒的绿色环保管材，属于环保节能型高新技术产品，是水泥管、铸铁管、玻璃管、PVC-U波纹管等最理想的换代产品。HDPE是高分子聚合物，使中空壁缠绕管材有很好的柔韧性和整体抗外压能力，在有超重荷载路面下使用时，可保证通行安全。由于管材的柔韧性，发生地震、地面不均匀沉降等地质活动时，能将管道破坏损失降为最小，提高了公用设施抗震减灾的能力。管道采用缠绕工艺成型，在节省材料的前提下，提高了管材的环刚度。高密度聚乙烯具有极强的耐腐蚀和抗化学物质侵蚀的能力，在输送腐蚀流体或在腐蚀性极强的土壤中敷设时无须任何防腐处理，性能大大优于其它管材。由于其优异的耐老化性能，作为埋地管道使用，可确保50年的使用寿命。高密度聚乙烯缠绕结构壁管材在加工过程中不加任何助剂，100％使用高密度聚乙烯无任何毒性，不结垢，不繁殖微生物。产品在生产过程中冷却水循环使用，对环境无污染物产生，同牌号的废旧管道可100％回收再利用。中空壁缠绕管材内壁糙率N约为0.010，因此输送流体时比摩阻小，在同等使用条件下输水量较水泥管可大幅度提高。因此可用内径较小的中空壁缠绕管替代内径较大的水泥管，降低了工程造价。管内壁糙率低，输水量大，在应用中，同等条件下使用中空壁缠绕管工程的可靠性与传统管材相比都将提高，综合效益明显，特别是在施工场地狭窄、建筑密集、地下管线复杂和交通繁忙路段以及在酸碱性土壤铺设时，更具优越性。
由于中空缠绕管具有诸多优良性能，该管材适用于输送水温度在45℃以下的市政排水、建筑室外排水、埋地农田输排水、工业排污、道路排水、污水处理厂、运动场广场工程排水及电气电信工程等。近年来，随着对中空缠绕管的大量需求，并为克服之前的一些技术缺陷，出现了许多针对这些技术缺陷的改进，如在申请号200610021292.2的中国专利公开了一种HDPE、PVC塑塑复合缠绕管，包括矩形空心带材和HDPE塑料填充体构成，所述的矩形空心带材的管壁由内到外分别是PVC塑料层、复合胶粘结层和HDPE塑料层，采用了多层复杂结构，或许具有良好的性能，但生产加工工艺难度必然加大，而且多层复杂结构不利于保证生产质量。又如申请号为201210192872.3的中国专利公开了一种玻纤增强HDPE双壁缠绕管，由HDPE原料与长玻璃纤维混合后挤出的中空方管缠绕形成，主要是挤出原料的改进，但玻璃纤维与塑料的混合，均匀性难以保证，而且挤出时管壁光滑度必然受到影响。又如申请号为201310001048.X的中国专利公开了一种玻纤增强中空壁聚乙烯缠绕管，由中空方管缠绕形成，但在热熔胶焊接时同步缠绕有至少一根PP/PE复合包覆长玻纤束；将增强玻璃纤维设置在热熔胶中，很难保证其具有增强效果，并不能增强中空方管的环刚度。
发明内容
本发明的目的是，克服现有技术方法的不足，提供一种环刚度高、结构简单、米重更轻，并且生产工艺简单，节约环保的覆塑带增强中空壁缠绕管，以及制造这种覆塑带增强中空壁缠绕管的方法。
为实现上述发明目的，提出了如下技术方案：
一种覆塑带增强中空壁缠绕管，包括方管、融胶、覆塑带；覆塑带纵向置于方管其中一个侧面或者两侧形成覆塑带增强方管，所述覆塑带增强方管设置在滚筒模具上螺旋缠绕，并由挤出熔融状融胶粘合缝隙，从而形成覆塑带增强中空壁缠绕管。该覆塑带设置在中空方管的两侧，加强了中空方管的径向刚度，显然能够很好的增强缠绕管的环刚度，而且覆塑带设置成为分离形式，能够很好的保证结构的稳定性，而且可以根据需要设置多组覆塑带。
所述覆塑带包括塑料带体和加强芯，所述加强芯设置在塑料带体之中，加强芯为带状或者线状的金属、塑料、纤维、布料等，如金属带、金属线、塑料纤维、塑料带、玻璃纤维、麻布带。
所述的覆塑带为纤维增强覆塑带，包括塑料带体和若干根长纤维，长纤维设置在塑料带体之中；所述的长纤维可为玻璃纤维、聚酯纤维等。
所述的覆塑带为金属增强覆塑带，其中括塑料带体和金属带，所述金属带设置在塑料带体之中；所述的金属带可为钢带、铝带等。
所述的塑料可为聚丙烯、聚乙烯及其混合物或热熔胶或其他塑料。
为了获得上述覆塑带增强中空壁缠绕管，本发明还公开了该覆塑带增强中空壁缠绕管的制造方法，其制造步骤如下：
1)预先混合塑料原料后经方管出机加热熔融挤出形状料胚，同时将经预热后的覆塑增强带贴近熔融状态的料胚表面，然后形状料胚与覆塑增强带一起进入冷却定型装置，形成覆塑带增强方管；
2)将冷却定型好的覆塑带增强方管设置在缠绕机的滚筒模具经缠绕并由融胶挤出机挤出熔融状融胶粘合缝隙，通过压轮滚压并冷却，定长切割成为管材；
上述制造方法中覆塑增强带表面预热温度至少为50℃。
为了获得上述覆塑带增强中空壁缠绕管，本发明还公开了另外一种该覆塑带增强中空壁缠绕管的制造方法，其制造步骤如下：
1)预先混合塑料原料经方管出机加热熔融挤出形状料胚，经冷却定型装置，形成方管；
2)将经加热的覆塑增强带贴近方管表面，通过压轮滚压，形成覆塑带增强方管；
3)将复合好的覆塑带增强方管设置在缠绕机的滚筒模具经缠绕并由融胶挤出机挤出熔融状融胶粘合缝隙，通过压轮滚压并冷却，定长切割成为管材；
上述制造方法中覆塑增强带表面温度至少为160℃。
覆塑增强带与方管贴合时，可以同时贴合方管的两侧，或者在方管的一侧设置一组以上的覆塑增强带。所述覆塑增强带预先由挤出机生产，将塑料带体原料加热熔融状，将长纤维或者金属带设置在同一个挤出成型模具口中，使得熔融状塑料原料包裹在长纤维或者金属带四周，然后同时从挤出成型模具口挤出，经冷却定型，收卷成覆塑增强带。
对于纤维增强覆塑带，所述的预热或加热办法可为电阻加热、红外加热；对于金属带增强覆塑带，除了上述加热办法，还可以采用高频加热。
所述预先混合的塑料原料配方为HDPE塑料100份，增刚母料25-50份，黑色母1-3份，吸水母料2.5-5份，增韧剂0-10份，相容剂0-5份；所述的HDPE塑料的弯曲模量在1000MPa以上，是新料及回收再生料的混合物；所述的增韧剂可以为POE、SBS、SEBS、CPE、LLDPE、LDPE的一种或几种混合物，或POE、SBS、SEBS、CPE、LLDPE、LDPE的马来酸酐接枝物的一种或几种混合物，所述的相容剂为PE、POE、SBS或SEBS接枝马来酸酐化合物。所述HDPE中空缠绕管的原料配方，使得方管具有良好的热塑性、抗氧化、抗腐蚀、无毒，化学性能稳定。
该发明的有益效果：
本发明中的覆塑带增强中空壁缠绕管在中空方管的两侧设置有覆塑带，加强了中空方管的径向承载能力，增强了缠绕管的环刚度，而且覆塑带设置成为分离形式，能够很好的保证结构的稳定性，而且可以根据需要设置多组覆塑带。并且，为了获得上述覆塑带增强中空壁缠绕管，本发明设计了两种该覆塑带增强中空壁缠绕管的制造方法，上述制造方法工艺简单、利用现有缠绕管生产工艺容易实现。该覆塑带增强中空壁缠绕管结构简单、米重更轻，生产工艺简单，具有节能环保的特点。
附图说明
图1是覆塑带增强中空壁缠绕管轴向剖视图；
图2是覆塑带增强方管截面图；
图3是纤维增强覆塑带截面图；
图4是金属增强覆塑带截面图；
图5是生产线工艺布局简图一；
图6是生产线工艺布局简图二；
其中，1、方管；2、融胶；3、覆塑带；31、塑料带体；32、长纤维；33、金属带；41、方管挤出机；42、覆塑增强带放带装置；43、定型冷却装置；44、融胶挤出机；45、缠绕机；46、托管架；47、切割机；48、料胚；49、覆塑增强带；410、覆塑增强方管；411、覆塑带增强中空壁缠绕管；412、压辊装置；421、预热装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种覆塑带增强中空壁缠绕管及其制造方法作进一步详尽描述：
实施例1
如图1所示，一种覆塑带增强中空壁缠绕管，包括有方管1、融胶2、覆塑带3；覆塑带3纵向设置于方管1侧面形成覆塑带增强方管，所述的覆塑带增强方管单侧面有覆塑带3或双侧面皆有覆塑带3；所述的覆塑带增强方管单侧面可有一条覆塑带3或一条以上覆塑带3；生产时，第一台挤出机挤出方管1后，加热覆塑带3，将加热后的覆塑带3与方管1侧面紧贴定型，再将覆塑带增强方管设置在滚筒模具上，以此同时，第二台挤出机挤出融胶2，覆塑带增强方管缠绕形成管材，融胶2粘合覆塑带增强方管之间的缝隙。
所述覆塑带包括塑料带体和加强芯，所述加强芯设置在塑料带体之中，加强芯为带状或者线状的金属、塑料、纤维、布料等，如金属带、金属线、塑料纤维、塑料带、玻璃纤维、麻布带。
优选地，所述的覆塑带为纤维增强覆塑带，其中包括塑料本体31和若干根长纤维32；覆塑带的生产，可以利用同一模具，将长纤维32与加热后塑料原料在同一模具中挤出，经过冷却定型形成纤维增强覆塑带。所述的长纤维32可为玻璃纤维、聚酯纤维等。
优选地，所述的覆塑带为金属增强覆塑带，其中括塑料31和金属带33；覆塑带的生产，可以利用同一模具，将金属带33与加热后塑料原料在同一模具中挤出，经过冷却定型形成金属增强覆塑带。所述的金属带33可为钢带、铝带等。
所述的塑料本体31可为聚丙烯、聚乙烯及其混合物或热熔胶或其他塑料。
实施例2
为了获得上述覆塑带增强中空壁缠绕管，设计了该覆塑带增强中空壁缠绕管的制造方法，其制造步骤如下：
1)预先混合塑料原料后经方管挤出机加热熔融挤出形状料胚，同时将经预热后的覆塑增强带贴近熔融状态的料胚表面，然后形状料胚与覆塑增强带一起进入冷却定型装置，形成覆塑带增强方管；
2)将冷却定型好的覆塑带增强方管设置在缠绕机的滚筒模具经缠绕并由融胶挤出机挤出熔融状融胶粘合缝隙，通过压轮滚压并冷却，定长切割成为管材；
如图5所示，预先混合塑料原料在加热形成融胶后，进入方管挤出机41在挤出模具口形成方管胚料48，覆塑增强带49设置在覆塑增强带放带装置42上，经过预热装置421后与方管胚料贴合；贴合覆塑增强带49的方管胚料输送到定型冷却装置43经过冷却定型后形成覆塑增强方管410，覆塑增强方管410输送到缠绕机45的滚筒模具上缠绕成型，融胶挤出机44挤出熔融状融胶粘合缝隙形成覆塑带增强中空壁缠绕管411，然后经过压辊装置412对覆塑带增强中空壁缠绕管411进行滚压，冷却定型后输送到托管架46，切割机47将覆塑带增强中空壁缠绕管411切断形成定长管材。
所述预先混合的塑料原料配方为HDPE塑料100份，增刚母料25-50份，黑色母1-3份，吸水母料2.5-5份，增韧剂0-10份，相容剂0-5份；所述的HDPE塑料为弯曲模量在1000MPa以上，是新料及回收再生料的混合物；所述的增韧剂可以为POE、SBS、SEBS、CPE、LLDPE、LDPE的一种或几种混合物，或POE、SBS、SEBS、CPE、LLDPE、LDPE的马来酸酐接枝物的一种或几种混合物，所述的相容剂为PE、POE、SBS或SEBS接枝马来酸酐化合物。所述HDPE中空缠绕管的原料配方，使得方管具有良好的热塑性、抗氧化、抗腐蚀、无毒，化学性能稳定。
上述制造方法中覆塑增强带表面预热温度至少为50℃。
覆塑增强带与方管贴合时，可以同时贴合方管的两侧，或者在方管的一侧设置一组以上的覆塑增强带。所述覆塑增强带预先由挤出机生产，将塑料带体原料加热熔融状，将长纤维或者金属带设置在同一个挤出成型模具口中，使得熔融状塑料原料包裹在长纤维或者金属带四周，然后同时从挤出成型模具口挤出，经冷却定型，收卷成覆塑增强带。
对于纤维增强覆塑带，所述的预热或加热办法可为电阻加热、红外加热；对于金属带增强覆塑带，除了上述加热办法，还可以采用高频加热。
实施例3
为了获得上述覆塑带增强中空壁缠绕管，设计了另外一种该覆塑带增强中空壁缠绕管的制造方法，其制造步骤如下：
1)预先混合塑料原料经方管挤出机加热熔融挤出形状料胚，经冷却定型装置，形成方管；
2)将经加热的覆塑增强带贴近方管表面，通过压轮滚压，形成覆塑带增强方管；
3)将复合好的覆塑带增强方管设置在缠绕机的滚筒模具经缠绕并由融胶挤出机挤出熔融状融胶粘合缝隙，通过压轮滚压并冷却，定长切割成为管材；
如图6所示，预先混合塑料原料在加热形成融胶后，进入方管挤出机41在挤出模具口形成方管胚料48，方管胚料48进入定型冷却装置43经过冷却定型后形成方管；覆塑增强带49设置在覆塑增强带放带装置42上，经过预热装置421后与方管贴合；贴合覆塑增强带49的方管胚料经过冷却定型后形成覆塑增强方管410，覆塑增强方管410输送到缠绕机45的滚筒模具上缠绕成型，融胶挤出机44挤出熔融状融胶粘合缝隙形成覆塑带增强中空壁缠绕管411，然后经过压辊装置412对覆塑带增强中空壁缠绕管411进行滚压，冷却定型后输送到托管架46，切割机47将覆塑带增强中空壁缠绕管411切断形成定长管材。
所述预先混合的塑料原料配方为HDPE塑料100份，增刚母料25-50份，黑色母1-3份，吸水母料2.5-5份，增韧剂0-10份，相容剂0-5份；所述的HDPE塑料为弯曲模量在1000MPa以上，是新料及回收再生料的混合物；所述的增韧剂可以为POE、SBS、SEBS、CPE、LLDPE、LDPE的一种或几种混合物，或POE、SBS、SEBS、CPE、LLDPE、LDPE的马来酸酐接枝物的一种或几种混合物，所述的相容剂为PE、POE、SBS或SEBS接枝马来酸酐化合物。所述HDPE中空缠绕管的原料配方，使得方管具有良好的热塑性、抗氧化、抗腐蚀、无毒，化学性能稳定。
上述制造方法中覆塑增强带表面温度至少为160℃。
覆塑增强带与方管贴合时，可以同时贴合方管的两侧，或者在方管的一侧设置一组以上的覆塑增强带。所述覆塑增强带预先由挤出机生产，将塑料带体原料加热熔融状，将长纤维或者金属带设置在同一个挤出成型模具口中，使得熔融状塑料原料包裹在长纤维或者金属带四周，然后同时从挤出成型模具口挤出，经冷却定型，收卷成覆塑增强带。
对于纤维增强覆塑带，所述的预热或加热办法可为电阻加热、红外加热；对于金属带增强覆塑带，除了上述加热办法，还可以采用高频加热。

Claims (11)

1.一种覆塑带增强中空壁缠绕管，包括有方管(1)、融胶(2)、覆塑带(3)；其特征在于，覆塑带(3)纵向设置于方管(1)侧面形成覆塑带增强方管，所述覆塑带增强方管经螺旋缠绕后，由挤出熔融状融胶(2)粘合为一体，形成缠绕管管材；所述覆塑带增强方管单侧面设有覆塑带(3)或双侧面均设有覆塑带(3)；所述覆塑带增强方管的同一侧面设有一条覆塑带(3)或设有一条以上覆塑带(3)。
2.根据权利要求1所述的覆塑带增强中空壁缠绕管，其特征在于，所述覆塑带包括塑料带体和加强芯，所述加强芯设置在塑料带体之中，加强芯为带状或者线状的金属、塑料、纤维、布料。
3.根据权利要求1所述的覆塑带增强中空壁缠绕管，其特征在于，所述的覆塑带(3)为纤维增强覆塑带，其中包括塑料带体(31)和一根以上的长纤维(32)；所述长纤维(32)设置在塑料带体(21)之中；
或所述的覆塑带(3)为金属增强覆塑带，其中包 括塑料带体(31)和金属带(33)；所述金属带(33)设置在塑料带体(21)之中。
4.根据权利要求3所述的覆塑带增强中空壁缠绕管，其特征在于，所述的长纤维(32)为玻璃纤维或聚酯纤维；所述的金属带(33)为钢带或铝带；所述的塑料带体(31)为聚丙烯、聚乙烯、热熔胶或聚丙烯与聚乙烯混合物。
5.一种生产权利要求1-4任一项所述的覆塑带增强中空壁缠绕管的制造方法，其主要步骤如下：
1)预先混合塑料原料后经方管挤出机加热熔融挤出形状料胚，同时将经预热后的覆塑带(3)贴近熔融状态的料胚表面，然后形状料胚与覆塑带(3)一起进入冷却定型装置，形成覆塑带增强方管；
2)将冷却定型好的覆塑带增强方管设置在缠绕机的滚筒模具经缠绕并由融胶挤出机挤出熔融状融胶粘合缝隙，通过压轮滚压并冷却，定长切割成为管材。
6.根据权利要求5所述的覆塑带增强中空壁缠绕管的制造方法，其特征在于，所述覆塑带(3)预先由挤出机生产，将塑料带体原料加热熔融状，将长纤维或者金属带设置在同一个挤出成型模具口中，使得熔融状塑料原料包裹在长纤维或者金属带四周，然后同时从挤出成型模具口挤出，经冷却定型，收卷成覆塑带(3)；覆塑带(3)表面预热温度至少为50℃。
7.一种生产权利要求1-4任一项所述的覆塑带增强中空壁缠绕管的制造方法，其主要步骤如下：
1)预先混合塑料原料经方管挤出机加热熔融挤出形状料胚，经冷却定型装置，形成方管；
2)将经加热的覆塑带(3)贴近方管表面，通过压轮滚压，形成覆塑带增强方管；
3)将复合好的覆塑带增强方管设置在缠绕机的滚筒模具经缠绕并由融胶挤出机挤出熔融状融胶粘合缝隙，通过压轮滚压并冷却，定长切割成为管材。
8.根据权利要求7所述的覆塑带增强中空壁缠绕管的制造方法，其特征在于，所述覆塑带(3)预先由挤出机生产，将塑料带体原料加热熔融状，将长纤维或者金属带设置在同一个挤出成型模具口中，使得熔融状塑料原料包裹在长纤维或者金属带四周，然后同时从挤出成型模具口挤出，经冷却定型，收卷成覆塑带(3)；所述覆塑带(3)表面预热温度至少为160℃。
9.根据权利要求5或7所述的覆塑带增强中空壁缠绕管的制造方法，其特征在于，纤维增强覆塑带(3)的预热或加热办法为电阻加热或红外加热。
10.根据权利要求5或7所述的覆塑带增强中空壁缠绕管的制造方法，其特征在于，金属带增强覆塑带(3)的预热或加热办法为电阻加热、红外加热或高频加热。
11.根据权利要求5或7所述的覆塑带增强中空壁缠绕管的制造方法，其特征在于，所述预先混合的塑料原料配方为HDPE塑料100份，增刚母料25-50份，黑色母1-3份，吸水母料2.5-5份，增韧剂0-10份，相容剂0-5份；所述的HDPE塑料的弯曲模量在1000MPa以上，是新料及回收再生料的混合物；所述的增韧剂可以为POE、SBS、SEBS、CPE、LLDPE、LDPE的一种或几种混合物，或POE、SBS、SEBS、CPE、LLDPE、LDPE的马来酸酐接枝物的一种或几种混合物，所述的相容剂为PE、POE、SBS或SEBS接枝马来酸酐化合物。
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