CN108302260A - 一种铝塑复合管及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管材技术领域，尤其是一种铝塑复合管及其加工方法，所述的铝塑复合管包括由内至外设置的内高分子塑料管、内铝材管、外铝材管，外高分子塑料管，上述各管材同中心线布置且各管材之间由热熔胶粘接固定，所述的内、外铝材管上设有沿其长度方向设置的留缝，且其留缝侧相错开；本发明通过设置内、外铝材管并在内、外铝材管上设置相错开的留缝，提高了铝塑复合管的韧性，采用该结构形式，不仅增加了内高分子塑料管与外层的连系，使其形成一个整体，同时有效的缓解了铝塑复合管在经历冷热交替时出现的膨胀现象，特别是缓解铝塑复合管被烃类油长时间浸泡产生的溶胀现象。

Description

一种铝塑复合管及其加工方法
技术领域
本发明涉及管材技术领域，尤其是一种铝塑复合管及其加工方法。
背景技术
铝塑复合管的基本结构由内而外依次为塑料、热熔胶、铝合金、热熔胶和塑料。传统的铝塑复合管是将聚乙烯、聚乙烯专用热熔胶与铝合金箔通过高温、高压基础成型并复合成一体的五层结构复合管材，最外层和里层是高密度聚乙烯(比重大于0.95g/cm3)，第二层是热熔胶，第三层是铝管，第四层也是一层热熔胶；该管材由于含有金属铝层，不仅可以增加耐压强度，还可以阻隔氧气、二氧化碳和水等从而避免了传统铸铁管的锈蚀风险，导热性好而减少热点集中，抗静电而屏蔽性好，并具有一定的阻燃效果，更重要的是，通过中间层金属铝的隔断，里层使用安全卫生无添加的聚乙烯塑料，外层中允许添加足以抵抗光、氧老化的稳定剂而不影响内层接触水的安全卫生性，确保了输水管路的安全可靠。
但是现有技术中的铝塑复合管的低温工作效果不好，耐冷热交变实验性能差，特别是长时间输送烃类油时会产生溶胀现象，限制了铝塑复合管在汽车、工程领域的应用。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种铝塑复合管，克服传统的铝塑复合管低温工作效果差，耐冷热交变实验性能差的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种铝塑复合管，包括由内至外设置的内高分子塑料管、内铝材管、外铝材管，外高分子塑料管，上述各管材同中心线布置且各管材之间由热熔胶粘接固定，所述的内、外铝材管上设有沿其长度方向设置的留缝，且其留缝侧相错开。
本发明中，通过对内、外铝材管进行留缝处理，不仅提高了各管层之间的连系，使内高分子塑料管与外铝材管，乃至外高分子塑料管之间更加紧密的复合成一个整体，从而增加了抵抗冷热交替时发生膨胀的能力；同时，该内、外铝材管上的留缝有效的缓解内层冷热交替时出现的膨胀现象。
本发明对所述的留缝错开的角度不做特别的要求，留缝错开的目的在于内层膨胀时内、外铝材管产生相互抵靠的力，提高整体的韧性；同时，该内、外铝材管错开提高其阻隔性能。
进一步的，所述内、外铝材管的留缝侧的缝宽为0.5～8mm。
进一步的，所述内、外高分子塑料管的壁厚为2～5mm，内、外铝材管的壁厚为3～5mm。
根据本发明，本发明中所述内、外高分子塑料管的塑料采用高密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯中的一种。
本发明所述的高密度聚乙烯为密度在0.941～0.965g/cm3之间，作为乙烯的均聚物，其相对于各种乙烯和α-烯烃的线性共聚物而言几乎不含有支链，本发明所述的高密度聚乙烯可以是市场上购得的各种等级，具体的例如购自Dow Chemical Company的DGDH1059和DMDA6320。
本发明所述的聚丙烯包含衍生自丙烯和乙烯和/或一种或多种不饱和共聚单体的单元的聚合物。具体的例如购自Dow Chemical Company的商标为DOW PolyPropyleneRESiNSTM的共聚物。
本发明所述的聚酯可以为二元羧酸成分或二元醇成分形成的聚酯，进一步的，所述的二元羧酸成分可以列举出例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、4,4’-联苯二甲酸、己二酸、葵二酸的二元羧酸成分。作为二元醇成分，可以列举出例如乙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,6-乙二醇。进一步的，所述的聚酯优选为芳香族聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。
本发明所述的聚苯乙烯为所属领域所公知的透明的树脂，并且可从市场上购得，聚苯乙烯可提供高透明度和良好的刚性，具体的，可以举出如购自Dow Chemical Company的商标为StyronTM 663的聚苯乙烯。
热熔胶的作用在于将内高分子塑料管与内铝材管、内铝材管与外铝材管、外铝材管与外高分子塑料管粘接起来，保证形成铝塑复合管的各管层形成以复合整体，确保其强度、韧性、耐压性、易安装性等综合优势充分发挥起来。本发明所述的热熔胶为丙烯酸热熔胶或马来酸酐改性聚丙烯热熔胶；本发明对所述的热熔胶的施胶厚度不做特殊要求，可以实现良好的粘接即可，具体的，所述热熔胶的施胶厚度为3～8mm。
本发明还提供了一种上述铝塑复合管的加工方法，包括以下步骤：
(1)用预成型辊将片状铝合金卷曲成半管状；
(2)将步骤(1)得到的半管状铝材加热到190～210℃，然后进入内管机头定径对缝处理，并对一侧缝进行焊接处理，另一侧做留缝处理，得到沿其长度方向留缝的铝管材；
(3)将内、外高分子塑料管的塑料加热并经挤出机挤出，分别将挤出的塑料用内管机头挤出内高分子塑料管，和，将挤出的塑料用外管机头挤出外高分子塑料管；
(4)用热熔胶挤出机将热熔胶挤出在内高分子塑料管的外壁上、内铝材管的外壁上、外铝材管的外壁上，然后与外高分子塑料管一起进入共挤出模头共挤成型，经***冷淋后即得所述的铝塑复合管。
进一步的，步骤(3)中，所述的挤出机为单螺杆挤出机，其螺杆直径为65mm，长径比为28:1。
进一步的，步骤(4)中，所述的热熔胶挤出机为单螺杆挤出机，其螺杆直径为30mm，长径比为25:1。
本发明所述的片状铝合金可以是牌号为8011A、8001、1145、1235、1100、1200、1050、1060的铝合金产品。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明提供的铝塑复合管，通过设置内、外铝材管并在内、外铝材管上设置相错开的留缝，提高了铝塑复合管的韧性，采用该结构形式，不仅增加了内高分子塑料管与外层的连系，使其形成一个整体，同时有效的缓解了铝塑复合管在经历冷热交替时出现的膨胀现象，特别是缓解铝塑复合管被烃类油长时间浸泡产生的溶胀现象；
2、本发明提供的铝塑复合管的加工方法，工艺简单，相对于传统铝塑复合管的加工方法变化较小，易于推广及大规模工业实践。
附图说明
图1为本发明提供的铝塑复合管的示意图；
图2为本发明提供的铝塑复合管的截面剖视图；
图中标号说明：1-内高分子塑料管，2-内铝材管，3-外铝材管，4-外高分子塑料管，5-热熔胶，6-留缝。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示及实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
如图1、2所示，本发明提供了一种铝塑复合管，包括由内至外设置的厚度为4mm的内高分子塑料管1、厚度为4mm的内铝材管2、厚度为4mm的外铝材管3，厚度为4mm的外高分子塑料管4，上述各管材同中心线布置且各管材之间由热熔胶5粘接固定，所述的内、外铝材管2、3上设有沿其长度方向设置的留缝6，且其留缝侧相错开；
所述内、外铝材管2、3的留缝侧的缝宽为5mm；
上述铝塑复合管的加工方法为：
(1)用预成型辊将片状铝合金(8011A，购自江苏易迈)卷曲成两种管径分别为25mm、30mm的半管状；
(2)将步骤(1)得到的相同管径的半管状铝材加热到200℃，然后进入内管机头定径对缝处理，并对一侧缝进行超声波焊接处理，另一侧做留缝处理，得到沿其长度方向留缝的铝管材；
(3)将聚丙烯共聚物(购自Dow Chemical Company的商标为DOW PolyPropyleneRESiNSTM的共聚物)加热并经单螺杆挤出机挤出，分别将挤出的塑料用内管机头挤出内高分子塑料管，和，将挤出的塑料用外管机头挤出外高分子塑料管，所述的单螺杆挤出机的螺杆直径为65mm，长径比为28:1；
(4)用热熔胶挤出机将丙烯酸热熔胶挤出在内高分子塑料管的外壁上、内铝材管的外壁上、外铝材管的外壁上，施胶厚度为5mm，然后与外高分子塑料管一起进入共挤出模头共挤成型，经***冷淋后即得所述的铝塑复合管，所述的热熔胶挤出机为单螺杆挤出机，其螺杆直径为30mm，长径比为25:1。
实施例2
本实施例与实施例1的铝塑复合管的结构相同，不同的是，内高分子塑料管1的厚度为2mm，内铝材管2的厚度为3mm，外铝材管3的厚度为3mm，外高分子塑料管4的厚度为2mm，所述的内、外铝材管2、3的留缝侧的缝宽为0.5mm，其余不变，得到所述的铝塑复合管。
实施例3
本实施例与实施例1的铝塑复合管的结构相同，不同的是，内高分子塑料管1的厚度为5mm，内铝材管2的厚度为5mm，外铝材管3的厚度为5mm，外高分子塑料管4的厚度为5mm，所述的内、外铝材管2、3的留缝侧的缝宽为8mm，其余不变，得到所述的铝塑复合管。
性能测试：
采用以下测试方法对上述实施例中的铝塑复合管进行性能测试，并以日丰管材的PP-R塑铝稳态管S3.2系列D25*3.5作为对照组。
1、采用GB/T 6111-2003进行静液压强度的测试，试验温度为95℃，试验时间为165h，静液压应力为4.6Mpa，试验结果记录到表1中。
2、采用上海林频仪器股份有限公司的高低温交变湿热试验箱
(LRHS-1000B-LJS)对上述实施例1-3及对照组的铝塑复合管进行高低温冲击处理，高温条件为60℃、90％RH，低温条件为-30℃，高低温驻留时间为1h，循环200次，然后再采用GB/T 6111-2003进行静液压强度的测试，试验温度为95℃，试验时间为165h，静液压应力为4.6Mpa，试验结果记录到表1中。
表1：
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种铝塑复合管，其特征在于：包括由内至外设置的内高分子塑料管、内铝材管、外铝材管，外高分子塑料管，上述各管材同中心线布置且各管材之间由热熔胶粘接固定，所述的内、外铝材管上设有沿其长度方向设置的留缝，且其留缝侧相错开。
2.根据权利要求1所述的铝塑复合管，其特征在于：所述内、外铝材管的留缝侧的缝宽为0.5～8mm。
3.根据权利要求1所述的铝塑复合管，其特征在于：所述内、外高分子塑料管的壁厚为2～5mm，内、外铝材管的壁厚为3～5mm。
4.根据权利要求1所述的铝塑复合管，其特征在于：所述内、外高分子塑料管的塑料采用高密度聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯中的一种。
5.根据权利要求1所述的铝塑复合管，其特征在于：所述的热熔胶为丙烯酸热熔胶或马来酸酐改性聚丙烯热熔胶。
6.一种如权利要求1～5任意一项所述的铝塑复合管的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)用预成型辊将片状铝合金卷曲成半管状；
(2)将步骤(1)得到的半管状铝材加热到190～210℃，然后进入内管机头定径对缝处理，并对一侧缝进行焊接处理，另一侧做留缝处理，得到沿其长度方向留缝的铝管材；
(3)将内、外高分子塑料管的塑料加热并经挤出机挤出，分别将挤出的塑料用内管机头挤出内高分子塑料管，和，将挤出的塑料用外管机头挤出外高分子塑料管；
(4)用热熔胶挤出机将热熔胶挤出在内高分子塑料管的外壁上、内铝材管的外壁上、外铝材管的外壁上，然后与外高分子塑料管一起进入共挤出模头共挤成型，经***冷淋后即得所述的铝塑复合管。
7.根据权利要求6所述的铝塑复合管的加工方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的挤出机为单螺杆挤出机，其螺杆直径为65mm，长径比为28:1。
8.根据权利要求6所述的铝塑复合管的加工方法，其特征在于：步骤(4)中，所述的热熔胶挤出机为单螺杆挤出机，其螺杆直径为30mm，长径比为25:1。
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