專利名稱：鋼塑復(fù)合管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種金屬與塑料的復(fù)合塑料管，特別涉及的是具有防靜電性能或防靜電性能和阻燃性能兼?zhèn)涞匿撍軓?fù)合管。
背景技術(shù)：
熱塑性塑料管，特別是聚烯烴類材料制成的管，很容易在管表面產(chǎn)生和聚集靜電，在易燃易爆環(huán)境中使用有危險(xiǎn)，如在煤礦中使用，國家制訂了MT558。1《煤礦用聚乙烯管材》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定了塑料管道在煤礦中使用時(shí)其內(nèi)外表面電阻要≤109Ω，對塑料管道的阻燃性能也制定了詳細(xì)的燃燒檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，人們?yōu)榱俗屵@種防腐能力好的非金屬管能在煤礦、煉化企業(yè)、易燃易爆環(huán)境中使用，在管道的防靜電和阻燃方面進(jìn)行了持久深入的開發(fā)和研究應(yīng)用，但始終存在很大困難和矛盾，若要達(dá)到防靜電能力，非金屬管比如聚乙烯管，其表面電阻率要從1014～1016Ω降至106～109Ω，要在材料中加入至少7％以上的質(zhì)量比的炭黑，若再為了增加阻燃性，要在材料中加入有機(jī)和無機(jī)的阻燃材料如加溴聯(lián)苯醚、聚磷酸銨、氫氧化鋁、三氧化二銻，這此材料共混入聚乙烯熱塑性連續(xù)體中后，會(huì)大大降低塑料材料的性能，比如密度會(huì)從0.948變?yōu)?.24，拉伸強(qiáng)度會(huì)由28Mpa降為18Mpa，甚至更低，特別是應(yīng)用于抽放瓦斯時(shí)產(chǎn)生的管道內(nèi)部負(fù)壓達(dá)0.07Mpa以上，為了保持管材的強(qiáng)度，只能加大管材的壁厚，雖然達(dá)到了防靜電和阻燃的性能，但作為全塑料管道來講已經(jīng)不具有原聚乙烯的重量輕、強(qiáng)度高、防化學(xué)腐蝕和防氧化能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，并且防靜電和阻燃材料價(jià)格較貴，管道成本高。專利01113939公開了一種《防靜電鋁塑復(fù)合管》，該管道在鋁層管外表面用粘合劑將防靜電塑料層與鋁層管外表面粘合在一起，這種結(jié)構(gòu)的管道防靜電外層也很厚，防靜電材料成本高，并且作為增強(qiáng)體的鋁層管沒有開孔洞，塑料外層和內(nèi)層管壁不能通過孔口連為一體，該管道只能用金屬接頭相連，不能用塑料接頭熱熔連接，即使通過熱熔連接，其連接強(qiáng)度也只是靠鋁層管外層的防靜電外層承受，連接可靠性差，強(qiáng)度和承壓能力低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種抗靜電、阻燃燒、強(qiáng)度高、非常適合用于煤礦供排水、通風(fēng)、抽放瓦斯的鋼塑復(fù)合管。
本發(fā)明鋼塑復(fù)合管，包括聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁，在外層和內(nèi)層管壁之間包覆有帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強(qiáng)體，內(nèi)層管壁為表面電阻≤109Ω具有防靜電性能的熱塑性塑料層，外層管壁為表面電阻≤109Ω具有防靜電性能或表面電阻≤109Ω具有防靜電性能和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈?。本發(fā)明鋼塑復(fù)合管的內(nèi)外壁均具有防靜電性能，外壁具有阻燃性能，在外層和內(nèi)層管壁之間包覆有金屬骨架增強(qiáng)體，既滿足了在煤礦、煉化企業(yè)、易燃易爆環(huán)境中防靜電和阻燃使用，在減少外層和內(nèi)層管壁厚度、節(jié)約塑料材料、降低成本時(shí)又大大提高了管材的承壓能力，特別是應(yīng)用于抽放瓦斯管道內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓達(dá)0.07Mpa以上時(shí)，由于有金屬骨架增強(qiáng)體支撐，管道不會(huì)因抽真空而變形或被壓扁，特別是制造大于φ250直徑、輸送壓力大于等于1.6Mpa的防靜電與阻燃鋼塑復(fù)合管更有成本優(yōu)勢，在礦井和煤礦中應(yīng)用有更好的防破損能力，因有增強(qiáng)金屬骨架層，在金屬骨架的內(nèi)外層復(fù)合的塑料層主要起連接和內(nèi)外防腐的作用，強(qiáng)度的承受主要交給了金屬骨架來承受，不需要增加塑料壁厚來保證強(qiáng)度，因此可以節(jié)約大量的塑料材料，在礦井和煤礦中應(yīng)用有更好的防破損能力，即使外層破壞也不影響其強(qiáng)度和內(nèi)層繼續(xù)承壓工作，本發(fā)明鋼塑復(fù)合管非常適合用于煤礦供排水、通風(fēng)、抽放瓦斯。
上述的筒形金屬增強(qiáng)體骨架的金屬表面有聚合物粘結(jié)劑層，金屬骨架增強(qiáng)體通過聚合物粘結(jié)劑層與內(nèi)外層管壁牢固復(fù)合為一體。該粘結(jié)劑層將金屬骨架表面包覆并與塑料層熔融粘結(jié)在一起，若在骨架與內(nèi)層、外層之間增加粘結(jié)劑層，會(huì)將內(nèi)外層熱熔接或粘結(jié)連接更好，成為真正的復(fù)合材料，若利用骨架的孔洞將內(nèi)外層在骨架孔洞中熔融連接，并利用骨架上的粘結(jié)劑將金屬骨架與內(nèi)外層連接為一體，可以大大降低復(fù)合管材的線膨脹率，使塑料管的線膨脹率接近金屬管的線膨脹率，可以在埋地應(yīng)用中500m長度內(nèi)減少或不設(shè)計(jì)伸縮結(jié)構(gòu)，節(jié)約安裝成本。
上述的筒形金屬骨架增強(qiáng)體是由至少一根緯向鋼絲纏繞徑向鋼絲焊接形成的緯向鋼絲與經(jīng)向鋼絲的焊接點(diǎn)是緯向鋼絲和經(jīng)向鋼絲的接觸點(diǎn)，先用緯向鋼絲纏繞經(jīng)向(軸向)鋼絲并對其接觸點(diǎn)焊接成型形成筒形金屬骨架后，從帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架內(nèi)和/或外擠出復(fù)合聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁，內(nèi)外層塑料通過金屬骨架孔洞熔融連接為一體。
上述的筒形金屬骨架增強(qiáng)體是由至少一根鋼絲呈左旋和至少一根鋼絲呈右旋纏繞而形成的至少一層鋼絲增強(qiáng)層，用鋼絲在內(nèi)層塑料管壁上左旋和右旋螺旋纏繞形成有孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架后，在筒形金屬骨架表面擠出復(fù)合聚合物塑料外層，內(nèi)外層塑料通過金屬骨架孔洞熔融或粘接連為一體，這種交叉螺旋纏繞形成有孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架能大大地提高管道的承壓能力。
上述的筒形金屬骨架增強(qiáng)體是由至少二根鋼絲呈左旋和右旋編織而形成的，可利用市售的鋼絲編織機(jī)在內(nèi)層塑料管壁上編織形成筒形金屬骨架，在筒形金屬骨架表面擠出復(fù)合聚合物塑料外層。
上述的筒形金屬骨架增強(qiáng)體是用金屬孔網(wǎng)鋼板縱向?qū)踊虼罱踊蚵菪龑踊虼罱硬⒔?jīng)焊接成型形成的筒形金屬骨架。
上述的防靜電或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈邮菬崴苄运芰吓c按重量百分比計(jì)，含大于2％共混物重量的碳黑的共混物或熱塑性塑料與抗靜電劑的共混物或熱塑性塑料與抗靜電劑及阻燃有機(jī)材料和/或阻燃無機(jī)材料的共混物。防靜電配方已有市場專用料可供，也有成熟公開的配方，比如在HDPE高密度聚乙烯中加上7％-9％的碳墨，可以使電阻率小于109Ω，防靜電和阻燃兩種性能都要具備的配方已有市場專用料可供，也有成熟公開的配方，比如高密度聚乙烯HDPE或低密度聚乙烯LDPE100份，碳黑8-12份，聚磷酸銨10-20份，氯化聚乙烯(含氯量70％)10份，三氧化二銻10份，表面電阻率可小于109Ω，點(diǎn)燃之后可在0.2秒-3秒之內(nèi)自熄，另外還可將2％-4％的碳黑、被馬來酸酐接枝的聚合物涂覆的玻璃纖維15％-18％及其它阻燃助劑混合物組成防靜電層和阻燃層。市場專用料還有齊魯石化生產(chǎn)的WSG-Z牌煤礦專用料、青島威東科公司生產(chǎn)的WDK2381牌煤礦抗靜電、阻燃聚乙烯專用料。
上述的防靜電或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈邮前l(fā)泡狀的并具有保溫隔熱性能的塑料層。將發(fā)泡層的最外面做成質(zhì)密層，防靜電和阻燃層用發(fā)泡結(jié)構(gòu)，可以既保溫又實(shí)現(xiàn)防靜電和阻燃，若城市供熱管網(wǎng)也要有防燃性能，這是一種很好的管道。
本發(fā)明鋼塑復(fù)合管抗靜電、阻燃燒、強(qiáng)度高，非常適合用于煤礦供排水、通風(fēng)、抽放瓦斯。


圖1為本發(fā)明鋼塑復(fù)合管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明鋼塑復(fù)合管另一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明鋼塑復(fù)合管再一結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明鋼骨架帶粘接劑復(fù)合管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明帶發(fā)泡狀防靜電和阻燃層復(fù)合管結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1圖1給出了本實(shí)施例1圖。參見圖1，鋼塑復(fù)合管1包括具有防靜電性能的聚合物塑料外層2和具有防靜電性能的內(nèi)層管壁3，在外層2和內(nèi)層3管壁之間包覆有帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強(qiáng)體4，從帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架外同時(shí)擠出復(fù)合聚合物塑料外層2和內(nèi)層3管壁，內(nèi)外層塑料通過金屬骨架孔洞熔融連接為一體，具有防靜電性能的聚合物塑料外層2、內(nèi)層3是由熱塑性塑料聚乙烯與至少大于重量比2％的碳黑組成，也可在市場上購買已有的防靜電劑，如抗靜電劑TM(沈陽輕化公司出售)。也可在市場上購買已有的齊魯石化生產(chǎn)的WSG-Z牌煤礦專用塑料或青島威東科公司生產(chǎn)的WDK2381牌煤礦抗靜電、阻燃聚乙烯專用料直接在筒形金屬骨架內(nèi)外表面復(fù)合內(nèi)外層塑料。
實(shí)施例2圖2給出了本實(shí)施例2圖。本實(shí)施例2與實(shí)施例1基本相同，不同處是帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強(qiáng)體是用緯向鋼絲6纏繞經(jīng)向(軸向)鋼絲7并對其接觸點(diǎn)焊接成型形成的，外層5是由聚乙烯和外購防靜電劑和阻燃劑組成。
實(shí)施例3圖3給出了本實(shí)施例3圖。本實(shí)施例3與實(shí)施例2基本相同，不同處是帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強(qiáng)體8是用鋼絲在內(nèi)層塑料管壁上左旋和右旋交叉螺旋纏繞形成的，在筒形金屬骨架表面擠出復(fù)合聚合物塑料外層，內(nèi)外層塑料通過金屬骨架孔洞熔融或粘接連為一體，可將2％-4％的碳墨、被馬來酸酐接枝的聚合物涂覆的玻璃纖維15％-18％及其它阻燃助劑混合物組成防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈?。這種交叉螺旋纏繞形成有孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架能大大地提高管道的承壓能力。
實(shí)施例4圖4給出了本實(shí)施例4圖。本實(shí)施例4與實(shí)施例1基本相同，不同處是在金屬骨架增強(qiáng)體與內(nèi)外層塑料管壁之間有粘接劑層9。
實(shí)施例5圖5給出了本實(shí)施例5圖。本實(shí)施例5與實(shí)施例4基本相同，不同處是防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰贤鈱?0呈發(fā)泡狀，使管道具有保溫性能，金屬骨架增強(qiáng)體是鋼絲編織機(jī)在內(nèi)層塑料管壁上編織形成的。
上述各實(shí)施例是對本發(fā)明的上述內(nèi)容作進(jìn)一步的說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于上述實(shí)施例。凡基于上述內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍
權(quán)利要求
1.鋼塑復(fù)合管，包括聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁，其特征在于在外層和內(nèi)層管壁之間包覆有帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強(qiáng)體，內(nèi)層管壁為表面電阻≤109Ω具有防靜電性能的熱塑性塑料層，外層管壁為表面電阻≤109Ω具有防靜電性能或表面電阻≤109Ω具有防靜電性能和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈印?br> 2.如權(quán)利要求1所述的鋼塑復(fù)合管，其特征在于筒形金屬骨架增強(qiáng)體的金屬表面有聚合物粘結(jié)劑層，金屬增強(qiáng)體骨架通過聚合物粘結(jié)劑層與內(nèi)外層管壁牢固復(fù)合為一體。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鋼塑復(fù)合管，其特征在于筒形金屬骨架增強(qiáng)體是由至少一根緯向纏繞鋼絲纏繞經(jīng)向鋼絲焊接形成的緯向鋼絲與經(jīng)向鋼絲的焊接點(diǎn)是緯向鋼絲和經(jīng)向鋼絲的接觸點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的鋼塑復(fù)合管，其特征在于筒形金屬骨架增強(qiáng)體是由至少一根鋼絲呈左旋和至少一根鋼絲呈右旋纏繞而成的至少一層鋼絲增強(qiáng)層。
5.如權(quán)利要求4所述的鋼塑復(fù)合管，其特征在于筒形金屬骨架增強(qiáng)體是由至少二根鋼絲呈左旋和右旋編織而形成的。
6.如權(quán)利要求1或2所述的鋼塑復(fù)合管，其特征在于在外層和內(nèi)層管壁之間包覆的有孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強(qiáng)體是用金屬孔網(wǎng)鋼板縱向?qū)踊虼罱踊蚵菪龑踊虼罱硬⒔?jīng)焊接成型形成的筒形金屬骨架。
7.如權(quán)利要求1或2所述的鋼塑復(fù)合管，其特征在于防靜電或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈邮菬崴苄运芰吓c按重量百分比計(jì)，含大于2％共混物重量的碳黑的共混物或熱塑性塑料與抗靜電劑的共混物或熱塑性塑料與抗靜電劑及阻燃有機(jī)材料和/或阻燃無機(jī)材料的共混物。
8.如權(quán)利要求1或2所述的鋼塑復(fù)合管，其特征在于防靜電或防靜電和阻燃性能兼?zhèn)涞臒崴苄运芰蠈邮前l(fā)泡狀的并具有保溫隔熱性能的塑料層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鋼塑復(fù)合管，包括聚合物塑料外層和內(nèi)層管壁，在外層和內(nèi)層管壁之間包覆有帶孔網(wǎng)結(jié)構(gòu)的筒形金屬骨架增強(qiáng)體，內(nèi)層管壁為表面電阻≤10
文檔編號F16L9/147GK1892087SQ20051002122
公開日2007年1月10日 申請日期2005年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月8日
發(fā)明者甘國工 申請人:甘國工