专利名称：高倍热拉伸超高分子量聚乙烯膜片复合管材及其制备方法
技术领域：
本发明涉及超高分子量聚乙烯管材，是一种高倍热拉伸超高分子量聚乙烯膜片复合管材及其制备方法。
背景技术：
用超高分子量聚乙烯制作的管材是目前性能较好的管材，超高分子量聚乙烯管材的拉伸强度最高可达到 MPa。这种管材由于具有较高的承压能力及较高的耐磨性等优点， 深受用户欢迎。但是，如果根据需要进一步提高其承压能力时，需要增加管道壁厚，这使生产成本大幅提高。而在某些应用领域需要管材具备较高的承压能力，才能达到使用要求，因此，由于生产成本所限，高强度的超高分子量聚乙烯管材的应用领域受到较大限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种高倍热拉伸超高分子量聚乙烯膜片复合管材及其制备方法，使它在具备超高分子量聚乙烯管材基本性能和相同壁厚的前提下，大幅度提高其承压能力。本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现高倍热拉伸超高分子量聚乙烯膜片复合管材，包括至少第一层超高分子量聚乙烯膜片和第二层超高分子量聚乙烯膜片， 第一层超高分子量聚乙烯膜片与第二层超高分子量聚乙烯膜片的内表面相互连结为一体。 第二层超高分子量聚乙烯膜片的外表面上包覆铝箔玻纤层。第二层超高分子量聚乙烯膜片的外表面上复合第三层超高分子量聚乙烯膜片。第一层超高分子量聚乙烯膜片、第二层超高分子量聚乙烯膜片和第三层超高分子量聚乙烯膜片的厚度为1. 5-3毫米，宽度为 300-1000 毫米。所述的高倍热拉伸超高分子量聚乙烯膜片复合管材的制备方法，包括如下步骤
①取超高分子量聚乙烯膜片备用；
②在超高分子量聚乙烯膜片的上面或下面或上下两面涂聚乙烯胶粘剂，然后绕成卷，
③将步骤②中的超高分子量聚乙烯膜片按照管材性能的要求取至少两卷放置在缠绕机上，缠绕机上安装圆筒状模具，至少两卷超高分子量聚乙烯膜片分别置入缠绕机的两侧， 超高分子量聚乙烯膜片圈分别由动力驱动缠绕在圆筒状模具上，圆筒状模具由动力驱动转动，同时，热风机将热风吹向超高分子量聚乙烯膜片表面，使超高分子量聚乙烯膜片上的聚乙烯胶粘剂温度达到120°C -140°C，使至少两层膜片间相互粘结成一体；
④两层超高分子量聚乙烯膜片的缠绕方向相同，第二层膜片中心线压第一层膜片的缠绕连接缝；
⑤将两层超高分子量聚乙烯膜片粘结后由筒状模具上拆下，成为超高分子量聚乙烯复合膜片管材。 步骤③中所述的缠绕机的具体结构为包括支架，支架上安装圆筒状模具，圆筒状模具与动力驱动装置连接，筒状超高分子量聚乙烯膜片卷分别安装在第一导辊和第二导辊上，支架上分别安装多个导引辊，导引辊由电机带动转动，支架上安装压辊。本发明所述的超高分子量聚乙烯复合管材由两层或三层膜片构成，膜片的抗拉强度可达200MPa-500MPa，与钢材基本相同，其耐腐蚀性能大幅度高于钢材，弹性模量比超高分子量聚乙烯管材高3-5倍左右，在管材承担相同工作压力的条件下，管材的壁厚仅为超高分子量聚乙烯管材壁厚的1/5左右，制造成本大幅度降低。本发明的整个生产过程能源消耗很低。本发明管材的制造成本还是芳纶、碳纤维等高强度塑料成本的十分之一左右。本发明生产过程无任何污染。由于本发明所述管材的各种性能是目前所有工程塑料管材均不具备的，所以本发明的管材是目前工程塑料管材的重大突破。
附图1是本发明制造方法中使用的缠绕机结构示意图；附图2是附图1的右视结构示意图；图3是本发明管材的剖面结构示意图。
具体实施例方式
实施例本发明所述的高倍热拉伸超高分子量聚乙烯膜片复合管材，至少包括第一层超高分子量聚乙烯膜片1和第二层超高分子量聚乙烯膜片2，第一层超高分子量聚乙烯膜片1与第二层超高分子量聚乙烯膜片2的内表面相互连结为一体。第一层超高分子量聚乙烯膜片 1的内表面为管材的内壁，第二层超高分子量聚乙烯膜片2的外表面为管材的外壁。本发明所述超高分子量聚乙烯膜片复合管材，采用的超高分子量聚乙烯膜片是经过高倍热拉伸的超高分子量聚乙烯膜片，该超高分子量聚乙烯膜片的制造方法采用申请人的专利申请号为2010105066^0的方法制作。本发明所述超高分子量聚乙烯复合管材优选的方案是第二层超高分子量聚乙烯膜片2的外表面上包覆铝箔玻纤层4。本发明所述超高分子量聚乙烯复合管材进一步的优选方案是第二层超高分子量聚乙烯膜片2的外表面上复合第三层超高分子量聚乙烯膜片3。本发明所述的超高分子量聚乙烯复合更进一步优选的方案是第一层超高分子量聚乙烯膜片1、第二层超高分子量聚乙烯膜片2和第三层超高分子量聚乙烯膜片3的厚度为 1. 5-3毫米，宽度为300-1000毫米。本发明所述的管材根据不同的使用要求，可以有第四层、第五层、第六层等。本发明管材外表面包覆的铝箔玻纤层4用于防止日照老化，当管材用于地下或不需要在阳光下暴晒的场所时，可不使用铝箔玻纤层。本发明所述管材各超高分子量聚乙烯膜片间采用聚乙烯胶粘剂粘合，本发明管材采用超高分子量聚乙烯膜片分层缠绕制成，当需要三层、四层、五层或六层时，各膜片间均为粘合连结为一体。第二层覆盖在第一层的外表面上、第三层覆盖在第二层的外表面上，第四层、第五层等层依次覆盖粘合连接。超高分子量聚乙烯膜片的厚度一般为1. 5-3毫米，宽度为300-1000毫米时，是保证管材承压性能、加工方便简便及制造成本较低的较好选择方
4案。 本发明所述的管材的制备方法包括如下步骤
①取超高分子量聚乙烯膜片备用；
②在超高分子量聚乙烯膜片的上面或下面或上下两面涂聚乙烯胶粘剂，然后绕成卷，
③将步骤②中的超高分子量聚乙烯膜片按照管材性能的要求取至少两卷放置在缠绕机上，缠绕机上安装圆筒状模具4，至少两卷超高分子量聚乙烯膜片分别置入缠绕机的两侧，超高分子量聚乙烯膜片圈分别由动力驱动缠绕在圆筒状模具4上，圆筒状模具4由动力驱动转动，同时，热风机将热风吹向超高分子量聚乙烯膜片表面，使超高分子量聚乙烯膜片上的聚乙烯胶粘剂温度达到120°C -140°C，使至少两层膜片间相互粘结成一体；
④两层超高分子量聚乙烯膜片的缠绕方向相同，第二层膜片中心线压第一层膜片的缠绕连接缝；
⑤将两层超高分子量聚乙烯膜片粘结后由筒状模具上拆下，成为超高分子量聚乙烯复合膜片管材。步骤③中所述的缠绕机的具体结构为包括支架，支架上安装圆筒状模具4，圆筒状模具4与动力驱动装置连接，筒状超高分子量聚乙烯膜片卷11分别安装在第一导辊13 和第二导辊14上，支架上分别安装多个导引辊8，导引辊8由电机2带动转动，支架上安装压辊9。本发明的制备方法中使用的缠绕机的作用是将超高分子量聚乙烯膜片分层缠绕在筒状模具上即可。附图所示的实施例仅是制备具有两层超高分子量聚乙烯膜片复合管材的结构示意，当制备三层、四层等多层超高分子量聚乙烯膜片管材时，超高分子量聚乙烯膜片的放置可从缠绕机的不同位置放置超高分子量聚乙烯膜片卷，以适用于将多层超高分子量聚乙烯膜片缠绕成一体，每一层超高分子量聚乙烯膜片需要一个热风机加热。当管材用二层超高分子量聚乙烯膜片制作时，聚乙烯胶粘剂涂在第一层超高分子量聚乙烯膜片1 的外表面和第二层超高分子量聚乙烯膜片2的内表面，当管材用三层、四层或更多层超高分子量聚乙烯膜片制成时，中间各层超高分子量聚乙烯膜片的上下两面均需涂聚乙烯胶粘剂。缠绕机上的筒状模具4通过主电机1、减速器3带动转动，气泵电机6安装在支架上，气泵5的动力由气泵电机6提供，第一热风机7的风量由气泵5通过管道送入第一热风机7，支架上安装的多个导引辊8分别由电机2带动转动，每个膜片卷进入缠绕机绕筒状模具4缠绕时的动力驱动、导引辊8及热风机的安装均对称分布。支架上的压辊9为两个，分别位于筒状模具4和膜片10的下部用于压紧缠绕后的膜片。第一热风机7和第二热风机 12的风头均贴近膜片，对膜片表面加热。本发明所述的超高分子量聚乙烯管材制备方法中使用的热风机为公知技术。
权利要求
1.高倍热拉伸超高分子量聚乙烯膜片复合管材，其特征在于包括至少第一层超高分子量聚乙烯膜片(1)和第二层超高分子量聚乙烯膜片O)，第一层超高分子量聚乙烯膜片 (1)与第二层超高分子量聚乙烯膜片O)的内表面相互连结为一体。
2.根据权利要求1所述的高倍热拉伸超高分子量聚乙烯膜片复合管材，其特征在于 第二层超高分子量聚乙烯膜片( 的外表面上包覆铝箔玻纤层G)。
3.根据权利要求1所述的高倍热拉伸超高分子量聚乙烯膜片复合管材，其特征在于 第二层超高分子量聚乙烯膜片O)的外表面上复合第三层超高分子量聚乙烯膜片(3)。
4.根据权利要求1或3所述的高倍热拉伸超高分子量聚乙烯膜片复合管材，其特征在于第一层超高分子量聚乙烯膜片(1)、第二层超高分子量聚乙烯膜片(2)和第三层超高分子量聚乙烯膜片(3)的厚度为1. 5-3毫米，宽度为300-1000毫米。
5.权利要求1-4任一项所述的高倍热拉伸超高分子量聚乙烯膜片复合管材的制备方法，其特征在于包括如下步骤①取超高分子量聚乙烯膜片备用；②在超高分子量聚乙烯膜片的上面或下面或上下两面涂聚乙烯胶粘剂，然后绕成卷，③将步骤②中的超高分子量聚乙烯膜片按照管材性能的要求取至少两卷放置在缠绕机上，缠绕机上安装圆筒状模具(4)，至少两卷超高分子量聚乙烯膜片分别置入缠绕机的两侧，超高分子量聚乙烯膜片圈分别由动力驱动缠绕在圆筒状模具(4)上，圆筒状模具(4)由动力驱动转动，同时，热风机将热风吹向超高分子量聚乙烯膜片表面，使超高分子量聚乙烯膜片上的聚乙烯胶粘剂温度达到120°C -140°C，使至少两层膜片间相互粘结成一体；④两层超高分子量聚乙烯膜片的缠绕方向相同，第二层膜片中心线压第一层膜片的缠绕连接缝；⑤将两层超高分子量聚乙烯膜片粘结后由筒状模具上拆下，成为超高分子量聚乙烯复合膜片管材。
6.根据权利要求5所述的高倍热拉伸超高分子量聚乙烯膜片复合管材的制备方法，其特征在于步骤③中所述的缠绕机的具体结构为包括支架，支架上安装圆筒状模具(4)， 圆筒状模具(4)与动力驱动装置连接，筒状超高分子量聚乙烯膜片卷(11)分别安装在第一导辊(13)和第二导辊(14)上，支架上分别安装多个导引辊(8)，导引辊(8)由电机(2)带动转动，支架上安装压辊(9)。
全文摘要
本发明公开了一种高倍热拉伸超高分子量聚乙烯膜片复合管材及其制备方法，包括至少第一层超高分子量聚乙烯膜片和第二层超高分子量聚乙烯膜片，第一层膜片与膜片的内表面相互连结为一体。制备方法包括如下步骤①取超高分子量聚乙烯膜片备用；②在聚乙烯膜片的上下两面涂聚乙烯胶粘剂然后绕成卷备用；③将步骤②中的超高分子量聚乙烯膜片按照管材性能的要求取至少两卷放置在缠绕机上，热风机将热风吹向膜片表面使聚乙烯膜片间相互粘结成一体；④将两层超高分子量聚乙烯膜片粘结后由筒状模具上拆下，成为复合膜片管材。本发明在具备超高分子量聚乙烯管材基本性能和相同壁厚的前提下，大幅度提高其承压能力。
文档编号B32B17/10GK102155591SQ201110101
公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年1月6日
发明者刘阜东 申请人:刘阜东