专利名称：超高分子量聚乙烯缠绕复合大口径管材的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超高分子量聚乙烯管材，尤其是一种超高分子量聚乙烯缠绕复合大口径管材。用来输送对管子磨损力大的固体介质，如输送粮食、矿石、煤、煤碴、砂、水泥等。
现有市场上仅有Φ15～100mm的小口径超高分子量聚乙烯管子不能满足工矿企业的需求。在“塑料手册”第47页(兵器工业出版社)中所描述超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)具有突出的耐磨性，低摩擦系数，优良的耐应力开裂性，耐高温蠕变性和耐低温性(即使在-269℃也可使用)，优良的拉伸强度，极高的冲击强度，且在低温下也不下降。同时，具有卓越的化学稳定性和耐疲劳性、无表面吸附力、无毒、电绝缘性能优良等优点。但是在该手册第50页描述加工。超高分子量聚乙烯熔体指数低、粘度高、流动性极差、临界剪切速率很低，不宜用一般热塑性塑料成型加工方法加工。以前仅能采用冷压烧结或热压法成型加工。近年来发展了双螺杆及柱塞挤出机的挤出成型、注射成型、连续板(Sheet)成型、热冲法成型等新型加工方法，但应用尚不广泛。
根据上述情况可知超高分子量聚乙烯的优点卓越，故此被称为“塑料之王”。可是缺点不少，其主要缺点是加工困难，以现有技术不能制造大口径的管材。
本发明的目的就是要克服加工大口径超高分子量聚乙烯的管材加工难度，提供一种内壁于超高分子量聚乙烯挤出板材缠绕圆管1，外壁于塑料纤维织物4、5缠绕复合管材，其口径从Φ400～1200mm的大口径超高分子量聚乙烯缠绕复管材。以满足工矿企业需求。
为了实现目的，本发明采用一种缠绕加工法，以小拼大方式克服大件加工难度用现有的螺杆挤出机组连续挤出条型板材2，将条型板材2缠绕成圆管1，再在圆管1外壁缠绕塑料纤维织物4、5，层与层之间用粘胶粘结，固化后即成。
由于超高分子量聚乙烯具有卓越性能，加上塑料纤维的拉力强度，故此可以用于工矿企业输送磨损力大的固体介质，也可以用于石油、天然气、给水埋地管等。
下面结合附图对本发明实施例进一步详细描述
图1是超高分子量聚乙烯挤出板材缠绕圆管。
图中1表示圆管整体，2是挤出板材，3是焊接缝。
图2是第一层塑料纤维织物缠绕过程示意图。
图中4是第一层塑料纤维织物。
图3是第二层塑料纤维织物缠绕过程示意图。
图中5是第二层塑料纤维织物。
从图1至图3所示的本发明实施方式可以看出，首先要解决图1的加工工艺。
超高分子量聚乙烯挤出板材缠绕圆管加工工艺将超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)料，通过真空烘干机充分烘干除去内含水份(双螺杆挤出机用粉料，单螺杆挤出机用粒料)。
成型加工条件螺杆转数40～50r/min。
料筒温度200～240℃。
口模温度220～240℃。
经真空定型、喷淋冷却、牵引等传统工艺挤成所需板材2，板材的厚度根据管径大小和压力而定，必要时也可以制成空壁板材。板材2的宽度必须按照管径和导程角准确计算给出数据。板材2的规格由口模及真空定型套控制。挤出的板材2不要切割，可将板材2的一端经130℃电热加温器加温软化后引向缠绕机组，将其固定在机组的芯模上，调整导板滚筒距离、导程角、开动机组，调整变频器使缠绕机组速度与板材挤出速度同步。焊缝4的焊接本发明的焊缝是采用抽板焊接法；将1mm厚的不锈钢板圆片安装在1000W的电烙铁头子上，温度由调压器控制，进行随机焊接。在材料外润滑剂作用中，板材是不会粘住芯模的，故此螺旋型的圆管1自然地向前进，经喷淋冷却后，按所需长度用行星切割机切断。将切下的超高分子量聚乙烯缠绕圆管1存放在80℃的水温室内恒温6小时，使其水解缩合交联后取出备用。
复合加工工艺将超高分子量挤出板材缠绕圆管1，安装在另一台复合缠绕机组的芯模上，把捲装的塑料纤维织物4或5的一端由导布滚筒导向储胶槽中，使塑料纤维织物4或5粘上粘胶，再通过刮胶板刮去多余的粘胶后，将塑料纤维织物4的一端固定在圆管1的外表面(可用502胶粘贴)。然后调整好导布滚筒距离、导程角、开动缠绕机组，但转速不能过快，以免产生气泡。将塑料纤维织物4或5紧缠绕在圆管1的外壁，(如图2所示)。缠绕好第一层后再缠绕第二层。
这里必须说明的是当第一层左旋，第二层必须右旋，使其交义重叠(如图3所示)，多层缠绕由此类推。关于塑料纤维织物4、5的材质和规格塑料纤维品种很多，如尼龙纤维、聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、混合增强纤维、玻璃纤维等。在选材时根据管子的公称压力而定，高中压力采用尼龙纤维或混合增强纤维，低压管子可采用廉价的玻璃纤维。同时不能用宽幅的纤维布裁剪成窄条布作于缠绕材料，因为宽幅布裁剪后能大大的降低纵向拉力。最好采用纤维交织布或带，不要用经纬布。布的宽窄根据需要特织备用。纤维交织布的宽度根据管径和导程角而定，其宽度与管径成正比与导程角成反比。缠绕层数与压力成正比。为了减少缠绕层数，可将纤维细丝用捻纱机或拼线机拼成5-7股，然后用专用交织机织成所需宽度捲取备用。粘胶可采用环氧树脂胶，根据管子的刚、柔性要求，可在不同牌号中选取。
权利要求
1.一种超高分子量聚乙烯缠绕复合大口径管材，其特征在于内壁由超高分子量聚乙烯挤出板材缠绕圆管(1)，外壁由多层塑料纤维织物(4、5)缠绕的复合管材。
2.权利要求1所述超高分子量聚乙烯挤出板材缠绕圆管(1)，其特征在于挤出板材(2)呈螺旋形缠绕。必要时也可以制成空壁板材。
3.如权利要求1、2所述的超高分子量聚乙烯挤出板材缠绕圆管(1)，其相邻焊缝(3)采用抽板焊接法随机焊接成一体，圆管(1)经80℃水温恒温6小时水解复合交联。
4.如权利要求1所述塑料纤维织物(4、5)其特征是左右交义多层重叠缠绕，层与层之间用粘胶粘合。
5.如权利要求1、4所述塑料纤维织物(4、5)，应是专用纤维交织布或带。
全文摘要
本发明公开了一种超高分子量聚乙烯缠绕复合大口径管材产品及其加工方法，其特征在于内壁于超高分子量聚乙烯挤出板材缠绕圆管(1)，外壁于塑料纤维织物(4、5)多层交义重叠缠绕复合管材，可用于输送磨损力大的固体介质。
文档编号F16L9/00GK1424527SQ0114236
公开日2003年6月18日 申请日期2001年12月13日 优先权日2001年12月13日
发明者罗希良 申请人:罗希良, 刘秀芬