一种抗冲击等径工程塑料弯头及其应用的制作方法

本发明涉及等径弯头，特别涉及一种抗冲击等径工程塑料弯头，属于管道连接技术领域。

背景技术：

随着社会的发展、人们生活和环保的需求发展，各种管网、管路系统在石油化工、燃气、饮用水等领域中广泛应用，并且占据了越来越重要、越来越大的市场。弯头作为最为常见的管件连接之一，具有重要的市场地位，无论用于哪个领域，对于弯头的刚性、密封性等都有极高的要求，现有技术中的弯头，随着使用容易时间延长，同时使用时受到震动时，弯头连接部位都容易变形或损坏，并且密封性下降，密封性能不能得到保障，连接效果不理想，同时耐腐蚀性差，使用寿命短。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种抗冲击等径工程塑料弯头，以解决上述背景技术中提出的现有技术中的弯头，随着使用容易时间延长，同时使用时受到震动时，弯头连接部位都容易变形或损坏，并且密封性下降，密封性能不能得到保障，连接效果不理想，同时耐腐蚀性差，使用寿命短的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗冲击等径工程塑料弯头，包括第一钢带管、第二刚带管和第三钢带管，第一刚带管的一端固定连接有第二钢带管，第二钢带管的一端固定连接有第三钢带管，第一钢带管的外壁面、第二刚带管外壁面和第三钢带管的外壁面均固定安装有若干加固凸起，且若干加固凸起均之间填充有保温海绵，第一钢带管的另一端固定安装有第二接头，第三钢带管的一端固定安装有第一接头，第一接头的外壁和第二接头的外壁均开设有螺纹槽，且第一接头底部的外壁和第二接头底部的外壁均固定套设有防护外壳，且防护外壳与第一接头和第二接头之间均形成容腔，防护外壳的外壁面固定安装有缓冲垫。

防护外壳（6）的表面包覆有聚酰亚胺复合膜，聚酰亚胺复合膜自上而下依次包括：

聚酰亚胺塑料层、聚酰亚胺塑料层上的石墨烯改性聚酰亚胺层以及聚酰亚胺复合材料层；

其中，石墨烯改性聚酰亚胺层的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将氧化石墨烯与聚酰亚胺单体混合，在温度为130-135℃下搅拌1-3h；之后将上述混合单体置于反应釜中，加入有机二羧酸以及开环聚合催化剂，通入高纯氮气，并升温至230-260℃搅拌后聚合反应4-6h，得到低聚物；

（2）在步骤（1）的低聚物与催化剂，在230-260℃下继续反应1-3h，得到石墨烯改性聚酰亚胺；

（3）在步骤（2）中的反应釜中通入高纯氮气，并在230-260℃由出料口出料后冷却切粒，干燥后，依次经过熔融-缓冷-冷却-上油-集束-第一热辊-第二热辊得到石墨烯改性聚酰亚胺层；

聚酰亚胺塑料层是由聚酰亚胺本体，聚苯醚和聚乙烯组合而成，其中，按质量百分比计：聚酰亚胺本体：44%-58%，聚苯醚：20%-33%，聚乙烯：22%-23%；

聚酰亚胺玻纤复合材料的制备方法，包括以下步骤：

a提供热固性聚酰亚胺、低聚合度聚酰亚胺和增强材料；

b将低聚合度聚酰亚胺溶解于溶液之中，制备成低聚合度聚酰亚胺质量含量为15-60%的低聚合度聚酰亚胺溶液；

c使用低聚合度聚酰亚胺溶液浸润增强材料；

d将浸润后的增强材料与热固性聚酰亚胺混合均匀得到聚酰亚胺玻纤复合材料。

作为本发明的一种优选技术方案，容腔内壁面的一侧和底部均固定安装有第二密封垫。

作为本发明的一种优选技术方案，第一接头的一端和第二接头的一端均固定安装有内接口，且内接口的外壁套设有第一密封垫。

作为本发明的一种优选技术方案，第一钢带管的内壁面、第二钢带管的内壁面和第三钢带管的内壁面均为平滑面结构。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤（1）中的氧化石墨烯与聚酰亚胺单体的质量比为1：50，有机二羧酸与聚酰亚胺单体的质量比为1：20，开环聚合催化剂与聚酰亚胺单体的质量比为1：40；

步骤（2）中催化剂与低聚物的质量比为1:8。

作为本发明的一种优选技术方案，催化剂选自锑类催化剂、锗系催化剂、钛系催化剂中的一种或几种；热固性聚酰亚胺由四羧酸二酐、二胺及封端剂合成；热固性聚酰亚胺的封端剂为pepa或乙炔苯酐；低聚合度聚酰亚胺的质量分数为热固性聚酰亚胺的0.5%-10%。

作为本发明的一种优选技术方案，增强材料的用量为热固性聚酰亚胺质量的60%-200%。

作为本发明的一种优选技术方案，增强材料为玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维中的一种或几种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种抗冲击等径工程塑料弯头，通过设置三段钢带管增强输料的平滑性，同时在接口处设置防护外壳和缓冲垫对接口进行保护，增强接口的稳定性，管道外壁设置若干加固凸起和保温海绵，加强管道的强度，且增加管道安装的摩擦力，保证内部液体的温度稳定。

与现有技术相比，本发明所提供的聚酰亚胺改性复合贴片，因为氧化石墨烯具有一定的导电导热能力，醇类聚合物具有吸湿性好的特点，氧化石墨烯和醇类低聚物的引入，赋予了聚酰亚胺材料良好的导电导热性能、抗静电性能明显提高，同时，抗冲击强度、拉伸强度大大提高提高，测试方法：无缺口冲击强度测试：xa-500，50j，gb1043型；拉伸强度测试：lloyd-lr-50k，gb1040型，弯曲强度测试：lloyd-lr-50k，gb9341型，耐介质性能测试：gbn547型。

附图说明

图1为本发明正面结构示意图；

图2为本发明内接口的放大结构示意图。

图中：1、第一钢带管；2、第二钢带管；3、第三钢带管；4、第一接头；5、第二接头；6、防护外壳；7、螺纹槽；8、缓冲垫；9、加固凸起；10、保温海绵；11、内接口；12、第一密封垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供了一种抗冲击等径工程塑料弯头，包括第一钢带管1、第二刚带管2和第三钢带管3，第一刚带管1的一端固定连接有第二钢带管2，第二钢带管2的一端固定连接有第三钢带管3，第一钢带管1的外壁面、第二刚带管2外壁面和第三钢带管3的外壁面均固定安装有若干加固凸起9，且若干加固凸起9均之间填充有保温海绵10，第一钢带管1的另一端固定安装有第二接头5，第三钢带管3的一端固定安装有第一接头4，第一接头4的外壁和第二接头5的外壁均开设有螺纹槽7，且第一接头4底部的外壁和第二接头5底部的外壁均固定套设有防护外壳6，且防护外壳6与第一接头4和第二接头5之间均形成容腔，防护外壳6的外壁面固定安装有缓冲垫8。

防护外壳（6）的表面包覆有聚酰亚胺复合膜，聚酰亚胺复合膜自上而下依次包括：

聚酰亚胺塑料层、聚酰亚胺塑料层上的石墨烯改性聚酰亚胺层以及聚酰亚胺复合材料层；

方案1：其中，石墨烯改性聚酰亚胺层的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将氧化石墨烯与聚酰亚胺单体混合，在温度为134℃下搅拌2h；之后将上述混合单体置于反应釜中，加入有机二羧酸以及开环聚合催化剂，通入高纯氮气，并升温至243℃搅拌后聚合反应5h，得到低聚物；

（2）在步骤（1）的低聚物与催化剂，在243℃下继续反应2h，得到石墨烯改性聚酰亚胺；

（3）在步骤（2）中的反应釜中通入高纯氮气，并在243℃由出料口出料后冷却切粒，干燥后，依次经过熔融-缓冷-冷却-上油-集束-第一热辊-第二热辊得到石墨烯改性聚酰亚胺层；

聚酰亚胺塑料层是由聚酰亚胺本体，聚苯醚和聚乙烯组合而成，其中，按质量百分比计：聚酰亚胺本体：44%，聚苯醚：33%，聚乙烯：23%；

聚酰亚胺玻纤复合材料的制备方法，包括以下步骤：

a提供热固性聚酰亚胺、低聚合度聚酰亚胺和增强材料；

b将低聚合度聚酰亚胺溶解于溶液之中，制备成低聚合度聚酰亚胺质量含量为43%的低聚合度聚酰亚胺溶液；

c使用低聚合度聚酰亚胺溶液浸润增强材料；

d将浸润后的增强材料与热固性聚酰亚胺混合均匀得到聚酰亚胺玻纤复合材料；

步骤（1）中的氧化石墨烯与聚酰亚胺单体的质量比为1：50，有机二羧酸与聚酰亚胺单体的质量比为1：20，开环聚合催化剂与聚酰亚胺单体的质量比为1：40；

步骤（2）中催化剂与低聚物的质量比为1:8；

催化剂选自锑类催化剂，热固性聚酰亚胺由四羧酸二酐、二胺及封端剂合成；热固性聚酰亚胺的封端剂为pepa，低聚合度聚酰亚胺的质量分数为热固性聚酰亚胺的3.6%，增强材料的用量为热固性聚酰亚胺质量的72%，增强材料为玻璃纤维。

本实施例的性能测试如下：无缺口冲击强度测试：168（kj/m2）拉伸强度测试：658（mpa）弯曲强度测试：1109（mpa）煤油处理拉伸强度：632（mpa）。

方案2：其中，石墨烯改性聚酰亚胺层的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将氧化石墨烯与聚酰亚胺单体混合，在温度为131℃下搅拌2h；之后将上述混合单体置于反应釜中，加入有机二羧酸以及开环聚合催化剂，通入高纯氮气，并升温至252℃搅拌后聚合反应5h，得到低聚物；

（2）在步骤（1）的低聚物与催化剂，在252℃下继续反应2h，得到石墨烯改性聚酰亚胺；

（3）在步骤（2）中的反应釜中通入高纯氮气，并在252℃由出料口出料后冷却切粒，干燥后，依次经过熔融-缓冷-冷却-上油-集束-第一热辊-第二热辊得到石墨烯改性聚酰亚胺层；

聚酰亚胺塑料层是由聚酰亚胺本体，聚苯醚和聚乙烯组合而成，其中，按质量百分比计：聚酰亚胺本体：51%，聚苯醚：27%，聚乙烯：23%；

聚酰亚胺玻纤复合材料的制备方法，包括以下步骤：

a提供热固性聚酰亚胺、低聚合度聚酰亚胺和增强材料；

b将低聚合度聚酰亚胺溶解于溶液之中，制备成低聚合度聚酰亚胺质量含量为27%的低聚合度聚酰亚胺溶液；

c使用低聚合度聚酰亚胺溶液浸润增强材料；

d将浸润后的增强材料与热固性聚酰亚胺混合均匀得到聚酰亚胺玻纤复合材料；

步骤（1）中的氧化石墨烯与聚酰亚胺单体的质量比为1：50，有机二羧酸与聚酰亚胺单体的质量比为1：20，开环聚合催化剂与聚酰亚胺单体的质量比为1：40；

步骤（2）中催化剂与低聚物的质量比为1:8。

催化剂选自钛系催化剂，热固性聚酰亚胺由四羧酸二酐、二胺及封端剂合成；热固性聚酰亚胺的封端剂为乙炔苯酐，低聚合度聚酰亚胺的质量分数为热固性聚酰亚胺的2.7%，增强材料的用量为热固性聚酰亚胺质量的127%，增强材料为碳纤维和玄武岩纤维的混合。

本实施例的性能测试如下：无缺口冲击强度测试：169（kj/m2）拉伸强度测试：656（mpa）弯曲强度测试：1095（mpa）煤油处理拉伸强度：631（mpa）。

优选的，容腔内壁面的一侧和底部均固定安装有第二密封垫，提升第一接头4和第二接头5与外管连接的密封性。

优选的，第一接头4的一端和第二接头5的一端均固定安装有内接口11，且内接口11的外壁套设有第一密封垫12，内接口11保证接头处的切口不会划伤手，同时与连接管道相互配合，提升连接的密封性。

优选的，第一钢带管1的内壁面、第二钢带管2的内壁面和第三钢带管3的内壁面均为平滑面结构，保证液体流动的顺畅性。

具体使用时，本发明一种抗冲击等径工程塑料弯头，使用，第一接头4和第二接头5分别与连接管道螺纹连接，且连接管道螺纹连接的同时，处于防护外壳6的内部，防护外壳6内部有第二密封垫，提升连接管道与弯头连接的密封性，且外部的防护外壳6对连接处进行保护，防止低下的污水和潮湿环境腐蚀连接处，当连接的管道受到震动时，防护外壳6外部的缓冲垫8吸收冲击力，保证弯头和管道连接的稳定性，弯头外壁的加固凸起9加强弯头的强度，且增加了弯头外壁的摩擦力，使得弯头更好的进行固定，且加固凸起9之间的保温海绵10保证内部的液体温度趋向稳定，且具有缓冲力，保护弯头。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。