一种缠绕结构壁管及其制作方法与流程

1.本发明涉及管材相关领域，具体来说，涉及一种缠绕结构壁管及其制作方法。


背景技术：

2.目前，由于pe(聚乙烯, polyethylene)缠绕结构壁管的制备工艺简单，且与双壁波纹管相比可以制造更大口径的埋地排水管（口径可达dn300
‑
dn4000）,因此获得巨大的市场广受用户的青睐，但由于pe管材的模量太低，仅能达到约700mpa，很难满足大口径管材对于环刚度需要达到sn8级的要求，从而大大限制了pe缠绕结构壁管的应用。而pp（聚丙烯，polypropylene）管材的模量虽然较高可达1400mpa，但由于pp的加工温度要求太高一般超过210℃，会使pp胚管变形而导致管材惯性矩和环刚度降低，因此，对于缠绕结构壁管的应用造成了较大影响。
3.针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
4.

技术实现要素：

5.针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种缠绕结构壁管及其制作方法，能够解决上述问题。
6.为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：本技术提供一种缠绕结构壁管，包括管体和缠绕在所述管体外侧的至少一层肋管，所述管体包括：胚管，所述胚管外壁设有管料层；板料层，设置于所述管料层远离所述胚管的一侧；其中，所述肋管缠绕在所述板料层远离所述胚管的一侧，所述管料层的材料为硬质聚氯乙烯。
7.在本技术所提供的缠绕结构壁管中，所述胚管的材料为嵌段共聚聚丙烯。
8.在本技术所提供的缠绕结构壁管中，所述管料层采用拉伸流变挤出的方式制作形成。
9.在本技术所提供的缠绕结构壁管中，所述板料层呈螺旋状缠绕所述管料层，且相邻两圈所述板料层侧边重叠并通过胶黏剂相互搭接。
10.在本技术所提供的缠绕结构壁管中，所述管料层与所述板料层通过胶黏剂连接。
11.本技术还提供一种缠绕结构壁管的制作方法，包括以下步骤：采用拉伸流变双螺杆挤出机对硬质聚氯乙烯材料输送塑化，分别挤出板料层和包覆在胚管上的管料层，所述胚管的材料为嵌段共聚聚丙烯；在所述管料层表面和所述板料层上涂覆胶黏剂，并通过旋转模具将所述板料层包覆在所述管料层表面，所述管料层与所述板料层通过所述胶黏剂粘接；在所述板料层远离所述管料层一侧缠绕至少一层肋管。
12.在本技术所提供的缠绕结构壁管的制作方法中，所述采用拉伸流变双螺杆挤出机对硬质聚氯乙烯材料输送塑化，分别挤出板料层和包覆在胚管上的管料层的步骤包括：在所述拉伸流变双螺杆挤出机的料斗中加入硬质聚氯乙烯材料；分别从所述拉伸流变双螺杆挤出机的第一管口模中挤出板料层和第二管口模中挤出管料层，所述第二管口模中心设有胚管，以使所述第二管口模中挤出的管料层包覆所述胚管；其中，所述拉伸流变双螺杆挤出机的挤出温度小于160摄氏度。
13.在本技术所提供的缠绕结构壁管的制作方法中，所述拉伸流变双螺杆挤出机内由靠近所述料斗到远离所述料斗方向依次包括：挤出一区、挤出二区、挤出三区、挤出四区和挤出五区，在所述采用拉伸流变双螺杆挤出机对硬质聚氯乙烯材料输送塑化，分别挤出板料层和包覆在胚管上的管料层的过程中，所述挤出一区的温度为110摄氏度，所述挤出二区的温度为120摄氏度，所述挤出三区的温度为130摄氏度，所述挤出四区和所述挤出五区的温度为155摄氏度。
14.在本技术所提供的缠绕结构壁管的制作方法中，所述第二管口模中设有胚管导出孔，所述从所述拉伸流变双螺杆挤出机的第二管口模中挤出管料层，所述第二管口模中心设有胚管，以使所述第二管口模中挤出的管料层包覆所述胚管的步骤包括：在所述拉伸流变双螺杆挤出机的第二管口模中挤出管料层时，从所述胚管导出孔内导出所述胚管，以使所述第二管口模中挤出的管料层包覆所述胚管。
15.在本技术所提供的缠绕结构壁管的制作方法中，所述在所述管料层表面和所述板料层上涂覆胶黏剂，并通过旋转模具将所述板料层包覆在所述管料层表面，所述管料层与所述板料层通过所述胶黏剂粘接的步骤之后，还包括：通过所述旋转模具使所述板料层呈螺旋状缠绕在所述管料层上，且相邻两圈所述板料层侧边重叠并通过胶黏剂相互搭接。
16.本发明的有益效果：通过将管料层的材料设置为硬质聚氯乙烯（pvc ，polyvinyl chloride），由于pvc的模量较高，可达3000 mpa，使得在相同管径相同壁厚的情况下，pvc制得的缠绕结构壁管环刚度可达pe缠绕结构壁管的4倍，pp缠绕结构壁管的2倍，大大提高环刚度同时大幅降低生产费用，并且，与pe相比pvc也有优良的耐腐蚀性及较小的摩擦系数保证缠绕结构壁管排水更顺畅。
17.附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本技术实施例中缠绕结构壁管的结构示意图。
20.图2是本技术实施例中缠绕结构壁管的管体的剖面结构示意图。
21.图3是本技术实施例中缠绕结构壁管的制作方法的流程图。
22.图4是本技术实施例中缠绕结构壁管的制作方法的工艺流程图。
23.具体实施方式
24.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
26.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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。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技术中的具体含义。
27.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
28.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
29.如图1至图2所示，根据本发明实施例中的一种缠绕结构壁管，包括管体1和缠绕在所述管体1外侧的至少一层肋管2，所述管体1包括：胚管11，所述胚管11外壁设有管料层12；板料层13，设置于所述管料层12远离所述胚管11的一侧；其中，所述肋管2缠绕在所述板料层13远离所述胚管11的一侧，所述管料层12的材料为硬质聚氯乙烯。
30.可以理解的是，目前，由于pe(聚乙烯, polyethylene)缠绕结构壁管的制备工艺
简单，且与双壁波纹管相比可以制造更大口径的埋地排水管（口径可达dn300
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dn4000）,因此获得巨大的市场广受用户的青睐，但由于pe管材的模量太低，仅能达到约700mpa，很难满足大口径管材对于环刚度需要达到sn8级的要求，从而大大限制了pe缠绕结构壁管的应用。而pp（聚丙烯，polypropylene）管材的模量虽然较高可达1400mpa，但由于pp的加工温度要求太高一般超过210℃，会使pp胚管变形而导致管材惯性矩和环刚度降低，因此，对于缠绕结构壁管的应用造成了较大影响，本实施例中，通过将管料层12的材料设置为硬质聚氯乙烯（pvc ，polyvinyl chloride），由于pvc的模量较高，可达3000 mpa，使得在相同管径相同壁厚的情况下，pvc制得的缠绕结构壁管环刚度可达pe缠绕结构壁管的4倍，pp缠绕结构壁管的2倍，大大提高环刚度同时大幅降低生产费用，并且，与pe相比pvc也有优良的耐腐蚀性及较小的摩擦系数保证缠绕结构壁管排水更顺畅。
31.需要说明的是，所述肋管2可以根据所述缠绕结构壁管的刚度要求设置至少一层，显然，所述肋管2的层数根据所述肋管2可以根据所述缠绕结构壁管的刚度需求增加而增加。
32.在一实施例中，所述胚管11的材料为嵌段共聚聚丙烯，所述胚管11的直径为25mm～180mm，可以理解的是，嵌段共聚聚丙烯具备较好的耐高温性能，从而可以避免所述胚管11在较高温条件下发生变形而影响缠绕结构壁管的环刚度和外型。
33.在一实施例中，所述管料层12采用拉伸流变挤出的方式制作形成；可以理解的是，pvc虽然能大幅度提高环刚度并节约成本，但pvc作为热敏材料在挤出加工过程不耐高温，普通双螺杆挤出机进行挤出是靠剪切和摩擦来推动和塑化pvc混配料，在挤出过程中由于温度高、螺杆的行程长导致pvc材料易分解，分解后会导致缠绕结构壁管的力学性能、抗老化性能都会大幅降低，本实施例中，所述管料层12采用拉伸流变挤出的方式制作形成，也即是所述管料层12采用拉伸流变挤出机制作，相比于剪切流变挤出机进行剪切流变挤出成型，采用拉伸流变挤出的方式具备更好的输送塑化优势，螺杆长度较短且加热温度较低，从而减少了输送行程并较低了塑化温度，进而避免了材质为硬质聚氯乙烯的所述管料层12的受热分解，减少了热稳定剂的使用量，在提高产品质量的同时节约能耗并降低成本。
34.需要说明的是，实现拉伸流变的塑化输运方法的拉伸流变挤出机可以由叶片塑化输运单元构成，由转子、定子、若干叶片及挡板构成一组具有确定几何形状的空间，由于转子与定子内腔偏心，他们的容积可以依次由小到大再由大到小周期性变化，容积由小变大时被纳入物料，容积由大变小时物料在拉压应力的主要作用下被研磨和压实，同时在机械耗散热和定子外加热的作用下熔融塑化并被排出，完成拉伸形变支配的物料塑化输运挤出所述管料层12。
35.在一实施例中，所述板料层13呈螺旋状缠绕所述管料层12，且相邻两圈所述板料层13侧边重叠并通过胶黏剂14相互搭接（图中未出示）；所述管料层12与所述板料层13通过胶黏剂14连接。
36.可以理解的是，由于pvc的加工流变性及熔融粘合性不如pe、pp优越,因此，在制备缠绕结构壁管过程中，相邻两圈所述板料层13重叠部分可能出现搭接不牢的现象，同理，所述管料层12与所述板料层13也会出现搭接不牢的现象，进而会导致缠绕结构壁管漏水或者肋管2脱开，显然，采用胶黏剂14对各圈所述板料层13的侧边之间、以及所述管料层12与所述板料层13进行紧密粘接，避免了所述管料层12缠绕以及所述管料层12与所述板料层13连
接不牢导致缠绕结构壁管漏水或者肋管2脱开。
37.本技术还提供一种缠绕结构壁管的制作方法，如图3所示，包括以下步骤：s10：采用拉伸流变双螺杆挤出机对硬质聚氯乙烯材料输送塑化，分别挤出板料层13和包覆在胚管11上的管料层12，所述胚管11的材料为嵌段共聚聚丙烯；s20：在所述管料层12表面和所述板料层13上涂覆胶黏剂14，并通过旋转模具将所述板料层13包覆在所述管料层12表面，所述管料层12与所述板料层13通过所述胶黏剂14粘接；s30：在所述板料层13远离所述管料层12一侧缠绕至少一层肋管2。
38.可以理解的是，在步骤s10中，所述拉伸流变双螺杆挤出机中双螺杆的螺杆构型可以是偏心圆盘、捏合盘和螺纹元件的组合。其中，偏心圆盘和捏合盘与螺纹元件为同心排列或偏心排列，捏合盘可以是二头或三头，可以是相同厚度或不同厚度，如图4所示，所述拉伸流变双螺杆挤出机包括拉伸流变双螺杆挤出机主体31、连接在所述拉伸流变双螺杆挤出机主体31上的主流道32、以及分别连接在所述主流道32上的第一管口模33和第二管口模34，在步骤s10中，采用拉伸流变双螺杆挤出机对硬质聚氯乙烯材料输送塑化，分别挤出板料层13和包覆在胚管11上的管料层12，所述胚管11的材料为嵌段共聚聚丙烯，其中，双螺杆的有效长度在400mm～700mm且直径在35mm～45mm，本实施例中，所述双螺杆的长度为400mm且直径为40mm，双螺杆转速控制在45r/min。
39.在步骤s20中，通过在所述第一管口模33和所述第二管口模34处设置涂胶装置35，在所述管料层12表面和所述板料层13上涂覆胶黏剂14，然后通过旋转模具36将所述板料层13缠绕包覆在所述管料层12表面，所述管料层12与所述板料层13通过所述胶黏剂14粘接，最后在步骤s30中：在所述板料层13远离所述管料层12一侧缠绕至少一层肋管2。
40.在一实施例中，其中，所述采用拉伸流变双螺杆挤出机对硬质聚氯乙烯材料输送塑化，分别挤出板料层13和包覆在胚管11上的管料层12的步骤包括：在所述拉伸流变双螺杆挤出机的料斗311中加入硬质聚氯乙烯材料；分别从所述拉伸流变双螺杆挤出机的第一管口模33中挤出板料层13和第二管口模34中挤出管料层12，所述第二管口模34中心设有胚管11，以使所述第二管口模34中挤出的管料层12包覆所述胚管11；其中，所述拉伸流变双螺杆挤出机的挤出温度小于160摄氏度，在一实施例中，所述拉伸流变双螺杆挤出机主体31内由靠近所述料斗311到远离所述料斗311方向依次包括：挤出一区、挤出二区、挤出三区、挤出四区和挤出五区，在所述采用拉伸流变双螺杆挤出机对硬质聚氯乙烯材料输送塑化，分别挤出板料层13和包覆在胚管11上的管料层12的过程中，所述挤出一区的温度为110摄氏度，所述挤出二区的温度为120摄氏度，所述挤出三区的温度为130摄氏度，所述挤出四区和所述挤出五区的温度为155摄氏度；显然，由于嵌段共聚聚丙烯材料的胚管11可以保持190℃以下基本不变形，通过设置pvc材料的挤出温度不超过160℃，从而保证材料为嵌段共聚聚丙烯的胚管11不被过高的温度烫变形，保证了缠绕结构壁管的外观饱满、又保证了较好的型高、惯性矩从而使缠绕结构壁管的环刚度得到进一步提高。
41.在一实施例中，所述第二管口模34中设有胚管11导出孔（图中未出示），所述从所述拉伸流变双螺杆挤出机的第二管口模34中挤出管料层12，所述第二管口模34中心设有胚
管11，以使所述第二管口模34中挤出的管料层12包覆所述胚管11的步骤包括：在所述拉伸流变双螺杆挤出机的第二管口模34中挤出管料层12时，从所述胚管11导出孔内导出所述胚管11，以使所述第二管口模34中挤出的管料层12包覆所述胚管11。
42.在一实施例中，所述在所述管料层12表面和所述板料层13上涂覆胶黏剂14，并通过旋转模具36将所述板料层13包覆在所述管料层12表面，所述管料层12与所述板料层13通过所述胶黏剂14粘接的步骤之后，还包括：通过所述旋转模具36使所述板料层13呈螺旋状缠绕在所述管料层12上，且相邻两圈所述板料层13侧边重叠并通过胶黏剂14相互搭接。
43.采用上述缠绕结构壁管的制作方法制作的缠绕结构壁管可生产300mm
‑
4000mm口径的pvc
‑
u缠绕结构壁管，通过改变胚管11的直径（25mm ～180mm）及改变胚管11外侧肋管2缠绕层数来改变管材的环刚度，这样保证了管材直径、环刚度在很大范围自由调节满足不同的市场需求。
44.综上所述，通过将管料层12的材料设置为硬质聚氯乙烯（pvc ，polyvinyl chloride），由于pvc的模量较高，可达3000 mpa，使得在相同管径相同壁厚的情况下，pvc制得的缠绕结构壁管环刚度可达pe缠绕结构壁管的4倍，pp缠绕结构壁管的2倍，大大提高环刚度同时大幅降低生产费用，并且，与pe相比pvc也有优良的耐腐蚀性及较小的摩擦系数保证缠绕结构壁管排水更顺畅。
45.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。