专利名称：一种复合钢带及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种复合钢带及其制造方法。
背景技术：
钢带增强聚乙烯螺旋波纹管具有质轻、环刚度高、耐腐蚀等优点，在市政排水、排污管道中应用越来越广泛，CJ/T 225-2011《埋地排水用钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管》中规定了管体结构。专利200410076972. 7公开了一种塑料包覆钢带的制造方法，包括钢带放卷一钢 带毛边清除一钢带加热一塑料挤出并包覆一包覆后的钢带冷却一钢带缠绕成卷等步骤。实际应用表明，在挤出机中直接涂覆塑料或热熔胶的涂胶钢带，塑料或热熔胶与钢带的粘接效果极不理想。不仅粘接力偏小，而且在大气、水、交变应力的作用下失效的情况屡屡发生，严重影响了钢带增强塑料复合管的质量和寿命。申请号200810236907. 2的专利中公开了一种包装用钢塑复合钢带的制造方法。将分切开条的钢带先进行发蓝处理，经发蓝处理后的钢带冷却降温后进入高压静电喷塑装置进行外表面喷塑，喷塑后的钢带经风冷却定型，即制成钢塑复合带。专利号ZL 200720080551. 9的实用新型提供了一种改进的钢塑复合压力管，其说明书第2页第I段说明钢带一侧或两侧被覆一层或多层塑料，以利于相互热熔复合。专利号ZL 200420058997. 8的实用新型专利公开了一种钢带增强螺旋缠绕管塑料包覆钢带，是将塑料通过挤出机包覆于钢带周围。在现有技术中，钢带材质为碳钢，粘接树脂一般为马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸等单体与烯烃的共聚物，共聚方式包括接枝共聚、嵌段共聚或无规共聚。钢带通过挤出机口模涂覆粘接树脂后形成复合钢带，复合钢带再用于生产钢带增强聚乙烯螺旋波纹管，通过粘接树脂实现钢带和聚乙烯的粘接。而在钢塑复合管中，钢塑之间粘接强度的高低以及粘接界面耐水、耐候等性能的好坏，直接影响管道的整体力学性能和使用寿命。理论和实际应用皆表明，现有的钢带增强聚乙烯螺旋波纹管生产出来后，外界环境的水、氧等成分仍会通过管端及管壁的塑料层缓慢扩散至钢带本体外表面，造成钢带的腐蚀。钢带一旦发生腐蚀，不仅自身强度降低，还会导致粘接树脂与钢带脱落，使钢塑复合结构解体，严重影响钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的质量和寿命。除此之外，钢带本体外表面过于光滑平整，也削弱了钢带和粘接树脂之间的粘合牢度，降低了钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的质量和寿命。只有解决好钢带自身的腐蚀问题，同时提高外表面粗糙度，才能获得可靠性高、使用寿命长的钢带增强聚乙烯螺旋波纹管。
发明内容
为解决上述现有技术的不足，本发明的一个目的是提供一种粘接力强、耐水、耐候、耐热、耐交变应力的复合钢带。本发明的另一个目的是提供上述复合钢带的制造方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的
一种复合钢带，含有钢带本体I，在钢带本体I外表面有一层或多层金属镀层2,金属镀层2外表面有聚烯烃粘接树脂层3。所述钢带本体I的所有外表面均有所述的金属镀层2 ;所述金属镀层2的镀层总厚度为O. 5 μ m 300 μ m，其中，金属成分选自锌、铝、铜、镍、铬、镉、锡、铅的一种或几种金属的合金。所述金属镀层2外表面为平滑状态或有锚纹深度为5 μ m 280 μ m的粗糙度。所述金属镀层2所有外表面均有所述的聚烯烃粘接树脂层3。所述聚烯烃粘接树脂层3的厚度为50 μ m 3000 μ m,其化学成分选自马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、缩水甘油酯单体与烯烃的共聚物，或者是该类共聚物与聚烯 烃的共混物，其中，共聚方式选自接枝共聚、嵌段共聚或无规共聚。所述钢带本体I为有孔或无孔、材质为碳钢或合金钢的钢带，横截面为平直形、Ω形、U形或拱形，厚度为O. Imm 5mm,宽度为20_ 1000mm。一种上述复合钢带的制造方法，包括如下步骤
a)用化学药剂对钢带本体I外表面进行预处理，使钢带本体I外表面达到工业纯净外表面；
b)对于钢带本体I外表面需要粗糙度的，对钢带本体I外表面进行喷砂、喷丸处理；对于钢带本体I外表面不需要粗糙度的，直接进入下一步骤；
c)在钢带本体I外表面镀上一层或数层金属镀层2；
d)对于钢带本体I外表面镀金属层2后需要粗糙度的，对钢带本体I外表面金属镀层2进行喷砂、喷丸处理；对于钢带本体I外表面镀金属层2后不需要粗糙度的，直接进入下
一步骤；
e)将镀上金属镀层2的钢带本体I通过挤出机进行聚烯烃粘接树脂层3的涂覆。所述步骤d)对钢带本体I外表面金属镀层2进行喷砂、喷丸处理，其锚纹深度小于镀层总厚度。所述步骤e)是采用电磁感应加热方式对镀上金属层的钢带本体I预热至180°c 250°C后，通过挤出机涂覆上聚烯烃粘接树脂层3，最后用水将复合钢带冷却至300C 60°C，收卷。所述步骤e)中，对于断面形状不同的复合钢带，需将挤出机涂覆口模等工装的形状作相应调整，使之匹配。采用上述方法制造的平直复合钢带，经轧制成为Ω形、U形或拱形等横截面形状后用于生产钢带增强聚乙烯螺旋波纹管；先轧制成Ω形、U形或拱形等横截面形状后再与聚烯烃粘接树脂复合的，则可直接用于生产钢带增强聚乙烯螺旋波纹管。本发明与现有技术相比，具有如下有益效果
I)金属镀层防止了外界环境对钢带的腐蚀，保护了复合粘接界面，避免了粘接树脂与钢带的脱落。2)所述复合钢带克服了现有钢带增强聚乙烯螺旋波纹管中钢带与粘接树脂之间遇水容易失效的问题，与现有钢带相比，本发明所述复合钢带的耐水性能增加10倍以上，泡水100天以上粘接树脂与钢带无脱落的现象发生。3)所述复合钢带可用作钢带增强聚烯烃螺旋波纹管的加强钢肋，也可以用于其他工程领域。
图I是平直复合钢带的横截面构造图。图2是拱形复合钢带的横截面构造图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式
来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。实施例I
一种复合钢带，含有钢带本体1，在钢带本体I外表面有一层镀锌层2，镀锌层2外表面有聚烯烃粘接树脂层3，钢带本体I材质为碳钢，无孔，横截面为平直形，厚度O. 5mm,宽度70mm ;镀锌层2厚度为30 μ m ;聚烯烃粘接树脂层3厚度达到180 μ m，其化学成分是聚乙烯接枝马来酸酐的共聚物；
制造方法包括以下步骤1)用除油剂和酸洗液分别对钢带本体I外表面进行预处理，去除外表面的油污、润滑剂、氧化层及杂质，使钢带本体外表面达到工业纯净外表面；2)在钢带本体I外表面电镀上镀锌层2，厚度达到30 μ m ;3)用铬酸盐处理，防止镀锌层2外表面产生白锈；4)用电磁感应加热方式对镀上锌层钢带预热至220°C ；5)使镀上锌层钢带通过挤出机进行聚烯烃粘接树脂层3的涂覆；6)用水将复合钢带冷却至60°C以下，收卷。实施例2
一种复合钢带，含有钢带本体I，在钢带本体I外表面有一层镀铜层2，镀铜层2外表面有聚烯烃粘接树脂层3，钢带本体I材质为合金钢，有孔，横截面为平直型，厚度O. 8mm,宽度150mm，镀铜层厚度最大为8 μ m ;外表面锚纹深度达到50 μ m以上；聚烯烃粘接树脂层3厚度达到240μπι，其化学成分是EVA接枝马来酸酐共聚物和线性低密度聚乙烯的I : I共混物；
制造方法包括以下步骤1)用除油剂和酸洗液分别对钢带本体I外表面进行预处理，去除外表面的油污、润滑剂、氧化层及杂质，使钢带本体外表面达到工业纯净外表面；2)对钢带本体I外表面进行喷砂处理，达到58 μ m以上的锚纹深度。3)在钢带本体I外表面电镀上镀铜层2，厚度最大为8 μ m ;4)用电磁感应加热方式对镀上铜层钢带预热至225°C ；5)使镀上铜层钢带通过挤出机进行聚烯烃粘接树脂层3的涂覆；6)用水将复合钢带冷却至50°C以下，收卷。实施例3
一种复合钢带，含有钢带本体1，在钢带本体I外表面有一层镀铝层2，镀铝层2外表面有聚烯烃粘接树脂层3，钢带本体I材质为碳钢，无孔，横截面为Ω形，厚度I. 2mm，宽度300mm,镀铝层厚度最大为12 μ m ;外表面锚纹深度达到75 μ m以上；聚烯烃粘接树脂层3厚度达到550μπι，其化学成分是丙烯酸与聚乙烯的嵌段共聚物；
制造方法包括以下步骤1)用除油剂和酸洗液分别对钢带本体I外表面进行预处理，去除外表面的油污、润滑剂、氧化层及杂质，使钢带本体外表面达到工业纯净外表面；2)对钢带本体I外表面进行喷砂处理，达到87 μ m以上的锚纹深度；3)在钢带本体I外表面热浸镀上镀铝层2，厚度最大为12 μ m ;4)用电磁感应加热方式对镀上铝层钢带预热至200°C;5)使镀上铝层钢带通过挤出机进行聚烯烃粘接树脂层3的涂覆；6)用水将复合钢带冷却至30°C以下，收卷。实施例4
一种复合钢带，含有钢带本体1，在钢带本体I外表面有三层镀镍层2，镀镍层2外表面有聚烯烃粘接树脂层3，钢带本体I材质为合金钢，无孔，横截面为U形，厚度5mm，宽度800mm ;镀镍层2是厚度为30 μ m ;聚烯烃粘接树脂层3厚度达到1750 μ m,其化学成分是EVA接枝马来酸酐共聚物；
制造方法包括以下步骤1)用除油剂和酸洗液分别对钢带本体I外表面进行预处理，去除外表面的油污、润滑剂、氧化层及杂质，使钢带本体外表面达到工业纯净外表面；2)在钢带本体I外表面电镀上镀镍层2，厚度达到30 μ m ;4)用电磁感应加热方式对镀上镍层钢 带预热至250°C ；5)使镀上镍层钢带通过挤出机进行聚烯烃粘接树脂层3的涂覆；6)用水将复合钢带冷却至55°C以下，收卷。实施例5
一种复合钢带，含有钢带本体1，在钢带本体I外表面有一层镀铬层2，镀金属层2外表面有聚烯烃粘接树脂层3，钢带本体I材质为碳钢，有孔，横截面为拱形，厚度4mm，宽度IOOOmm ;镀铬层厚度最大为60 μ m ;外表面锚纹深度达到280 μ m以上；聚烯烃粘接树脂层3厚度达到3000 μ m，其化学成分是EAA接枝衣康酸共聚物；
制造方法包括以下步骤1)用除油剂和酸洗液分别对钢带本体I外表面进行预处理，去除外表面的油污、润滑剂、氧化层及杂质，使钢带本体外表面达到工业纯净外表面；2)对钢带本体I外表面进行喷砂处理，达到340 μ m以上的锚纹深度；3)在钢带本体I外表面渗镀上镀铬层2，最大厚度达到60 μ m ;4)用电磁感应加热方式对镀上铬层钢带预热至180°C;
5)使镀上铬层钢带通过挤出机进行聚烯烃粘接树脂层3的涂覆；6)用水将复合钢带冷却至45°C以下，收卷。实施例6
一种复合钢带，含有钢带本体I，在钢带本体I外表面有一层锌-铜合金层2，锌-铜合金层2外表面有聚烯烃粘接树脂层3，钢带本体I材质为合金钢，无孔，横截面为U形，厚度2. 5mm,宽度900mm ;镀锌-铜合金层2厚度为300 μ m ;外表面锚纹深度达到175 μ m ;聚烯烃粘接树脂层3厚度达到2000 μ m，其化学成分是聚乙烯接枝马来酸酐共聚物和线性低密度聚乙烯的2I共混物；
制造方法包括以下步骤1)用除油剂和酸洗液分别对钢带本体I外表面进行预处理，去除外表面的油污、润滑剂、氧化层及杂质，使钢带本体外表面达到工业纯净外表面；2)在钢带本体I外表面电镀上锌-铜合金层2，厚度达到300 ym；3)对镀锌-铜合金层2外表面进行喷砂处理，达到175 μ m的锚纹深度；4)用电磁感应加热方式对镀上锌-铜合金层钢带预热至210°C;5)使镀上锌-铜合金层钢带通过挤出机进行聚烯烃粘接树脂层3的涂覆；
6)用水将复合钢带冷却至55°C以下，收卷。实施例7
一种复合钢带，含有钢带本体1，在钢带本体I外表面有两层镀金属层2 (底层镀铜表层镀镍)，镀金属层2外表面有聚烯烃粘接树脂层3，钢带本体I材质为碳钢，有孔，横截面为拱形，厚度I. 8mm,宽度600mm ;底层镀铜表层镀镍层厚度最大为50 μ m ;外表面锚纹深度达到200 μ m以上；聚烯烃粘接树脂层3厚度达到1200 μ m，其化学成分是EAA接枝缩水甘油酯共聚物；
制造方法包括以下步骤1)用除油剂和酸洗液分别对钢带本体I外表面进行预处理，去除外表面的油污、润滑剂、氧化层及杂质，使钢带本体外表面达到工业纯净外表面；2)对钢带本体I外表面进行喷砂处理，达到250 μ m以上的锚纹深度；3)在钢带本体I外表面电镀上底层铜表层镍的金属层2，最大厚度达到50 μ m;4)用电磁感应加热方式对底层镀铜表层镀锌层钢带预热至215°C ；5)使底层镀铜表层镀锌层钢带通过挤出机进行聚烯烃粘接树脂层3的涂覆；6)用水将复合钢带冷却至60°C以下，收卷。实施例8
一种复合钢带，含有钢带本体1，在钢带本体I外表面有一层镀锡层2，镀锡层2外表·面有聚烯烃粘接树脂层3，钢带本体I材质为合金钢，无孔，横截面为U形，厚度I. 4mm,宽度700mm ;镀锡层2厚度为30 μ m ;聚烯烃粘接树脂层3厚度达到500 μ m，其化学成分是甲基丙烯酸与聚乙烯的无规共聚物；
制造方法包括以下步骤1)用除油剂和酸洗液分别对钢带本体I外表面进行预处理，去除外表面的油污、润滑剂、氧化层及杂质，使钢带本体外表面达到工业纯净外表面；2)在钢带本体I外表面热浸镀上镀锡层2，厚度达到30 μ m ;4)用电磁感应加热方式对镀上锡层钢带预热至220°C ；5)使镀上锡层钢带通过挤出机进行聚烯烃粘接树脂层3的涂覆；6)用水将复合钢带冷却至58°C以下，收卷。实施例9
一种复合钢带，含有钢带本体I，在钢带本体I外表面有一层镀铅层2，镀铅层2外表面有一层聚烯烃粘接树脂层3，钢带本体I材质为碳钢，有孔，横截面为平直形，厚度O. Imm,宽度20mm ;镀铅层厚度为O. 5 μ m ;聚烯烃粘接树脂层3厚度达到50 μ m，其化学成分是聚乙烯接枝马来酸酐的共聚物；
制造方法包括以下步骤1)用除油剂和酸洗液分别对钢带本体I外表面进行预处理，去除外表面的油污、润滑剂、氧化层及杂质，使钢带本体外表面达到工业纯净外表面；2)在钢带本体I外表面热浸镀上镀铅层2，厚度达到O. 5 μ m ;4)用电磁感应加热方式对镀上铅层钢带预热至225°C ；5)使镀上铅层钢带通过挤出机进行聚烯烃粘接树脂层3的涂覆；6)用水将复合钢带冷却至45°C以下，收卷。实施例10
一种复合钢带，含有钢带本体1，在钢带本体I外表面有一层镀镍-铬合金层2，镀镍-铬合金层2外表面有两层聚烯烃粘接树脂层3，钢带本体I材质为合金钢，无孔，横截面为拱形，厚度1mm，宽度500mm ;镀镍-铬合金层2厚度最大为2. 5 μ m ;外表面锚纹深度达到5 μ m以上；聚烯烃粘接树脂层3厚度达到400 μ m，其化学成分是聚乙烯接枝马来酸酐共聚物和线性低密度聚乙烯的32共混物；
制造方法包括以下步骤1)用除油剂和酸洗液分别对钢带本体I外表面进行预处理，去除外表面的油污、润滑剂、氧化层及杂质，使钢带本体外表面达到工业纯净外表面；2)对钢带本体I外表面进行喷砂处理，达到7. 5 μ m以上的锚纹深度；3)在钢带本体I外表面电镀上镍-铬合金层2，最大厚度达到2. 5 μ m ;4)用电磁感应加热方式对镀上镍-铬合金层钢带预热至207°C ；5)使镀上镍-铬合金层钢带通过挤出机进行聚烯烃粘接树脂层3的涂覆；6)用水将复合钢带冷却至50°C以下，收卷。实施例11
一种复合钢带，含有钢带本体1，在钢带本体I外表面有一层镀镉层2，镀镉层2外表面有聚烯烃粘接树脂层3，钢带本体I材质为合金钢，无孔，横截面为U形，厚度I. 4mm,宽度700mm ;镀镉层2厚度为80 μ m ;聚烯烃粘接树脂层3厚度达到350 μ m,其化学成分是甲基丙烯酸与聚乙烯的无规共聚物；
制造方法包括以下步骤1)用除油剂和酸洗液分别对钢带本体I外表面进行预处理，去除外表面的油污、润滑剂、氧化层及杂质，使钢带本体外表面达到工业纯净外表面；2)在钢带本体I外表面电上镀镉层2，厚度达到80 μ m ;4)用电磁感应加热方式对镀上镉层钢带 预热至180°C ；5)使镀上镉层钢带通过挤出机进行聚烯烃粘接树脂层3的涂覆；6)用水将复合钢带冷却至30°C以下，收卷。
权利要求
1.一种复合钢带，含钢带本体(I)，其特征在干，在钢带本体(I)外表面有ー层或多层金属镀层(2 )，金属镀层(2 )外表面有聚烯烃粘接树脂层(3 )。
2.根据权利要求I所述的复合钢带，其特征在于，所述钢带本体(I)的所有外表面均有所述的金属镀层(2)。
3.根据权利要求I所述的复合钢带，其特征在于，所述金属镀层(2)的镀层总厚度为0.5 300 ym，其中，金属成分选自锌、铝、铜、镍、铬、镉、锡、铅的ー种或几种金属的合金。
4.根据权利要求I所述的复合钢带，其特征在于，所述金属镀层(2)外表面为平滑状态或有锚纹深度为5 ii m 280 ii m的粗糙度。
5.根据权利要求I所述的复合钢带，其特征在于，所述金属镀层(2)所有外表面均有所述的聚烯烃粘接树脂层(3)。
6.根据权利要求I所述的复合钢带，其特征在于，所述聚烯烃粘接树脂层(3)厚度为50 y m 3000 u m,其化学成分选自马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、缩水甘油酯单体与烯烃的共聚物，或者是该类共聚物与聚烯烃的共混物，其中，共聚方式选自接枝共聚、嵌段共聚或无规共聚。
7.根据权利要求I所述的复合钢带，其特征在于，所述钢带本体(I)为有孔或无孔、材质为碳钢或合金钢的钢带，横截面为平直形、Q形、U形或拱形，厚度为0. Imm 5mm，宽度为 20mm 1000mm。
8.如权利要求f7任一项所述复合钢带的制造方法，其特征在于，包括如下步骤 a)用化学药剂对钢带本体(I)外表面进行预处理，使钢带本体(I)外表面达到エ业纯净外表面； b)对于钢带本体(I)外表面需要粗糙度的，对钢带本体(I)外表面进行喷砂、喷丸处理；对于钢带本体(I)外表面不需要粗糙度的，直接进入下ー步骤； c )在钢带本体(I)外表面镀上ー层或数层金属镀层(2 ); d)对于钢带本体(I)外表面镀金属层(2)后需要粗糙度的，对钢带本体(I)外表面金属镀层(2)进行喷砂、喷丸处理；对于钢带本体(I)外表面镀金属层(2)后不需要粗糙度的，直接进入下ー步骤； e)将镀上金属镀层(2)的钢带本体(I)通过挤出机进行聚烯烃粘接树脂的涂覆。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于所述步骤d)对钢带本体(I)外表面金属镀层(2)进行喷砂、喷丸处理，其锚纹深度小于镀层总厚度。
10.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于所述步骤e)复合钢带的不同断面形状，挤出机涂覆ロ模的エ装形状与之相匹配。
11.根据权利要求8或10所述的制造方法，其特征在于所述步骤e)是采用电磁感应加热方式对镀上金属层的钢带本体(I)预热至180°C 250°C后，通过挤出机涂覆上聚烯烃粘接树脂层(3)，最后用水将复合钢带冷却至30°C 60°C，收卷。
全文摘要
本发明公开了一种复合钢带，含钢带本体(1)，在钢带本体(1)外表面有一层或多层金属镀层(2)，金属镀层(2)外表面有聚烯烃粘接树脂层(3)；所述钢带本体(1)的所有外表面均有所述的金属镀层(2)，所述金属镀层(2)所有外表面均有所述的聚烯烃粘接树脂层(3)；本发明制造方法得到的复合钢带在钢带本体外表面存在金属镀层，防止了外界环境对钢带的腐蚀，保护了复合粘接界面，避免了粘接树脂与钢带的脱落，复合钢带的质量和寿命得到大幅提高。
文档编号B32B15/085GK102950837SQ201210443
公开日2013年3月6日 申请日期2012年11月8日 优先权日2012年11月8日
发明者陈锬, 郑明嘉, 何浏炜, 胡兵, 苏俊业, 郭美福, 李建中, 杨志骅, 雷小均 申请人:绵阳东方特种工程塑料有限公司, 金发科技股份有限公司