专利名称：硅烷交联聚乙烯复合管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种复合管，特别涉及的是一种可采用热熔融连接或粘接连接的硅烷交联聚乙烯复合管。
背景技术：
交联聚乙烯与不交联聚乙烯比较，特别是制成塑料管道后比较，因为聚乙烯经交联，由线形结构转变成三维网状结构，明显改善了其性能，使交联聚乙烯管道有非常优异的性能，聚乙烯管道交联后，耐热性及热强度、耐热老化性、耐环境应力开裂性、电绝缘性、阻隔性、耐汽油和芳烃性、抗蠕变性等都得到较大的提高。聚乙烯可以通过物理或化学方法进行交联。物理方法是利用电子加速器或高能辐射产生的高能电子或γ射线引发聚乙烯大分子产生自由基，形成C-C交联键。这种方法不适合管道的生产，因管道直径较大、壁较厚、辐照深度不够，交联度达不到要求且大批量生产不易、成本也高，一般不用此法生产管道，多用此法生产热收缩材料。化学交联方法有偶氮交联、过氧化物交联、硅烷交联三种方法，前两种方法也不适合生产经济性管道，特别是输送饮水等有卫生要求的管道，且工艺不易控制，温度控制要求严格，比如用DCP引发时挤出温度不得超过140℃，管子交联时要有支撑体，否则管子变形。因其交联是在挤出机内和挤出管在加热通管中进行交联，此时管子呈粘流态(未冷却定型)，因此这两种方法多用于交联PE电缆的生产，较少用于管道的生产，即使用此两种方法生产，管道的生产成本也较高。第三种化学交联方法即硅烷交联法用于管道生产，它的交联工艺主要包括聚乙烯硅烷熔融接枝和聚乙烯的水解缩合两化学反应，即分两个阶段完成交联。前阶段在挤出机中完成，后阶段在有一定的温度和湿度条件下进行水解缩合反应，温度越高、交联时间越长，交联反应越彻底，这种分两个阶段完成交联聚乙烯管道的生产方法，前两种化学交联方法是不可能办到的，同是交联聚乙烯管，但在生产方法上有很大的区别。一般市售硅烷交联聚乙烯管道，都已在工厂经过交联反应罐的水解缩合交联反应，已经是约有大于60％的交联度，这种管道彼此之间已不好再熔接，或者说熔接后此处的承压强度与该管道已不等同，也不好粘接，或者说粘接处的承压强度与该管道也不等同，所以现在工程上应用，特别是各种流体介质的输送，对其管道的连接基本上都采用各种金属制成的接头，用机械的连接方法连接管道，由于金属与塑料之间的受力能力和强度不一样，蠕变性能不一样，使管道的接头很不牢固和可靠，使用温度的变化会使接头泄漏，管道轴向受力也会使接头泄漏，安装时机械夹紧力不好控制，夹松了使接头泄漏，夹紧了甚至还可能损伤管道，出现事故隐患，即使连接好了，工程也验收通过了，但管材的寿命是50年，管件及密封件寿命与管材不等同，且使用因蠕变经常会有维修跟不上的严重问题存在。因为连接的方法没有解决好，使这样好的管道的应用受到很大限制，特别是管径较大的管道，比如Φ110mm，采用金属管件或塑料管件用机械夹紧的方法来连接硅烷交联的管道更不实际，因此也影响了该管较大口径管道的工程应用。
实用新型内容本实用新型的目的是为了克服以上不足，提供一种耐热性、耐热老化性、耐环境应力开裂性、电绝缘性、阻隔性、耐汽油和芳烃性、抗蠕变性好的，适用范围广，强度高，便于连接，特别适用于大直径(比如大于Φ110mm)管道连接的硅烷交联聚乙烯复合管。
本实用新型的目的是这样来实现的本实用新型复合管包括硅烷交联聚乙烯内层，包覆于内层外周的外层，外层中有至少一层与内层复合挤出的热塑性塑料层，硅烷交联聚乙烯内层的壁厚为复合管壁厚的50～90％，复合管经挤出冷却成型在其管道之间采用热熔融连接成管网后，在满足交联缩聚反应的湿热环境和条件下再进行交联缩聚反应而形成硅烷交联聚乙烯内层或者在连接成管网前进行交联缩聚反应而形成硅烷交联聚乙烯内层。
上述的硅烷交联聚乙烯复合管，至少一层外层热塑性塑料为聚乙烯聚合物或聚丙烯聚合物或丁烯聚合物，也可采用其它聚烯烃聚合物。
上述的硅烷交联聚乙烯复合管，至少一层外层热塑性塑料为聚氯乙烯或氯化聚氯乙烯。
上述的硅烷交联聚乙烯复合管，至少一层外层热塑性塑料为热塑性聚合物与无机填料的共混物，包括纳米级填料的共混物。
上述的硅烷交联聚乙烯复合管，至少一层外层热塑性塑料为阻燃性的热塑性聚合物或阻燃性的热塑性聚合物与无机填料的共混物。
上述的硅烷交联聚乙烯复合管，至少一层外层热塑性塑料为抗静电的热塑性聚合物。
上述的硅烷交联聚乙烯复合管，至少一层外层热塑性塑料为热熔粘接剂或热熔粘接剂与聚合物的共混物。
上述的硅烷交联聚乙烯复合管，硅烷交联聚乙烯内层与热塑性塑料外层间有将内外层牢固粘接为一体的粘接剂层。
上述的硅烷交联聚乙烯复合管，有包覆于外层的发泡保温层，发泡保温层的外层为质密层。
本实用新型根据硅烷交联聚乙烯管可由两个阶段完成聚乙烯的交联的特点，再根据后阶段的水解缩合反应的这一个特性即在湿热环境下，硅烷接枝聚乙烯管材可以用一定的时间，比如数周或更长的时间来自然完成水解缩合交联反应。这个特性为我们在管道工程中连接好管道以后，在正式将管道交给使用方前可以利用连接好的管道在现场进行交联反应，使交联管道不易粘接、不易熔接的困难有办法解决，也为该管道的工程应用创造了条件，这种水解缩合反应方法给开发设计硅烷交联聚乙烯复合管道一个启发。要使该管道连接强度等同，必须采取熔融连接或粘接连接，但在已交联的硅烷交联聚乙烯管外壁熔融连接或粘接连接，与管材的强度肯定不等同，于是设计在未交联的硅烷交联聚乙烯管外壁上在其共挤出生产同时采用共挤出方式复合挤出热塑性塑料结构层，使其与未交联硅烷聚乙烯管复合为一体，用这层结构层来解决以后管道的熔融连接和粘接连接。当内层的硅烷交联聚乙烯管交联反应了，但外层因不交联，热塑性塑料管件仍然有条件对其管材熔融和粘接。有了这层热塑性塑料的复合结构，内层的硅烷交联聚乙烯可以在其未交联之前，连同这层热塑性塑料复合结构采用热熔融对接管道或者利用管件对其管道的外壁复合层结构热熔融或粘接连接后进行交联反应，内层的硅烷交联聚乙烯也可以在连接成管网前先对管材进行交联反应，使应用和管道维修都很方便。
本实用新型耐热性、耐热老化性、耐环境应力开裂性、电绝缘性、阻隔性、耐汽油和芳烃性、抗蠕变性好，强度高，适用范围广，便于连接，特别适用于大直径(比如大于Φ110mm)管道连接。
图1为本实用新型实施例1图。
图2为本实用新型实施例2图。
图3为本实用新型实施例3图。
具体实施方式
实施例1图1给出了本实用新型实施例1结构示意图。参见图1，管壁中有硅烷交联聚乙烯内层1，包覆于内层外的与内层复合挤出的中密度聚氯乙烯热塑性塑料外层2。中密度聚氯乙烯热塑性塑料外层2经挤出成型在与管道连接成管网后，在满足交联缩聚反应的湿热环境和条件下再进行交联缩聚反应而形成硅烷交联聚乙烯内层，硅烷交联聚乙烯内层1的壁厚为整个复合管壁厚的90％。热塑性塑料内层、热塑性塑料外层材料也可采用无规共聚聚丙烯PP-R，也可以是聚丁烯PB。
热塑性塑料外层也可采用热熔粘接剂醋酸乙烯脂聚合物或醋酸乙烯脂聚合物与聚乙烯或聚丙烯的共混物。
实施例2图2给出了本实用新型实施例2的结构示意图。参见图2，管壁中有硅烷交联聚乙烯内层3，包覆于内层外的与内层复合挤出的聚氯乙烯(或氯化聚氯乙烯)热塑性聚合物与微米级轻质碳酸钙(或重质碳酸钙)无机填料的共混物热塑性塑料外层4。内、外层间有将内外层粘接为一体的粘接剂层5。硅烷交联聚乙烯内层3的壁厚为整个复合管壁厚的75％。
实施例3图3给出了本实用新型实施例3的结构示意图。本实施例3与实施例2同，不同处是在热塑性塑料外层外包覆有发泡保温层6，发泡保温层的外层为质密层7。硅烷交联聚乙烯内层8的壁厚为整个复合管壁厚的50％。
权利要求1，硅烷交联聚乙烯复合管，其特征在于包括硅烷交联聚乙烯内层，包覆于内层外周的外层，外层中有至少一层与内层复合挤出的热塑性塑料层，硅烷交联聚乙烯内层的壁厚为复合管壁厚的50～90％，复合管经挤出冷却成型在其管道之间采用热熔融连接成管网后，在满足交联缩聚反应的湿热环境和条件下再进行交联缩聚反应而形成硅烷交联聚乙烯内层或者在连接成管网前进行交联缩聚反应而形成硅烷交联聚乙烯内层。
2，根据权利要求1所述的硅烷交联聚乙烯复合管，其特征在于至少一层外层热塑性塑料为聚乙烯聚合物或聚丙烯聚合物或丁烯聚合物。
3，根据权利要求1所述的硅烷交联聚乙烯复合管，其特征在于至少一层外层热塑性塑料为聚氯乙烯或氯化聚氯乙烯。
4，根据权利要求1所述的硅烷交联聚乙烯复合管，其特征在于至少一层外层热塑性塑料为热塑性聚合物与无机填料的共混物。
5，根据权利要求1所述的硅烷交联聚乙烯复合管，其特征在于至少一层外层热塑性塑料为阻燃性的热塑性聚合物或阻燃性的热塑性聚合物与无机填料的共混物。
6，根据权利要求1所述的硅烷交联聚乙烯复合管，其特征在于至少一层外层热塑性塑料为抗静电的热塑性聚合物。
7，根据权利要求1所述的硅烷交联聚乙烯复合管，其特征在于至少一层外层热塑性塑料为热熔粘接剂或热熔粘接剂与聚合物的共混物。
8，根据权利要求1～7之一所述的硅烷交联聚乙烯复合管，其特征在于硅烷交联聚乙烯内层与热塑性塑料外层间有将内外层牢固粘接为一体的粘接剂层。
9，根据权利要求1～7之一所述的硅烷交联聚乙烯复合管，其特征在于有包覆于外层的发泡保温层，发泡保温层的外层为质密层。
专利摘要本实用新型提供了一种硅烷交联聚乙烯复合管,其特征是包括硅烷交联聚乙烯内层,包覆于内层外周的外层,外层中有至少一层与内层复合挤出的热塑性塑料层,硅烷交联聚乙烯内层的壁厚为复合管壁厚的50～90%,复合管外层经挤出冷却成型在其管道之间采用热熔融连接成管网后,在满足交联缩聚反应的湿热环境和条件下再进行交联缩聚反应而形成硅烷交联聚乙烯内层或者在连接成管网前进行交联缩聚反应而形成硅烷交联聚乙烯内层。本实用新型耐热性、耐热老化性、耐环境应力开裂性、电绝缘性、阻隔性、耐汽油和芳烃性、抗蠕变性好,强度高,适用范围广,便于连接,特别适用于大直径(比如大于Ф110mm)管道连接。
文档编号F16L9/00GK2492729SQ0124798
公开日2002年5月22日 申请日期2001年10月26日 优先权日2001年10月26日
发明者甘国工 申请人:甘国工