专利名称：热收缩定向记忆聚氯乙烯管及其制造方法
技术领域：
本发明涉及材料领域，尤其是指一种具有热收缩定向记忆的聚氯乙烯管，同时提供的还有这种聚氯乙烯管的制造方法。
背景技术：
高分子材料热收缩记忆，在许多场合得到应用，如利用热收缩记忆使两种热膨胀系数不同的材料(钢、塑)固定复合，它可以有效防止使用过程中受热分层，此利用在钢塑管材复合中尤具有优势。然而现有的具有热收缩性材料，通常为聚乙烯材质，而且需经高强射线辐射形成记忆，如中国专利00122353.4所述，以聚乙烯加助剂为原料制造热收缩型管件，将定型好的管件用γ射线幅射进行交联改性。由于普通的聚乙烯管子不具有热收缩性，但其在射线作用下，交联的结果使聚乙烯塑料由线状结构变成网状结构，即立体结构，使新生成的材料产生“记忆效应”，例如挤拉管材经热扩管加工可成较大管径，塑料管再次遇热即可回复到扩管前的原管径大小。这种具有热收缩性的聚乙烯管，是通过光辐射使材料变性定型的，因此改变了聚乙烯塑料的特性，造成热收缩使用后不可再生回用，废弃塑料不仅对环境带来不良影响，而且浪费材料，使可再生资源不能再生重复利用。另一种制造具有热收缩性的聚乙烯管是通过导热油处理，油温较高，恢复原管径大小的温度也较高，成本较大，特别是这种恢复仅是一种收缩记忆，而不是能控制径向、纵向收缩尺度的定向记忆。另外，单纯的聚乙烯由于是单晶体，材料中无法加入添加剂，管材在使用过程中容易老化，寿命不长。聚乙烯形成记忆温度度高，虽然会产生记忆，但由于形成记忆温度高，在实际中难回复，采用聚乙烯或交联聚乙烯，它们不能添加外加剂，不能满足上些特殊使用权要求，中国专利98122029.0公开了一种毛面状聚氯乙烯包装用热收缩膜的制造方法，是将聚氯乙烯、聚氯乙烯表面处理混合剂，安定剂、可塑剂，强韧剂及加工助剂，按配方规定比例混合搅拌均匀，进行首次加热，冷却至室温，然后送入押出机，经第二次加热后制成产品。此方法生产的是带有记忆性质的聚氯乙烯膜，该膜形成的记忆是不定向的，而且无法推广至生产记忆型聚氯乙烯管材，因管壁厚度远远大于薄膜，生产时难以形成记忆，特别是定向型的记忆。
发明内容
本发明正是为了克服上述不足，提供一种由聚氯乙烯制造的具有热收缩定向记忆的塑料管，不仅加工温度低，而且因聚氯乙烯是多晶体，可实现多体复合，即可在材料中加入特定添加剂，如抗紫外线剂等，获得寿命更长的管材，特别是经处理成的热收缩定向记忆聚氯乙烯管可以继续回用，不会破坏材料的原有性质。本发明是这样来实现的热收缩定向记忆聚氯乙烯管，其特征在于聚氯乙烯管是通过加热软化加压胀管后再骤冷成型的方法使其于径向和/或纵向产生热定向收缩性记忆的管材。
本发明在生产聚氯乙烯管材时，可以根据不同使用要求，加入一些能确保某些特定用途的外加剂，例如防老化剂、防霉剂、阻燃剂等，以使管子满足某些特定使用要求。
本发明定向记忆聚氯乙烯管的制备方法，包括首先成型聚氯乙烯管材，在成型管两端封堵，并设置径、纵向限位，向封口管注以压力并加热塑管使其膨胀或先加热塑管至软化再向封口管注以压力使其膨胀，冷却定型后释放压力。
本发明所述将塑管加热，主要作用是使塑管软化，使其在内胀压力作用下膨胀。经试验确定将塑管加热到软化至塑化温度都能实现压力胀管，但其中较适宜的塑管加热温度为70-110℃，加温过低，会造成胀管压力增大，胀管时间过长，这是生产不可取的；加热温度过高，会因为接近塑化温度而使管子胀破，并且管材在恢复原位记忆的过程中难以完全回复至原尺寸，因此提出适宜温度范围为70-110℃。其中更好的加热温度为80-100℃。
所述管子加温，可以在空气中进行，也可以在液体介质中进行。为有利胀管均匀进行，加热介质较好采用液体介质，即在液体介质例如水或油浴中使管子加热软化胀管，此方法还有利于降低生产成本。
本发明胀管，可以是先向管内加压(施加胀压力)，再加热软化使其膨胀；也可以是先将管子加热软化，再加压使其膨胀；还可以是加热、加压同时进行。这些对本发明方法无实质性区别，但经试验认为，较好是采用先加热使管子软化，再加压胀管，这样胀管均匀一至性好，并且由于加压时间短，对管壁损伤小，且有利于记忆恢复。
本发明胀管径向、纵向限定，其主要作用是胀管过程中限定胀管径向、纵向尺寸。一种较好是采用设计最终尺寸的硬质微膨胀或不膨胀管子，例如金属管，当然也可以采用其他能限止膨胀装置。用管子作限胀装置，一种较好是在管子径向开设若干穿通孔洞，利于管材在液体介质中气液的排流。
胀管后冷却定型，主要作用是使软化塑管冷却固型，它可以自然冷却固型，也可以骤冷固型。从理论上只要低于软化温度就能固型，但考虑到产记忆的功效，本发明较好采用骤冷固型，从操作方便上考虑，通常骤冷至室温。
本发明聚氯乙烯记忆管，由于采用物理胀管形成记忆，不仅能使聚氯乙烯管子能产生记忆，而且对产生记忆的塑料不改变分子结构，不破坏塑料性能，可以回用；同时可以通过胀管前的径向、纵向限位，制成单纯径向热收缩(纵向不收缩)、单纯纵向热收缩(径向不收缩)或者径纵向都有不同定向收缩的管材，以适合不同场合所需。用这种方法制造而成的聚氯乙烯管，在胀管的温度条件下，管材能恢复到原管径状态，而且通过胀管前的径、纵向定位，使其具备热收缩的定向记忆。另外因管材中可添加功能性的外加剂，管材使用寿命更长，适应范围广泛，尤其适合于冷热水、化工流体、燃气等的输送。
具体实施例方式
实施例1，径向热收缩定向记忆聚氯乙烯管，制造方法是先将聚氯乙烯挤管，管子两端封堵，套上一直径大于管材且径向管壁上开设若干穿通孔洞的金属管，金属管纵向长度为管材长度与阻头、气阀长度之和即控制管材纵向没有伸长余地，固定住限位管，浸泡在100℃左右的水浴中加热软化，浸泡时同时向管内充气，边软化边胀管，骤冷至室温定型，放气减压，退出限位管。
实施例2，纵向热收缩定向记忆聚氯乙烯管，制造方法是先将加有抗老化剂的聚氯乙烯挤管，管子两端封堵，卡套上一内径等同于管材外径且径向管壁上开设若干穿通孔洞的金属管，金属管纵向长度为大于管材长度的控制值，即使其径向无伸长余地，固定住限位管，向封口管注以压力后将其浸泡在70℃左右的水浴中加热软化，然后膨胀后的管材冷却至室温，释放管内压力，退出限位管。
实施例3，参考实施例1，2，改变限位金属管的长度与内径，用同样方法可制造出在径向、纵向均具有收缩性的定向记忆聚氯乙烯管，其中成型聚氯乙烯管材时加有防霉剂、阻燃剂等外添加剂，塑料管先用110℃的油浴软化，再向其内充压膨胀，骤冷至室温定型，退压后除去限位金属管。
权利要求
1.热收缩定向记忆聚氯乙烯管，其特征在于聚氯乙烯管是通过加热软化加压胀管后再冷却成型的方法使其于径向和/或纵向产生热定向收缩性记忆的管材。
2.制造热收缩定向记忆聚氯乙烯管的方法，其特征在于首先成型聚氯乙烯管材，在成型管两端封堵，并设置径、纵向限位，向封口管注以压力并加热塑管使其膨胀或先加热塑管至软化再向封口管注以压力使其膨胀，冷却定型后释放压力。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于加热塑管的温度为70-110℃。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于加热塑管的最佳温度为80-100℃。
5.根据权利要求2、3、4之一所述的方法，其特征在于采用液体介质加热。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于液体介质为水浴或油浴。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于先加热使管子软化，再加压胀管。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于径、纵向限位为金属管，所述金属管径向开设若干穿通孔洞。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于冷却定型的最佳方式为骤冷，骤冷温度为室温。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于成型聚氯乙烯管材时，可加有外加剂。
全文摘要
热收缩定向记忆聚氯乙烯管，属材料领域，管材于径向和/或纵向具有热定向收缩性记忆，制造方法是首先成型聚氯乙烯管材，在成型管两端封堵，并设置径、纵向限位，向封口管注以压力并加热塑管使其膨胀或先加热塑管至软化再向封口管注以压力使其膨胀，冷却定型后释放压力，用本发明制造的该定向记忆聚氯乙烯管材，是采用物理胀管形成记忆，不仅能使聚氯乙烯管子能产生记忆，而且对产生记忆的塑料不改变分子结构，不破坏塑料性能，可以回用；同时可以通过胀管前的径向、纵向限位，形成径纵向的定向收缩记忆，在胀管的温度条件下，管材能恢复到原管径状态，该产品适应范围广泛，尤其适合于冷热水、化工流体、燃气等的输送。
文档编号F16L9/00GK1614279SQ20041006554
公开日2005年5月11日 申请日期2004年11月23日 优先权日2004年11月23日
发明者徐益鑫 申请人:徐益鑫