专利名称：钢塑复合管的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种金属与塑料的复合塑料管，特别涉及的是具有防静电性能或防静电性能和阻燃性能兼备的钢塑复合管。
背景技术：
热塑性塑料管，特别是聚烯烃类材料制成的管，很容易在管表面产生和聚集静电，在易燃易爆环境中使用有危险，如在煤矿中使用，国家制订了MT558。1《煤矿用聚乙烯管材》行业标准，明确规定了塑料管道在煤矿中使用时其内外表面电阻要≤109Ω，对塑料管道的阻燃性能也制定了详细的燃烧检验标准，人们为了让这种防腐能力好的非金属管能在煤矿、炼化企业、易燃易爆环境中使用，在管道的防静电和阻燃方面进行了持久深入的开发和研究应用，但始终存在很大困难和矛盾，若要达到防静电能力，非金属管比如聚乙烯管，其表面电阻率要从1014～1016Ω降至106～109Ω，要在材料中加入至少7％以上的质量比的炭黑，若再为了增加阻燃性，要在材料中加入有机和无机的阻燃材料如加溴联苯醚、聚磷酸铵、氢氧化铝、三氧化二锑，这此材料共混入聚乙烯热塑性连续体中后，会大大降低塑料材料的性能，比如密度会从0.948变为1.24，拉伸强度会由28Mpa降为18Mpa，甚至更低，特别是应用于抽放瓦斯时产生的管道内部负压达0.07Mpa以上，为了保持管材的强度，只能加大管材的壁厚，虽然达到了防静电和阻燃的性能，但作为全塑料管道来讲已经不具有原聚乙烯的重量轻、强度高、防化学腐蚀和防氧化能力强的优点，并且防静电和阻燃材料价格较贵，管道成本高。专利01113939公开了一种《防静电铝塑复合管》，该管道在铝层管外表面用粘合剂将防静电塑料层与铝层管外表面粘合在一起，这种结构的管道防静电外层也很厚，防静电材料成本高，并且作为增强体的铝层管没有开孔洞，塑料外层和内层管壁不能通过孔口连为一体，该管道只能用金属接头相连，不能用塑料接头热熔连接，即使通过热熔连接，其连接强度也只是靠铝层管外层的防静电外层承受，连接可靠性差，强度和承压能力低。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种抗静电、阻燃烧、强度高、非常适合用于煤矿供排水、通风、抽放瓦斯的钢塑复合管。
本发明钢塑复合管，包括聚合物塑料外层和内层管壁，在外层和内层管壁之间包覆有带孔网结构的筒形金属骨架增强体，内层管壁为表面电阻≤109Ω具有防静电性能的热塑性塑料层，外层管壁为表面电阻≤109Ω具有防静电性能或表面电阻≤109Ω具有防静电性能和阻燃性能兼备的热塑性塑料层。本发明钢塑复合管的内外壁均具有防静电性能，外壁具有阻燃性能，在外层和内层管壁之间包覆有金属骨架增强体，既满足了在煤矿、炼化企业、易燃易爆环境中防静电和阻燃使用，在减少外层和内层管壁厚度、节约塑料材料、降低成本时又大大提高了管材的承压能力，特别是应用于抽放瓦斯管道内部产生负压达0.07Mpa以上时，由于有金属骨架增强体支撑，管道不会因抽真空而变形或被压扁，特别是制造大于φ250直径、输送压力大于等于1.6Mpa的防静电与阻燃钢塑复合管更有成本优势，在矿井和煤矿中应用有更好的防破损能力，因有增强金属骨架层，在金属骨架的内外层复合的塑料层主要起连接和内外防腐的作用，强度的承受主要交给了金属骨架来承受，不需要增加塑料壁厚来保证强度，因此可以节约大量的塑料材料，在矿井和煤矿中应用有更好的防破损能力，即使外层破坏也不影响其强度和内层继续承压工作，本发明钢塑复合管非常适合用于煤矿供排水、通风、抽放瓦斯。
上述的筒形金属增强体骨架的金属表面有聚合物粘结剂层，金属骨架增强体通过聚合物粘结剂层与内外层管壁牢固复合为一体。该粘结剂层将金属骨架表面包覆并与塑料层熔融粘结在一起，若在骨架与内层、外层之间增加粘结剂层，会将内外层热熔接或粘结连接更好，成为真正的复合材料，若利用骨架的孔洞将内外层在骨架孔洞中熔融连接，并利用骨架上的粘结剂将金属骨架与内外层连接为一体，可以大大降低复合管材的线膨胀率，使塑料管的线膨胀率接近金属管的线膨胀率，可以在埋地应用中500m长度内减少或不设计伸缩结构，节约安装成本。
上述的筒形金属骨架增强体是由至少一根纬向钢丝缠绕径向钢丝焊接形成的纬向钢丝与经向钢丝的焊接点是纬向钢丝和经向钢丝的接触点，先用纬向钢丝缠绕经向(轴向)钢丝并对其接触点焊接成型形成筒形金属骨架后，从带孔网结构的筒形金属骨架内和/或外挤出复合聚合物塑料外层和内层管壁，内外层塑料通过金属骨架孔洞熔融连接为一体。
上述的筒形金属骨架增强体是由至少一根钢丝呈左旋和至少一根钢丝呈右旋缠绕而形成的至少一层钢丝增强层，用钢丝在内层塑料管壁上左旋和右旋螺旋缠绕形成有孔网结构的筒形金属骨架后，在筒形金属骨架表面挤出复合聚合物塑料外层，内外层塑料通过金属骨架孔洞熔融或粘接连为一体，这种交叉螺旋缠绕形成有孔网结构的筒形金属骨架能大大地提高管道的承压能力。
上述的筒形金属骨架增强体是由至少二根钢丝呈左旋和右旋编织而形成的，可利用市售的钢丝编织机在内层塑料管壁上编织形成筒形金属骨架，在筒形金属骨架表面挤出复合聚合物塑料外层。
上述的筒形金属骨架增强体是用金属孔网钢板纵向对接或搭接或螺旋对接或搭接并经焊接成型形成的筒形金属骨架。
上述的防静电或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层是热塑性塑料与按重量百分比计，含大于2％共混物重量的碳黑的共混物或热塑性塑料与抗静电剂的共混物或热塑性塑料与抗静电剂及阻燃有机材料和/或阻燃无机材料的共混物。防静电配方已有市场专用料可供，也有成熟公开的配方，比如在HDPE高密度聚乙烯中加上7％-9％的碳墨，可以使电阻率小于109Ω，防静电和阻燃两种性能都要具备的配方已有市场专用料可供，也有成熟公开的配方，比如高密度聚乙烯HDPE或低密度聚乙烯LDPE100份，碳黑8-12份，聚磷酸铵10-20份，氯化聚乙烯(含氯量70％)10份，三氧化二锑10份，表面电阻率可小于109Ω，点燃之后可在0.2秒-3秒之内自熄，另外还可将2％-4％的碳黑、被马来酸酐接枝的聚合物涂覆的玻璃纤维15％-18％及其它阻燃助剂混合物组成防静电层和阻燃层。市场专用料还有齐鲁石化生产的WSG-Z牌煤矿专用料、青岛威东科公司生产的WDK2381牌煤矿抗静电、阻燃聚乙烯专用料。
上述的防静电或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层是发泡状的并具有保温隔热性能的塑料层。将发泡层的最外面做成质密层，防静电和阻燃层用发泡结构，可以既保温又实现防静电和阻燃，若城市供热管网也要有防燃性能，这是一种很好的管道。
本发明钢塑复合管抗静电、阻燃烧、强度高，非常适合用于煤矿供排水、通风、抽放瓦斯。
图1为本发明钢塑复合管结构示意图。
图2为本发明钢塑复合管另一结构示意图。
图3为本发明钢塑复合管再一结构示意图。
图4为本发明钢骨架带粘接剂复合管结构示意图。
图5为本发明带发泡状防静电和阻燃层复合管结构示意图。
具体实施例方式实施例1图1给出了本实施例1图。参见图1，钢塑复合管1包括具有防静电性能的聚合物塑料外层2和具有防静电性能的内层管壁3，在外层2和内层3管壁之间包覆有带孔网结构的筒形金属骨架增强体4，从带孔网结构的筒形金属骨架外同时挤出复合聚合物塑料外层2和内层3管壁，内外层塑料通过金属骨架孔洞熔融连接为一体，具有防静电性能的聚合物塑料外层2、内层3是由热塑性塑料聚乙烯与至少大于重量比2％的碳黑组成，也可在市场上购买已有的防静电剂，如抗静电剂TM(沈阳轻化公司出售)。也可在市场上购买已有的齐鲁石化生产的WSG-Z牌煤矿专用塑料或青岛威东科公司生产的WDK2381牌煤矿抗静电、阻燃聚乙烯专用料直接在筒形金属骨架内外表面复合内外层塑料。
实施例2图2给出了本实施例2图。本实施例2与实施例1基本相同，不同处是带孔网结构的筒形金属骨架增强体是用纬向钢丝6缠绕经向(轴向)钢丝7并对其接触点焊接成型形成的，外层5是由聚乙烯和外购防静电剂和阻燃剂组成。
实施例3图3给出了本实施例3图。本实施例3与实施例2基本相同，不同处是带孔网结构的筒形金属骨架增强体8是用钢丝在内层塑料管壁上左旋和右旋交叉螺旋缠绕形成的，在筒形金属骨架表面挤出复合聚合物塑料外层，内外层塑料通过金属骨架孔洞熔融或粘接连为一体，可将2％-4％的碳墨、被马来酸酐接枝的聚合物涂覆的玻璃纤维15％-18％及其它阻燃助剂混合物组成防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层。这种交叉螺旋缠绕形成有孔网结构的筒形金属骨架能大大地提高管道的承压能力。
实施例4图4给出了本实施例4图。本实施例4与实施例1基本相同，不同处是在金属骨架增强体与内外层塑料管壁之间有粘接剂层9。
实施例5图5给出了本实施例5图。本实施例5与实施例4基本相同，不同处是防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料外层10呈发泡状，使管道具有保温性能，金属骨架增强体是钢丝编织机在内层塑料管壁上编织形成的。
上述各实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围
权利要求
1.钢塑复合管，包括聚合物塑料外层和内层管壁，其特征在于在外层和内层管壁之间包覆有带孔网结构的筒形金属骨架增强体，内层管壁为表面电阻≤109Ω具有防静电性能的热塑性塑料层，外层管壁为表面电阻≤109Ω具有防静电性能或表面电阻≤109Ω具有防静电性能和阻燃性能兼备的热塑性塑料层。
2.如权利要求1所述的钢塑复合管，其特征在于筒形金属骨架增强体的金属表面有聚合物粘结剂层，金属增强体骨架通过聚合物粘结剂层与内外层管壁牢固复合为一体。
3.如权利要求1或2所述的钢塑复合管，其特征在于筒形金属骨架增强体是由至少一根纬向缠绕钢丝缠绕经向钢丝焊接形成的纬向钢丝与经向钢丝的焊接点是纬向钢丝和经向钢丝的接触点。
4.如权利要求1或2所述的钢塑复合管，其特征在于筒形金属骨架增强体是由至少一根钢丝呈左旋和至少一根钢丝呈右旋缠绕而成的至少一层钢丝增强层。
5.如权利要求4所述的钢塑复合管，其特征在于筒形金属骨架增强体是由至少二根钢丝呈左旋和右旋编织而形成的。
6.如权利要求1或2所述的钢塑复合管，其特征在于在外层和内层管壁之间包覆的有孔网结构的筒形金属骨架增强体是用金属孔网钢板纵向对接或搭接或螺旋对接或搭接并经焊接成型形成的筒形金属骨架。
7.如权利要求1或2所述的钢塑复合管，其特征在于防静电或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层是热塑性塑料与按重量百分比计，含大于2％共混物重量的碳黑的共混物或热塑性塑料与抗静电剂的共混物或热塑性塑料与抗静电剂及阻燃有机材料和/或阻燃无机材料的共混物。
8.如权利要求1或2所述的钢塑复合管，其特征在于防静电或防静电和阻燃性能兼备的热塑性塑料层是发泡状的并具有保温隔热性能的塑料层。
全文摘要
本发明提供了一种钢塑复合管，包括聚合物塑料外层和内层管壁，在外层和内层管壁之间包覆有带孔网结构的筒形金属骨架增强体，内层管壁为表面电阻≤10
文档编号F16L9/147GK1892087SQ20051002122
公开日2007年1月10日 申请日期2005年7月8日 优先权日2005年7月8日
发明者甘国工 申请人:甘国工