专利名称：加筋增强塑料管材及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种加筋增强塑料管材及其制备方法。
热塑性塑料管耐腐蚀性能好，管内阻小。但其抗拉强度低，随着压力及管径的增加，这一缺点显得尤为突出。为此，人们开发了多种加筋复合管材来克服这一缺点。
ZL 93100742.9公开了一种《加筋耐压塑料管》，它是在塑料管的外壁设置高强度的环筋和/或纵筋，从而大大提高了塑料管的强度。由于单一塑料基材，难以适应广泛用途是其缺点。ZL 94209612.6公开了一种《金属骨架——塑料复合管道》，是在塑料管内径与外径之和的一半处设置网状筒形钢骨架。这种骨架由上述的环筋与纵筋点焊而成。其缺点是工艺复杂，耗材多，管价高。ZL94104509.9公开了一种《制造金属骨架——塑料复合管道的方法及装置》，其方法是在按圆周均匀布置的纵向钢筋上缠绕螺旋线材，用点焊方式将纵环筋固定并制成筒形钢筋骨架，将其与塑料一起送入成型腔成型为具有金属骨架的塑料管道，其装置包括塑料挤出机，冷却机构，牵引机和为实施该发明缠绕线材的滚筒机构、焊接电极以及管道成型腔，上述方法的缺点是塑料冷却时收缩，钢网架限制其收缩，所以管壁内存在很大内应力。
ZL 94245709.9公开的复合管材制备方法为先将筋材外包上与管材材质相同的塑料，然后在已成塑料管材外壁车出筋槽，再将包上塑料层的筋材外表面涂上粘结剂，并嵌入管壁的筋槽内粘结为整体；其缺点是管内出现负压时，筋材与管材易脱开。
本发明的目的在于开发一种强度高、内应力小、适用性广的加筋增强塑料管材。
本发明的另一目的是开发一种上述塑料管材的制备方法。
本发明的加筋增强塑料管材由塑料、环筋和/或纵筋构成，其特征在于所述的塑料至少由内外两层组成，外层包覆内层并熔合为一体；不同层的塑料，应是同一树脂，但配方不同，如外层塑料内可加入抗静电剂、阻燃剂、防紫外线剂等；所述的环筋或/和纵筋，设置在内层，内层可以是一层或几层。
本发明的制备复合塑料管的方法为不同管层由不同的挤出机挤出，不同的挤出机挤出不同配方的热熔塑料，最内层的挤出机采用直角机头，以便纵筋穿入流道埋入管壁内层；相继层的挤出机，均采用直角机头包覆模具；以便层层相包并熔成一体；冷却后的内层管外表面在牵引的过程中由绕管子转动的缠筋机，车出螺旋形的筋槽，槽深与环向筋径基本一致；缠筋机还将环筋嵌入上述的槽中，在相继层的包覆模具中被外层熔融的塑料色覆并熔合成一体。此外，为克服因管上车螺旋槽和缠环筋时对管子的扭矩，增设了防止内层管转动的装置。
为进一步清楚具体地阐述本发明的产品与方法，结合
如下图1为本发明加筋增强塑料管材的纵断面图。
图2为本发明的产品横断面图。
图3为本发明方法的设备示意图。
如图所示，1为塑料内层，2为纵筋，3为环筋，4为外层塑料，5为纵筋盘架，6为1#挤出机，7为冷却装置，8为防转装置，9为缠环筋机，10为2#挤出机，11为喷淋水箱，12为牵引装置，13为切割机，14为管架，15为管材。
如图1和图2所示，本发明的产品由环筋3和/或纵筋2以及热塑性内层塑料1和外层塑4构成，至少由两层构成，层间相互熔合。
如图3所示，本发明的制备方法如下纵筋2从纵筋架5上按均匀的环向间距送入挤出机6，熔后的塑料1在管材模具中成型为内层管材，经冷却装置7将塑料管材冷却硬化，防转装置8确保塑料管材牵引中不发生转动，缠绕机9在管上车槽后将环筋3缠绕在塑料管的筋槽中；再进入2#挤出机，包裹外层塑料、冷却；包覆过程可重复多次进行，形成多层管材，最后经喷淋水箱冷却，用牵引装置12将管材牵引行进，根据需要用切割机13切割成一定的长度，顺着管架14将成品管材15送出备用。
实施例1一种高密度聚乙烯(HDPE)双层加筋管，外径200mm，总壁厚6.2mm，外包覆层厚1.5mm，其中加有2.5％的碳黑；内层厚度4.7mm、纯HDPE，白色。两层熔为一体，纵筋包含在内层，纵筋为24根0.8mm的钢丝，环筋为直径1.0mm钢丝，其间距5mm，管材的额定工作压力为1.6MPa。制作方法如上述。
实施例2一种HDPE双层环筋塑料管，外径110mm，总厚度3mm，外层1.2mm，加有2.5％碳黑，黑色；内层厚1.8mm，自色，两层熔为一体，无纵筋，环筋钢丝直径0.7mm，间距5mm，额定工作压力1.6MPa。制作方法同实施例1。
本发明的管材，可以根据不同用途和需要，内外层采用不同配方的塑料，这不仅可保证产品的质量，亦可降低产品的成本。本发明的制备方法，采用两台以上的挤出机，所以不同层可用不同配方的塑料，内层冷却后再包裹第二层，塑料中的内应力小。
权利要求
1.一种加筋增强塑料管材，由塑料、环筋和/或纵筋构成，其特征在于所述管材的管壁塑料至少为两层不同配方的同种塑料。
2.一种如权利要求1所述的加筋增强塑料管材的制备方法，其特征在于不同管层由不同的挤出机挤出，不同的挤出机挤出不同配方的热熔塑料，最内层的挤出机采用直角机头，以便纵筋穿入流道埋入管壁内层；相继层的挤出机，均采用直角机头包覆模具，以便层层相包并熔成一体；冷却后硬化的内层管上在牵引的过程中由绕管子转动的缠筋机车出螺旋形的筋槽，槽深与环向筋径基本一致；环筋机将环向筋嵌入上述的槽中，在相继层的包覆模具中被外层熔融的塑料色覆并熔合成一体，层层包覆过程如法泡制。
全文摘要
本发明涉及一种加筋增强塑料管材及其制备方法,所述管材的管壁塑料至少由两层组成,每层采用不同配方的同种塑料,塑料中加有环筋和/或纵筋,其方法步骤为:模具中连续穿入纵筋,在挤出机中将热熔的塑料挤出成型、冷却、刻槽、缠绕环筋,再包覆不同配方的塑料形成多层加筋增强塑料管。该塑料管强度高、内应力小、成本低、质量高。
文档编号F16L9/128GK1263223SQ9910166
公开日2000年8月16日 申请日期1999年2月11日 优先权日1999年2月11日
发明者张国祥 申请人:张国祥