一种预浸钢纤增强聚乙烯复合管的制作方法

1.本技术涉及建筑材料技术领域，具体而言，涉及一种预浸钢纤增强聚乙烯复合管。


背景技术：

2.在给水工程、消防工程和市政工程等工程领域中，通常会用到大量的管材，包括金属管材、高分子复合管材，其中最常见的就是pe(聚乙烯)管材，pe管材一般用作进水或排水管。pe管为高分子聚乙烯复合管，其自身质量较轻，便于施工，且具备良好的抗腐蚀性能，使用寿命长，更重要的是pe管合成且加工简单，能够在保证实用性能的基础上，降低成本。在石油、天然气的管道输送以及石油炼化、化工原料生产企业，大量的管道长期在具有腐蚀介质的环境中运行，导致管道内表面腐蚀严重，直接影响管道的使用安全和使用寿命，严重时将因管道泄漏导致重大的安全事故，造成物资损耗或环境污染，甚至出现人员伤亡的严重后果，采用双金属复合管是解决此类防腐问题的有效手段。
3.在技术不断发展的今天，各种聚乙烯复合管层出不穷，聚乙烯复合管是指用两种不同密度的聚乙烯树脂，分别同时用两台挤出机塑化熔融，然后同时把熔融料挤入一个能成型复合管的模具内，成型的管材即为聚乙烯复合管。这种复合管可用多种塑料挤出复合，用高密度聚乙烯和低密度聚乙烯料复合成型的管材兼有两种原料的特性，它的耐压性和抗腐蚀能力都比普通聚乙烯管好。在工矿企业中，可用这种复合管代替钢管，用于油、煤气等有腐蚀性介质的输送管或矿井通风用管路等。
4.但是，目前的聚乙烯复合管在长期使用后，管材的强度和韧性逐渐降低，从而无法保证输送的密闭性，因此，急需一种长期使用后，管材的强度和韧性均能够保持不变且强度较高的聚乙烯符合管。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种预浸钢纤增强聚乙烯复合管，其在长期使用后，管材的强度和韧性均能够保持不变且强度较高。
6.本技术的实施例是这样实现的：
7.本技术实施例提供一种预浸钢纤增强聚乙烯复合管，包括依次层叠设置的内管、防腐蚀层、第一增强层、第二增强层、保温隔热层和外保护层，其中，第一增强层和第二增强层数量有多层。
8.在本技术的一些实施例中，上述内管材质为交联聚乙烯或聚偏氟乙烯。
9.在本技术的一些实施例中，上述多层第一增强层均为纤维缠绕结构，且相邻两层的第一增强层缠绕方向相相反。
10.在本技术的一些实施例中，上述第一增强层的纤维单丝直径为20-25μm。
11.在本技术的一些实施例中，上述第一增强层材质为碳纤维或玄武岩纤维。
12.在本技术的一些实施例中，上述最后一层第一增强层和第一层第二增强层之间设置有一层钢纤带层。
13.在本技术的一些实施例中，上述钢纤带层的钢纤直径为0.25-0.3mm。
14.在本技术的一些实施例中，上述第二增强层为网状编织结构，相邻两层的第二增强层编织的网格夹角不同，靠近第一增强层一侧的第二增强层编织的网格尺寸小于远离第一增强层一侧的第二增强层编织的网格尺寸。
15.在本技术的一些实施例中，上述第二增强层厚度为0.23-0.27mm。
16.在本技术的一些实施例中，上述保护层材质为耐热聚乙烯。
17.相对于现有技术，本技术的实施例至少具有如下优点或有益效果：
18.本技术通过在内管上包裹一层防腐蚀层，复合管输送的物料大多具有一定的腐蚀性或对材料本身具有一定的损害，且在输送时，对内管会产生较大的压力，因此，在长期使用后容易使得内管管道损坏，通过防腐蚀层对内管进行包裹能够使得其具有较高的压力承受强度，同时能够保证内部运输的物料不会泄露；而第一增强层和第二增强层均有多层，能够对内管起到较好的包裹和保护作用，使得复合管在长时间使用后，能够保证其不易损坏，保温隔热层能够隔绝温度对管道内部的影响，提高复合管自身的耐热性。外保护层具有很好的抗蠕变性能和抗冲击性能，具有很好的安全性，其低温脆裂性能低至-70℃，可以在低温下运输和使用，其还具有优秀的抵御外界冲击的能力，能够防止因为粗暴施工造成的系统破坏，从而使得本复合管长期使用后，不易损坏，且其热熔连接，容易被修复，即使表层被破坏后，修复比较简单。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为本技术实施例的预浸钢纤增强聚乙烯复合管的局部剖面结构示意图。
21.图标：1-内管；2-第一增强层；3-第二增强层；4-保温隔热层；5-防腐蚀层；6-外保护层；7-钢纤带层。
具体实施方式
22.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
25.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指
示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.在本技术实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
27.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
28.实施例1
29.请参照图1，图1为本技术实施例的预浸钢纤增强聚乙烯复合管的局部剖面结构示意图。
30.本实施例提供一种预浸钢纤增强聚乙烯复合管，包括依次层叠设置的内管1、防腐蚀层5、第一增强层2、第二增强层3、保温隔热层4和外保护层6，其中，第一增强层2和第二增强层3数量有多层。
31.在本实施例中，上述内管1为最内层的管道，其用于输送物料，其外层缠绕有防腐蚀层5，其与防腐蚀层5胶黏连接；防腐蚀层5位于第一增强层2和内管1之间，其包裹于内管1上，能够在复合管长期使用后，即使内管破损，能够防止内管1内渗透的物料腐蚀，从而延长本复合管的使用寿命；第一增强层2数量有多层，多层第一增强层2层叠设置，且通过胶黏连接，能够加强包裹和结构强度，能够保证本复合管不易变形和受到破坏；第二增强层3数量有多层，且包裹在第一增强层2上，其通过胶黏连接，能够进一步加强对内管1的包裹，增强本复合管的结构强度，使得其不易变形；保温隔热层4设置在最后一层第二增强层3上，其能够起到保温隔热的作用，而且，其材质优选为尼龙12、聚苯硫醚或其他耐高温树脂，能够防止热损坏；外保护层6包裹在保温隔热层4外侧，其能够起到保护作用，能够防止剐蹭、磨损和开裂，从而提高本复合管的使用耐久性。
32.优选的，相邻两层之间通过胶黏连接，能够使得复合管在长久使用后，保持稳定的状态，且不易产生鼓包。
33.实施例2
34.请参照图1，图1为本技术实施例的预浸钢纤增强聚乙烯复合管的局部剖面结构示意图。
35.本实施例提供一种预浸钢纤增强聚乙烯复合管，与实施例1基本相同，区别在于：内管1材质为交联聚乙烯或聚偏氟乙烯。
36.在本实施例中，上述内管1材质为交联聚乙烯或聚偏氟乙烯，而交联聚乙烯的力学性能由于交联聚乙烯在大分子间建立了新的化学键，硬度、刚度、耐磨性和抗冲击性均有提高、耐环境应力开裂性能、耐化学药品腐蚀性能、抗蠕变性、耐化学性能具有较强的耐酸碱和耐油性，其燃烧产物主要为水和二氧化碳，对环境的危害较小，满足现代消防安全的要求和绝缘性能其介质损耗角正切值很小，且受温度影响不大等综合性能均很好，而且耐温等级很高，其长期工作温度可提高到90℃，能承受的瞬时短路温度可达170-250℃；聚偏氟乙
烯是一种高度非反应性热塑性含氟聚合物，其可通过1，1-二氟乙烯的聚合反应合成，具有抗老化、耐化学药品、耐气候、耐紫外光辐射等性能优良，可用作工程塑料，用于制密封圈耐腐蚀设备、电容器，也用作涂料、绝缘材料和离子交换膜材料等。
37.实施例3
38.请参照图1，图1为本技术实施例的预浸钢纤增强聚乙烯复合管的局部剖面结构示意图。
39.本实施例提供一种预浸钢纤增强聚乙烯复合管，与实施例1基本相同，区别在于：每层第一增强层2均为纤维缠绕结构，且相邻两层的第一增强层2缠绕方向相相反。
40.在本实施例中，上述每层第一增强层2均为纤维缠绕结构，通过纤维缠绕，且每层的纤维缠绕方式为同向，能够增强对内管1的包裹强度，从而获得较高的稳固效果，且由于是采用纤维缠绕，能够使得本复合管容易弯曲，使用场景较多，其能够保证对内管1的包裹效果，从而使得其具有较好的结构强度；而相邻两层的第一增强层2的纤维缠绕方向相反，在交错的缠绕下，能够进一步提高对本复合管的包裹强度，提高其稳固性能。
41.实施例4
42.请参照图1，图1为本技术实施例的预浸钢纤增强聚乙烯复合管的局部剖面结构示意图。
43.本实施例提供一种预浸钢纤增强聚乙烯复合管，与实施例3基本相同，区别在于：第一增强层2的纤维单丝直径为20-25μm。
44.在本实施例中，上述第一增强层2的纤维单丝直径为20-25μm，这是由于第一增强层2的直径如果太小，会导致内管1在输送物料时，受到挤压容易使得第一增强层2的纤维破裂，选择该尺寸的纤维缠绕，能够保证复合管的稳定性和耐用性，在内管1挤压时，不易破裂。
45.实施例5
46.请参照图1，图1为本技术实施例的预浸钢纤增强聚乙烯复合管的局部剖面结构示意图。
47.本实施例提供一种预浸钢纤增强聚乙烯复合管，与实施例3或4基本相同，区别在于：第一增强层2材质为碳纤维或玄武岩纤维。
48.在本实施例中，上述第一增强层2材质为碳纤维或玄武岩纤维。碳纤维主要由碳元素组成，具有耐高温、抗摩擦、导热及耐腐蚀等特性外形呈纤维状且十分柔软，可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量，碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高，碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料，碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的，碳纤维直径只有5微米，相当于一根头发丝的十到十二分之一，强度却在铝合金4倍以上。玄武岩纤维是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色，玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成，玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀和耐高温等多种优异性能，此外，玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因此是一种名副其实的绿色、环保
材料。我国已把玄武岩纤维列为重点发展的四大纤维碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维之一，实现了工业化生产。玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。
49.实施例6
50.请参照图1，图1为本技术实施例的预浸钢纤增强聚乙烯复合管的局部剖面结构示意图。
51.本实施例提供一种预浸钢纤增强聚乙烯复合管，与实施例1基本相同，区别在于：最后一层第一增强层2和第一层第二增强层3之间设置有一层钢纤带层7。
52.在本实施例中，上述钢纤带层7位于最后一层第一增强层2和第一层第二增强层3之间，由于其材质为钢纤带，具有较高的结构强度，能够保证复合管具有较高的结构强度，且其抗拉强度大于2800mpa，其表面镀铜，能够进一步起到耐腐蚀的作用。
53.实施例7
54.请参照图1，图1为本技术实施例的预浸钢纤增强聚乙烯复合管的局部剖面结构示意图。
55.本实施例提供一种预浸钢纤增强聚乙烯复合管，与实施例6基本相同，区别在于：钢纤带层7的钢纤直径为0.25-0.3mm。
56.在本实施例中，上述钢纤带层7的钢纤直径为0.25-0.3mm，在该尺寸下的钢纤带层7能够保证复合管的厚度不会太厚且具有较高的结构强度和抗拉强度。
57.实施例8
58.请参照图1，图1为本技术实施例的预浸钢纤增强聚乙烯复合管的局部剖面结构示意图。
59.本实施例提供一种预浸钢纤增强聚乙烯复合管，与实施例1基本相同，区别在于：第二增强层3为网状编织结构，相邻两层的第二增强层3编织的网格夹角不同，靠近第一增强层2一侧的第二增强层3编织的网格尺寸小于远离第一增强层2一侧的第二增强层3编织的网格尺寸。
60.在本实施例中，上述第二增强层3为网状编织结构，且每层的第二增强层3的夹角不同，从而保证多层第二增强层3叠加后，复合管的包裹性最佳，其具有较好的结构强度，不易被损坏；而靠近第一增强层2一侧的第二增强层3编织的网格尺寸小于远离第一增强层2一侧的第二增强层3编织的网格尺寸，使得本复合管具有较好的弯曲性能，能够应用于更多的使用场景。
61.优选的，上述第二增强层3材料为芳纶纤维、玻璃纤维或涤纶纤维。芳纶纤维是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量、耐高温、耐酸耐碱和重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。芳纶的发现，被认为是材料界一个非常重要的历史进程。涤纶纤维具有模量高、强度高、弹性高、良好的保形性和耐热性等优点,已成为用途最广、耗量最大的纤维品种，但是由于涤纶纤维受热熔融、分解和燃烧，并且具有熔融滴落的现象，容易造成二次危害，极大地限制了它的使用,因此世界各国对涤纶纤维的研究和应用开发日益活跃，各种涤纶纤维品种不断问世。目前较多采用的抗熔滴改性主要是通过添加抗熔滴剂(如聚四氟乙
烯粉末和三聚氰胺氰尿酸盐)、层状硅酸盐改善燃烧炭层结构或者通过纤维织物的后整理的方法来达到改性目的。玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好和机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石和硼镁石六种矿石为原料，经高温熔制、拉丝、络纱和织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。
62.实施例9
63.请参照图1，图1为本技术实施例的预浸钢纤增强聚乙烯复合管的局部剖面结构示意图。
64.本实施例提供一种预浸钢纤增强聚乙烯复合管，与实施例8基本相同，区别在于：第二增强层3厚度为0.23-0.27mm。
65.在本实施例中，上述第二增强层3厚度为0.23-0.27mm，在该厚度下，能够保证本复合管不会具有太高的厚度，同时又具有较高的结构强度。
66.实施例10
67.请参照图1，图1为本技术实施例的预浸钢纤增强聚乙烯复合管的局部剖面结构示意图。
68.本实施例提供一种预浸钢纤增强聚乙烯复合管，与实施例1基本相同，区别在于：保护层6材质为耐热聚乙烯。
69.在本实施例中，上述保护层6材质为耐热聚乙烯，具有良好的稳定性和长期的耐压性能，其作为管材质量好，性能稳定，具有很好的抗蠕变性能和抗冲击性能，具有很好的安全性，其低温脆裂性能低至-70度，可以在低温下运输和使用，其还具有优秀的抵御外界冲击的能力，能够防止因为粗暴施工造成的系统破坏，从而使得本复合管长期使用后，不易损坏，且其热熔连接，容易被修复，即使表层被破坏后，修复比较简单。
70.综上所述，本技术通过在内管1上包裹一层防腐蚀层5，复合管输送的物料大多具有一定的腐蚀性或对材料本身具有一定的损害，且在输送时，对内管1会产生较大的压力，因此，在长期使用后容易使得内管1管道损坏，通过防腐蚀层5对内管1进行包裹能够使得其具有较高的压力承受强度，同时能够保证内部运输的物料不会泄露；而第一增强层2和第二增强层3均有多层，能够对内管1起到较好的包裹和保护作用，使得复合管在长时间使用后，能够保证其不易损坏，保温隔热层4能够隔绝温度对管道内部的影响，提高复合管自身的耐热性。
71.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。