專利名稱：高倍熱拉伸超高分子量聚乙烯膜片復(fù)合管材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超高分子量聚乙烯管材，是一種高倍熱拉伸超高分子量聚乙烯膜片復(fù)合管材及其制備方法。
背景技術(shù)：
用超高分子量聚乙烯制作的管材是目前性能較好的管材，超高分子量聚乙烯管材的拉伸強(qiáng)度最高可達(dá)到 MPa。這種管材由于具有較高的承壓能力及較高的耐磨性等優(yōu)點(diǎn)， 深受用戶歡迎。但是，如果根據(jù)需要進(jìn)一步提高其承壓能力時(shí)，需要增加管道壁厚，這使生產(chǎn)成本大幅提高。而在某些應(yīng)用領(lǐng)域需要管材具備較高的承壓能力，才能達(dá)到使用要求，因此，由于生產(chǎn)成本所限，高強(qiáng)度的超高分子量聚乙烯管材的應(yīng)用領(lǐng)域受到較大限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高倍熱拉伸超高分子量聚乙烯膜片復(fù)合管材及其制備方法，使它在具備超高分子量聚乙烯管材基本性能和相同壁厚的前提下，大幅度提高其承壓能力。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)高倍熱拉伸超高分子量聚乙烯膜片復(fù)合管材，包括至少第一層超高分子量聚乙烯膜片和第二層超高分子量聚乙烯膜片， 第一層超高分子量聚乙烯膜片與第二層超高分子量聚乙烯膜片的內(nèi)表面相互連結(jié)為一體。 第二層超高分子量聚乙烯膜片的外表面上包覆鋁箔玻纖層。第二層超高分子量聚乙烯膜片的外表面上復(fù)合第三層超高分子量聚乙烯膜片。第一層超高分子量聚乙烯膜片、第二層超高分子量聚乙烯膜片和第三層超高分子量聚乙烯膜片的厚度為1. 5-3毫米，寬度為 300-1000 毫米。所述的高倍熱拉伸超高分子量聚乙烯膜片復(fù)合管材的制備方法，包括如下步驟
①取超高分子量聚乙烯膜片備用；
②在超高分子量聚乙烯膜片的上面或下面或上下兩面涂聚乙烯膠粘劑，然后繞成卷，
③將步驟②中的超高分子量聚乙烯膜片按照管材性能的要求取至少兩卷放置在纏繞機(jī)上，纏繞機(jī)上安裝圓筒狀模具，至少兩卷超高分子量聚乙烯膜片分別置入纏繞機(jī)的兩側(cè)， 超高分子量聚乙烯膜片圈分別由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)纏繞在圓筒狀模具上，圓筒狀模具由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，熱風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向超高分子量聚乙烯膜片表面，使超高分子量聚乙烯膜片上的聚乙烯膠粘劑溫度達(dá)到120°C -140°C，使至少兩層膜片間相互粘結(jié)成一體；
④兩層超高分子量聚乙烯膜片的纏繞方向相同，第二層膜片中心線壓第一層膜片的纏繞連接縫；
⑤將兩層超高分子量聚乙烯膜片粘結(jié)后由筒狀模具上拆下，成為超高分子量聚乙烯復(fù)合膜片管材。 步驟③中所述的纏繞機(jī)的具體結(jié)構(gòu)為包括支架，支架上安裝圓筒狀模具，圓筒狀模具與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置連接，筒狀超高分子量聚乙烯膜片卷分別安裝在第一導(dǎo)輥和第二導(dǎo)輥上，支架上分別安裝多個(gè)導(dǎo)引輥，導(dǎo)引輥由電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，支架上安裝壓輥。本發(fā)明所述的超高分子量聚乙烯復(fù)合管材由兩層或三層膜片構(gòu)成，膜片的抗拉強(qiáng)度可達(dá)200MPa-500MPa，與鋼材基本相同，其耐腐蝕性能大幅度高于鋼材，彈性模量比超高分子量聚乙烯管材高3-5倍左右，在管材承擔(dān)相同工作壓力的條件下，管材的壁厚僅為超高分子量聚乙烯管材壁厚的1/5左右，制造成本大幅度降低。本發(fā)明的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程能源消耗很低。本發(fā)明管材的制造成本還是芳綸、碳纖維等高強(qiáng)度塑料成本的十分之一左右。本發(fā)明生產(chǎn)過(guò)程無(wú)任何污染。由于本發(fā)明所述管材的各種性能是目前所有工程塑料管材均不具備的，所以本發(fā)明的管材是目前工程塑料管材的重大突破。


附圖1是本發(fā)明制造方法中使用的纏繞機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是附圖1的右視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明管材的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例本發(fā)明所述的高倍熱拉伸超高分子量聚乙烯膜片復(fù)合管材，至少包括第一層超高分子量聚乙烯膜片1和第二層超高分子量聚乙烯膜片2，第一層超高分子量聚乙烯膜片1與第二層超高分子量聚乙烯膜片2的內(nèi)表面相互連結(jié)為一體。第一層超高分子量聚乙烯膜片 1的內(nèi)表面為管材的內(nèi)壁，第二層超高分子量聚乙烯膜片2的外表面為管材的外壁。本發(fā)明所述超高分子量聚乙烯膜片復(fù)合管材，采用的超高分子量聚乙烯膜片是經(jīng)過(guò)高倍熱拉伸的超高分子量聚乙烯膜片，該超高分子量聚乙烯膜片的制造方法采用申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)?zhí)枮?010105066^0的方法制作。本發(fā)明所述超高分子量聚乙烯復(fù)合管材優(yōu)選的方案是第二層超高分子量聚乙烯膜片2的外表面上包覆鋁箔玻纖層4。本發(fā)明所述超高分子量聚乙烯復(fù)合管材進(jìn)一步的優(yōu)選方案是第二層超高分子量聚乙烯膜片2的外表面上復(fù)合第三層超高分子量聚乙烯膜片3。本發(fā)明所述的超高分子量聚乙烯復(fù)合更進(jìn)一步優(yōu)選的方案是第一層超高分子量聚乙烯膜片1、第二層超高分子量聚乙烯膜片2和第三層超高分子量聚乙烯膜片3的厚度為 1. 5-3毫米，寬度為300-1000毫米。本發(fā)明所述的管材根據(jù)不同的使用要求，可以有第四層、第五層、第六層等。本發(fā)明管材外表面包覆的鋁箔玻纖層4用于防止日照老化，當(dāng)管材用于地下或不需要在陽(yáng)光下暴曬的場(chǎng)所時(shí)，可不使用鋁箔玻纖層。本發(fā)明所述管材各超高分子量聚乙烯膜片間采用聚乙烯膠粘劑粘合，本發(fā)明管材采用超高分子量聚乙烯膜片分層纏繞制成，當(dāng)需要三層、四層、五層或六層時(shí)，各膜片間均為粘合連結(jié)為一體。第二層覆蓋在第一層的外表面上、第三層覆蓋在第二層的外表面上，第四層、第五層等層依次覆蓋粘合連接。超高分子量聚乙烯膜片的厚度一般為1. 5-3毫米，寬度為300-1000毫米時(shí)，是保證管材承壓性能、加工方便簡(jiǎn)便及制造成本較低的較好選擇方
4案。 本發(fā)明所述的管材的制備方法包括如下步驟
①取超高分子量聚乙烯膜片備用；
②在超高分子量聚乙烯膜片的上面或下面或上下兩面涂聚乙烯膠粘劑，然后繞成卷，
③將步驟②中的超高分子量聚乙烯膜片按照管材性能的要求取至少兩卷放置在纏繞機(jī)上，纏繞機(jī)上安裝圓筒狀模具4，至少兩卷超高分子量聚乙烯膜片分別置入纏繞機(jī)的兩側(cè)，超高分子量聚乙烯膜片圈分別由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)纏繞在圓筒狀模具4上，圓筒狀模具4由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，熱風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向超高分子量聚乙烯膜片表面，使超高分子量聚乙烯膜片上的聚乙烯膠粘劑溫度達(dá)到120°C -140°C，使至少兩層膜片間相互粘結(jié)成一體；
④兩層超高分子量聚乙烯膜片的纏繞方向相同，第二層膜片中心線壓第一層膜片的纏繞連接縫；
⑤將兩層超高分子量聚乙烯膜片粘結(jié)后由筒狀模具上拆下，成為超高分子量聚乙烯復(fù)合膜片管材。步驟③中所述的纏繞機(jī)的具體結(jié)構(gòu)為包括支架，支架上安裝圓筒狀模具4，圓筒狀模具4與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置連接，筒狀超高分子量聚乙烯膜片卷11分別安裝在第一導(dǎo)輥13 和第二導(dǎo)輥14上，支架上分別安裝多個(gè)導(dǎo)引輥8，導(dǎo)引輥8由電機(jī)2帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，支架上安裝壓輥9。本發(fā)明的制備方法中使用的纏繞機(jī)的作用是將超高分子量聚乙烯膜片分層纏繞在筒狀模具上即可。附圖所示的實(shí)施例僅是制備具有兩層超高分子量聚乙烯膜片復(fù)合管材的結(jié)構(gòu)示意，當(dāng)制備三層、四層等多層超高分子量聚乙烯膜片管材時(shí)，超高分子量聚乙烯膜片的放置可從纏繞機(jī)的不同位置放置超高分子量聚乙烯膜片卷，以適用于將多層超高分子量聚乙烯膜片纏繞成一體，每一層超高分子量聚乙烯膜片需要一個(gè)熱風(fēng)機(jī)加熱。當(dāng)管材用二層超高分子量聚乙烯膜片制作時(shí)，聚乙烯膠粘劑涂在第一層超高分子量聚乙烯膜片1 的外表面和第二層超高分子量聚乙烯膜片2的內(nèi)表面，當(dāng)管材用三層、四層或更多層超高分子量聚乙烯膜片制成時(shí)，中間各層超高分子量聚乙烯膜片的上下兩面均需涂聚乙烯膠粘劑。纏繞機(jī)上的筒狀模具4通過(guò)主電機(jī)1、減速器3帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，氣泵電機(jī)6安裝在支架上，氣泵5的動(dòng)力由氣泵電機(jī)6提供，第一熱風(fēng)機(jī)7的風(fēng)量由氣泵5通過(guò)管道送入第一熱風(fēng)機(jī)7，支架上安裝的多個(gè)導(dǎo)引輥8分別由電機(jī)2帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)膜片卷進(jìn)入纏繞機(jī)繞筒狀模具4纏繞時(shí)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、導(dǎo)引輥8及熱風(fēng)機(jī)的安裝均對(duì)稱分布。支架上的壓輥9為兩個(gè)，分別位于筒狀模具4和膜片10的下部用于壓緊纏繞后的膜片。第一熱風(fēng)機(jī)7和第二熱風(fēng)機(jī) 12的風(fēng)頭均貼近膜片，對(duì)膜片表面加熱。本發(fā)明所述的超高分子量聚乙烯管材制備方法中使用的熱風(fēng)機(jī)為公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.高倍熱拉伸超高分子量聚乙烯膜片復(fù)合管材，其特征在于包括至少第一層超高分子量聚乙烯膜片(1)和第二層超高分子量聚乙烯膜片O)，第一層超高分子量聚乙烯膜片 (1)與第二層超高分子量聚乙烯膜片O)的內(nèi)表面相互連結(jié)為一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍熱拉伸超高分子量聚乙烯膜片復(fù)合管材，其特征在于 第二層超高分子量聚乙烯膜片( 的外表面上包覆鋁箔玻纖層G)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高倍熱拉伸超高分子量聚乙烯膜片復(fù)合管材，其特征在于 第二層超高分子量聚乙烯膜片O)的外表面上復(fù)合第三層超高分子量聚乙烯膜片(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的高倍熱拉伸超高分子量聚乙烯膜片復(fù)合管材，其特征在于第一層超高分子量聚乙烯膜片(1)、第二層超高分子量聚乙烯膜片(2)和第三層超高分子量聚乙烯膜片(3)的厚度為1. 5-3毫米，寬度為300-1000毫米。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的高倍熱拉伸超高分子量聚乙烯膜片復(fù)合管材的制備方法，其特征在于包括如下步驟①取超高分子量聚乙烯膜片備用；②在超高分子量聚乙烯膜片的上面或下面或上下兩面涂聚乙烯膠粘劑，然后繞成卷，③將步驟②中的超高分子量聚乙烯膜片按照管材性能的要求取至少兩卷放置在纏繞機(jī)上，纏繞機(jī)上安裝圓筒狀模具(4)，至少兩卷超高分子量聚乙烯膜片分別置入纏繞機(jī)的兩側(cè)，超高分子量聚乙烯膜片圈分別由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)纏繞在圓筒狀模具(4)上，圓筒狀模具(4)由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，熱風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向超高分子量聚乙烯膜片表面，使超高分子量聚乙烯膜片上的聚乙烯膠粘劑溫度達(dá)到120°C -140°C，使至少兩層膜片間相互粘結(jié)成一體；④兩層超高分子量聚乙烯膜片的纏繞方向相同，第二層膜片中心線壓第一層膜片的纏繞連接縫；⑤將兩層超高分子量聚乙烯膜片粘結(jié)后由筒狀模具上拆下，成為超高分子量聚乙烯復(fù)合膜片管材。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高倍熱拉伸超高分子量聚乙烯膜片復(fù)合管材的制備方法，其特征在于步驟③中所述的纏繞機(jī)的具體結(jié)構(gòu)為包括支架，支架上安裝圓筒狀模具(4)， 圓筒狀模具(4)與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置連接，筒狀超高分子量聚乙烯膜片卷(11)分別安裝在第一導(dǎo)輥(13)和第二導(dǎo)輥(14)上，支架上分別安裝多個(gè)導(dǎo)引輥(8)，導(dǎo)引輥(8)由電機(jī)(2)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，支架上安裝壓輥(9)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高倍熱拉伸超高分子量聚乙烯膜片復(fù)合管材及其制備方法，包括至少第一層超高分子量聚乙烯膜片和第二層超高分子量聚乙烯膜片，第一層膜片與膜片的內(nèi)表面相互連結(jié)為一體。制備方法包括如下步驟①取超高分子量聚乙烯膜片備用；②在聚乙烯膜片的上下兩面涂聚乙烯膠粘劑然后繞成卷備用；③將步驟②中的超高分子量聚乙烯膜片按照管材性能的要求取至少兩卷放置在纏繞機(jī)上，熱風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向膜片表面使聚乙烯膜片間相互粘結(jié)成一體；④將兩層超高分子量聚乙烯膜片粘結(jié)后由筒狀模具上拆下，成為復(fù)合膜片管材。本發(fā)明在具備超高分子量聚乙烯管材基本性能和相同壁厚的前提下，大幅度提高其承壓能力。
文檔編號(hào)B32B17/10GK102155591SQ201110101
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者劉阜東 申請(qǐng)人:劉阜東