一种耐磨HDPE钢丝网骨架聚乙烯复合管及应用的制作方法

本发明涉及复合管，具体涉及一种耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管及应用。

背景技术：

1、钢丝网骨架聚乙烯复合管是一种以高强度钢丝左右缠绕形成网状骨架为增强体、以高密度聚乙烯为基体、用粘结树脂对增强体和内外基体进行固定复合而成的复合管道，这种特殊的结构使复合管不仅具有钢丝的高强度，还具有塑料管的耐蚀性等特点，又比金属板作为增强体材料更加轻便。钢丝网骨架聚乙烯复合管的主要成分是由高密度聚乙烯或交联聚乙烯做主体树脂，钢丝金属材料加强抗压抗弯等力学强度。由于聚乙烯是一种非极性线性结晶高聚物，其与金属很难产生粘结力，在长期使用过程中，金属层和聚乙烯层之间会受温度和环境的影响而慢慢产生收缩和分离，降低使用寿命和力学性能，因此聚乙烯和金属层之间需要一种高强度粘结树脂来使其具有整体性，通常此类树脂就是马来酸酐接枝改性聚乙烯热熔胶。粘结树脂作为重要的中间层连接钢丝网骨架增强层和内外层聚乙烯，对于管道耐压、耐温、寿命等性能起到至关重要的作用。

2、粘结树脂中一般使用马来酸酐接枝的聚烯烃作为相容剂，马来酸酐是最常用接枝单体，由于成本低且反应要求不高而广泛使用。但是随着马来酸酐的加入，粘结树脂内的马来酸酐会彼此吸引，使得部分的马来酸酐基团向内部吸引，不利于表面增加极性，从而削弱了粘结力。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管及应用，解决以下技术问题：

2、现有的马来酸酐接枝改性聚乙烯热熔胶，随着马来酸酐的加入，粘结树脂内的马来酸酐会彼此吸引，使得部分的马来酸酐基团向内部吸引，不利于表面增加极性，从而削弱了粘结力。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管，复合管从内而外依次同轴设置有芯管、钢丝网骨架层、外层管；

5、耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管的制备方法包括如下步骤：

6、a1：将芯管原料组合物通过挤塑机塑化挤出到芯管专用模具中，并通过真空定径成型、冷却，得到芯管；

7、a2：在芯管外表面缠绕第一钢丝、再交叉缠绕第二钢丝，得到钢丝网骨架；并使用胶层挤出机挤出粘和胶将钢丝网骨架与芯管粘接复合，得到复合管；

8、a3：将复合管放入外层管模具中，外层管原料组合物通过挤塑机塑化挤出至外层管模具中形成外层管，冷却定型，得到耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管。

9、作为本发明的进一步方案：粘和胶包括如下重量份的原料：100份基料树脂、5-8份增粘树脂。

10、作为本发明的进一步方案：基料树脂的制备方法包括如下步骤：

11、s1：线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯加入挤出机共混挤出，得到组分一；

12、s2：将组分一、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、去离子水加入反应釜中，控制温度80-90℃，搅拌条件下保温1-2h，加入四丁基溴化铵，保温反应3-4h，控制温度70-80℃，加入氢氧化钠，保温1-3h，水洗、减压蒸馏，得到基料树脂。

13、作为本发明的进一步方案：s1中线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯的质量比为80-90:10-20:1-2:0.5-0.7。

14、作为本发明的进一步方案：s1中挤出机第1-9段温度为130-150℃，挤出机的机头温度为160-170℃。

15、作为本发明的进一步方案：s2中组分一、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、去离子水、四丁基溴化铵、氢氧化钠的质量比为100:0.1-1:5-10：0.05-0.1:8-12。

16、作为本发明的进一步方案：第一钢丝、第二钢丝均选用抗拉强度1800-2000mpa的镀铜钢丝。

17、作为本发明的进一步方案：芯管原料组合物和外层管原料组合物组分一致，包括以下重量份原料：100-150份高密度聚乙烯、2-4份色母（em105g,含炭黑含量42%）、2.5-3.5份纳米二氧化硅、2.5-5.5份海泡石纤维、0.1-0.5份三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

18、上述任一项耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管的应用,应用在输送热介质液体，热介质液体温度在50-100℃。

19、本发明的有益效果：

20、本申请以高聚乙烯、线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、马来酸酐、为原料，过氧化二异丙苯为催化剂，制备一种马来酸酐接枝改性聚乙烯。作为组分一；再利用γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的环氧基团与组分一的酸酐基团、在四丁基溴化铵催化下进行酯化反应，得到基料树脂。

21、并以基料树脂和增粘树脂混合得到粘合胶。本申请制备的基体树脂以聚乙烯为主要材料进行改性接枝，赋予粘合胶合适的润湿性和高的内聚能，对金属尤其是钢、铜等的粘结强度高。本申请粘合胶分子链上不仅包括极性基团又有非极性基团，主链-ch2-ch2-非极性基团与聚乙烯层具有很好地相容性，加热熔融后可以与金属形成配位键；而且分子链上的环氧基团、酸酐基团、硅氧键等，与金属表面的羟基反应，冷却后便可与金属层之间有较强的粘结作用，不易产生分离和滑动，从而对聚乙烯树脂层和金属层都具有较好的粘结效果，提高复合管的使用稳定性。而且改性后的基料树脂的结晶度和收缩率下降，减轻了热熔胶收缩对粘结界面的破坏，增加了与金属表面的剥离强度。

技术特征：

1.一种耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管，其特征在于，所述复合管从内而外依次同轴设置有芯管、钢丝网骨架层、外层管；

2.根据权利要求1所述的一种耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管,其特征在于，所述粘和胶包括如下重量份的原料：100份基料树脂、5-8份增粘树脂。

3.根据权利要求2所述的一种耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管,其特征在于，所述基料树脂的制备方法包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管,其特征在于，s1中线型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、马来酸酐、过氧化二异丙苯的质量比为80-90:10-20:1-2:0.5-0.7。

5.根据权利要求3所述的一种耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管,其特征在于，s1中挤出机第1-9段温度为130-150℃，挤出机的机头温度为160-170℃。

6.根据权利要求3所述的一种耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管,其特征在于，s2中组分一、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、去离子水、四丁基溴化铵、氢氧化钠的质量比为100:0.1-1:5-10：0.05-0.1:8-12。

7.根据权利要求2所述的一种耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管,其特征在于，所述第一钢丝、第二钢丝均选用抗拉强度1800-2000mpa的镀铜钢丝。

8.根据权利要求1所述的一种耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管,其特征在于，所述芯管原料组合物和外层管原料组合物组分一致，包括以下重量份原料：100-150份高密度聚乙烯、2-4份色母、2.5-3.5份纳米二氧化硅、2.5-5.5份海泡石纤维、0.1-0.5份三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管的应用,其特征在于，所述耐磨hdpe钢丝网骨架聚乙烯复合管应用在输送热介质液体，所述热介质液体温度在50-100℃。

技术总结本发明公开了一种耐磨HDPE钢丝网骨架聚乙烯复合管及应用，涉及复合管技术领域。本发明复合管从内而外依次同轴设置有芯管、钢丝网骨架层、外层管；耐磨HDPE钢丝网骨架聚乙烯复合管的制备方法包括如下步骤：将芯管原料组合物塑化挤出得到芯管；在芯管外表面交叉缠绕钢丝得到钢丝网骨架；并使用粘和胶将钢丝网骨架与芯管粘接复合得到复合管；将复合管放入外层管模具中，外层管原料组合物塑化挤出至复合管外表面，得到耐磨HDPE钢丝网骨架聚乙烯复合管。本申请制备的粘合剂具有对聚乙烯管以及金属材料粘合性好以及耐温性能好的特点。技术研发人员：李义正,卜祥启,马刚,韦平受保护的技术使用者：安庆市悦发管业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10