一种复合直饮水管及其生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及塑料管材技术领域，尤其涉及一种复合直饮水管及其生产工艺。
【背景技术】
[0002]目前的塑料类直饮水管主要有聚乙烯给水管、钢丝网骨架塑料复合管、钢骨架塑料复合管，该类管材都采用挤出工艺成型，限制了管材的生产口径，同时普通高密度聚乙烯的抗拉强度较低，如果需要进一步提高其承压能力时，需要增加管道的壁厚，这使管材的生产成本大幅提高，另外，普通高密度聚乙烯弹性模量较低，管材采用实壁结构，管材的抗外压性能较弱，环刚度低，管材埋深较浅，限制了一些埋深较深工程的使用。因此，由于管材口径、生产成本及施工埋深所限，塑料类直饮水管材的应用领域受到了较大限制。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种复合直饮水管及其生产工艺。本发明通过超高分子量聚乙烯膜片缠绕形成内壁，内壁外复合高强度钢丝，该生产工艺大幅度提高了管材的生产口径，减少了塑料的使用量，降低了管材的成本，同时也提高了管材的抗内压性能。管材的外壁采用了内衬PP增强管的圆状PE管螺旋加强肋结构，大幅度提高了管材的抗外压性能，增加了管材施工的埋深。
[0004]本发明的一种复合直饮水管及其生产工艺技术方案，该复合直饮水管由内而外依次包括内管和外管，内管通过超高分子量聚乙烯膜片缠绕形成，内管外壁缠绕高强度钢丝并用聚乙烯均匀包覆到钢丝和内管外侧，然后采用内衬PP增强管的圆状PE管螺旋加强肋结构形成外管。
[0005]所述的超高分子量聚乙烯，分子量为150万-300万，所述高强度钢丝强度2000MPa。
[0006]所述的一种复合直饮水管生产工艺，包括以下步骤:
(1)取超高分子量聚乙烯膜片备用、取涂塑高强度钢丝(即高碳钢丝，强度2000MPa，商品名:镀铜钢丝，山东创大钢丝制品有限公司)备用；
(2)将超高分子量聚乙烯膜片的一面涂覆聚乙烯粘结剂，然后绕成卷，备用；
(3)将超高分子量聚乙烯膜片卷放置在缠绕成型机上，缠绕成型机上安装有由多个鼓棒组成的圆筒缠绕模具，超高分子量聚乙烯膜片卷缠绕在缠绕模具上，缠绕模具由动力驱动，膜片连续缠绕4圈以上，调整缠绕成型机所需缠绕螺距，膜片缠绕与螺距匹配后，膜片之间的缝热风加热(瑞士 LEISTER自送风热风机)，加热温度350°C，同时焊接用挤出机(SJ60/30)挤出粘结树脂，将膜片焊接形成内管；
(4)将涂塑高强度钢丝均匀缠绕到内管外，同时，粘结用挤出机挤出聚乙烯均匀包覆到钢丝和内管外侧，使得管材外壁平整；
(5)开启冷却风管，使管材冷却；
(6)管材生产到规定要求长度，断管，待下步工序使用； (7)将超高分子量聚乙烯膜片与钢丝复合形成的管材套入移动成型平台上的滚筒模具;
(8)将套有复合管材的滚筒模具，放入底座小车的滚轮上；
(9)底座小车在导轨上向左移动，同时顺时针旋转；
(10)用红外加热装置，给管材预热，将PP增强管输送至圆管模具，同时开启圆管用挤出机，热态聚乙烯包覆PP增强管，用手牵引内衬PP增强管的圆状PE管到复合管材上进行缠绕；
(11)开启冷风，对成型后的管材冷却到60°c;
(12)待管材冷却后，先把滚筒模具缩径，管材从滚筒模具上脱离，管材拖出；
(13)检验入库，检验产品外观、长度、产品物理性能，进行入库。
[0007]步骤(2)中，涂覆聚乙稀粘结剂，涂覆厚度0.5mm，涂覆均勾、平整。
[0008]步骤(3)中，焊接用挤出机工艺温度设置:主机温度165°C -200 °C，模具温度205-225Γ。
[0009]步骤(4)中，粘结用挤出机工艺温度设置:主机温度165°C -200 °C，模具温度205-230。。。
[0010]步骤(10)中，管材预热温度150°C _170°C。
[0011 ] 步骤(10)中，PP增强管为单壁波纹管，直径32-1 1mm,壁厚0.5-2.0mm。
[0012]步骤(10)中，PP增强管在复合管材上螺旋缠绕，螺距在50-200mm。
[0013]步骤(10)中，圆管用挤出机工艺温度设置:主机温度165°C _200°C，模具温度205-230。。。
[0014]本发明具有如下有益效果:
本发明通过超高分子量聚乙烯膜片缠绕成型，大幅度提高了管材的生产口径，最大可达3500_，这是传统挤出管材无法实现的。另外，使用超高分子量聚乙烯膜片作为管道内壁，由于超高分子量聚乙烯膜片的抗拉强度可达300MPa，是普通聚乙烯的10倍以上，在管材承担相同的工作压力条件小，管材的壁厚大幅度降低，制造成本大幅度降低。管材缠绕高强度钢丝，钢丝的强度可达2000MPa，可以做为抗内压的主要载体，减少了塑料的使用量，降低了管材的成本，同时也提高了管材的抗内压性能。该管材的抗内压强度可达到公称压力2.0MPa要求，管材的最外壁采用了内衬PP增强管的圆状螺旋加强肋，大幅度提高了管材的抗外压性能，最大可达到16KN/m2，增加了管材施工的埋深。
[0015]本发明工艺生产的管材，可达到公称压力:2.0MPa，环刚度:16KN/m2，卫生指标高，可应用于市政供水、大口径水源水管、远距离调水等。
【附图说明】
[0016]图1所示为本发明的缠绕成型机结构示意图；
图2所示为本发明的移动成型平台正面结构示意图；
图3所示为本发明的移动成型平台侧面结构示意图；
图4所示为滚筒模具结构示意图；
图5为本发明的产品结构示意图；
图6为本发明的生产工艺流程图。
[0017]其中，1-缠绕成型机，2 -焊接用挤出机，3 -粘结用挤出机，4 -热风机，5 -超高分子量聚乙烯膜片卷，6-超高分子量聚乙烯膜片，7-钢丝卷，8-钢丝调整装置，9-缠绕模具，10-冷却风机，11-冷却风管，12-圆管用挤出机，13-PP增强管，14-圆管模具，15-导轨，16-底座小车，17-滚轮，18-伺服电机，19-滚筒模具，20-红外加热装置，22-圆状PE管，23-刚强度钢丝，24-聚乙烯，25-超高分子量聚乙烯膜片层。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
本发明所述的dn500 PNl.0MPa SN12.5管材的生产过程:
①膜片准备:取超高分子量聚乙烯膜片6，膜片宽度100mm，膜片厚度2mm，涂胶厚度0.5mm，总厚度2.5mm，在缠绕成型机I缠绕成卷，形成超高分子量聚乙稀膜片卷5，放置机台一侧备用；
②挤出机准备:焊接用挤出机2预热2小时以上，将粘结树脂(马来酸酐接枝改性聚乙烯，复合管道用粘结树脂，上海邦中高分子材料有限公司)100份，色母料2份的比例进行混配，混合时间5分钟，由真空吸料机把料子吸到焊接用挤出机2料斗中。粘结用挤出机3预热2小时以上，高密度聚乙烯80份，线性低密度聚乙烯20份，色母料2份的比例进行混配，混合时间5分钟，由真空吸料机把料子吸到粘结用挤出机3料斗中；
圆管用挤出机12预热2小时以上，高密度聚乙烯100份，色母料2份的比例进行混配，混合时间5分钟，由真空吸料机把料子吸到圆管用挤出机12料斗中；
③膜片缠绕焊接:将超高分子量聚乙烯膜片6放置在缠绕成型机I上，缠绕成型机I上安装缠绕模具9，缠绕模具9是鼓棒组成的圆形结构，超高分子量聚乙烯膜片卷5在缠绕模具9中鼓棒的旋转动力驱动下缠绕在缠绕模具9上，超高分子量聚乙烯膜片6连续缠绕4圈以上，调整缠绕成型机I所需缠绕螺距，膜片缠绕与螺距匹配后，将热风机4开启，热风设置温度350°C，使超高分子量聚乙烯膜片6之间的缝温度达到130-150Γ，同时开启焊接用挤出机2 (主机温度165°C _200°C，模具温度205-225°C)，将超高分子量聚乙烯膜片6缝焊接成型，最后逐步微调缠绕成型机I的螺距与所生产产品的螺距完全匹配，形成内管超高分子量聚乙烯膜片层25;
④钢丝复合:将涂覆高强度钢丝23的钢丝卷7放置在缠绕成型机I的另一侧(超高分子量聚乙烯膜片卷5对面)，钢丝通过钢丝调整装置8均匀分布，将高强度钢丝23缠绕到超高分子量聚乙烯膜片6焊接后形成的内管外侧，同时开启粘结用挤出机3 (主机温度1650C _200°C，模具温度205-230°C)，将热态聚乙烯24均匀包覆在钢丝和超高分子量聚乙烯膜片外侧，使得管材外壁平整；
⑤冷却成型:开启冷却风机10，通过冷却风管11，对管材风冷却，管材冷却到60°C;
⑥定长切割:设置定位开关，当产品达到需要长度时，产品碰到感应开关时，自动启动切割机进行切割，产品设置为6米，待下步工序使用；
⑦套滚筒模具19:将步骤⑥制得的管材套过滚筒模具19，将滚筒模具19旋转至19-A状态，将管材套入，再将滚筒模具旋转至19-B状态，使得管材和滚筒模具19紧密结合；
⑧圆状PE管22缠绕:用行车把套有管材的