煤矿井下用钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管的生产成型工艺制造技术

煤矿井下用钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管的生产成型工艺，属于PP复合管的生产技术领域。具体的成型工艺，主要有钢丝/纤维的表面涂覆、双抗PP改性料内芯管的挤出、钢丝/纤维的缠绕形成钢丝网/纤维网骨架、钢丝网/纤维网骨架增强层的形成(内层热熔胶的灌压挤出和外层热熔胶的涂覆挤出)、双抗PP改性料复合管外层的挤出成型等。使得所得复合管表面致密、光洁、抗静电效果良好。

Production process of steel wire mesh / fiber net frame double anti PP composite pipe used in underground coal mine

The utility model relates to a steel wire mesh / fiber net frame double anti PP composite tube production molding process used in coal mine, belonging to the technical field of PP composite pipe production. Forming process of concrete, the main steel wire / fiber surface coating, double anti PP modified material in core tube extrusion, steel wire / fiber winding formed steel wire mesh / fiber / fiber wire mesh skeleton, skeleton layer (inner layer of hot melt extrusion pressure and the outer coating by hot melt extrusion), two anti PP modified material extrusion composite tube etc.. The resultant composite tube has a compact surface and a good antistatic effect.

【技术实现步骤摘要】
煤矿井下用钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管的生产成型工艺
本专利技术属于PP复合管的生产
，具体涉及一种煤矿井下用钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管的生产成型工艺。
技术介绍
我国已连续多年成为全球第一大煤炭生产国和消费国，目前生产和消费量约占全世界一半，主要用于电力、冶金、建材等重化工业。针对煤矿井下用管，人们一直沿用金属管道和非金属管道两种方式，其中金属管道易受到其他化学介质的腐蚀。腐蚀是引起管道破裂的主要因素之一，每年进行金属管道的维护及防腐刷漆的费用及其昂贵。近些年出现的钢丝网骨架增强PE管,部分地解决了上述的问题。这种管线是以PE为基本原料，在PE管中以钢丝作为骨架材料，在内层管上左右缠绕编织形成的网状结构，从而达到增强的目的。钢丝网骨架增强PE管，其增强骨架与内外层塑料通过热熔胶粘接的化学复合方式成为一个整体，管材内外壁光滑、不结垢。煤矿井下用钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管，以高强度钢丝/纤维左右缠绕或编织形成的网状结构为骨架，以双抗PP为基体材料，并使用能与钢质材料或纤维材料和双抗PP材料粘接良好的专用耐热型热熔胶，将钢丝或纤维与内外层双抗PP材料紧密地的连接在一起的一种新型管材。钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管中的双抗PP材料和HDPE等普通塑料材料相比，具备更高的强度、更好的耐热性能，同时还具备阻燃、抗静电等特点。因此，钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管与钢丝网骨架PE管相比，具备更高的强度和优良的耐热性能(工作温度在95-110℃，短时间工作温度达到145℃)，为煤矿井下用管的某些特殊性能要求提供了更广阔的选择空间。本专利技术中所述的双抗PP材料，就是指符合要求的阻燃、抗静电PP改性专用高分子材料。它是在PP高分子材料中添加适量的阻燃剂、抗静电剂等化工添加剂，通过共混改性的原理和要求，达到双抗PP材料适用于煤矿井下用管的基本物理机械和化学性能要求。正是这些化学添加剂在PP材料中的大量添加，使得钢丝网/纤维网骨架增强双抗PP复合管的加工不同于增强HDPE复合管等普通材料的生产成型工艺。由于双抗PP改性高分子材料中添加了大量的添加剂，这在很大程度上影响了材料的加工温度、流动性、压缩比、拉伸比、收缩比等，而最明显的还是材料的熔体粘度高，导致挤出成型过程中管材的表面光洁度较差；另外，要求复合管表面致密度高，才能使得材料中的抗静电剂更加紧密、发挥更好的效果，降低复合管的表面电阻，达到抗静电的目的。这就使得我们必须以一种有别于HDPE、普通PP等普通材料的生产成型工艺，来实现对双抗PP复合管的成型加工，从而达到钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管的生产需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种煤矿井下用钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管的生产成型工艺，使得所得复合管表面致密、光洁、抗静电效果良好。本专利技术煤矿井下用钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管结构自内而外依次为：双抗PP内芯管、钢丝网/纤维网骨架层复合的热熔胶粘结剂层、外层热熔胶层、双抗PP外管，其横截面结构见图1所示。钢丝网/纤维网骨架层复合的热熔胶粘结剂层是钢丝网/纤维网骨架层复合粘结在热熔胶粘结剂层中，同时热熔胶粘结与内层的双抗PP内芯管粘结在一起，在外层与外层热熔胶层粘结在一起。本专利技术所采用的原料：双抗PP内芯管和双抗PP外管采用的双抗PP改性料、耐热性热熔胶、钢丝(或镀铜等)或纤维束等；其中双抗PP改性料的物理机械性能参数如下：优选采用中国神华北京低碳清洁能源研究所研制和生产的双抗PP改性料。耐热性热熔胶优选采用粘接钢质材料与双抗PP材料的专用热熔胶，该专用热熔胶的物理机械性能指标如下：所选用的钢丝一般为0.6—1.2mm的镀铜高强度钢丝；所选纤维一般为1.0—3.0mm的高抗张、高模量、低形变的纤维束(如芳纶、腈纶、涤纶和玻璃纤维束等)。具体的成型工艺，主要有钢丝/纤维的表面涂覆、双抗PP改性料内芯管的挤出、钢丝/纤维的缠绕形成钢丝网/纤维网骨架、钢丝网/纤维网骨架增强层的形成(内层热熔胶的灌压挤出和外层热熔胶的涂覆挤出)、双抗PP改性料复合管外层的挤出成型等；具体包括以下步骤：(1)钢丝/纤维的表面涂覆在干燥、清洁的镀铜钢丝或经预浸渍处理的纤维表面均匀涂覆粘接耐热性热熔胶，以保证在复合管的加工过程中更好地把钢丝/纤维和双抗PP材料牢固地链接成为一个整体；在钢丝/纤维涂覆过程中，利用高频将钢丝加热到300—400℃，或者利用红外线将纤维加热到120℃以上(依据纤维的不同材料性质而决定)，这样有利于耐热性热熔胶(尤其专用热熔胶,可参见CN105385392A公开的技术方案)在钢丝/纤维表面的涂覆和均匀分布，也更有利于钢丝/纤维与热熔胶之间的粘接，为该复合管中钢丝网/纤维网与专用热熔胶构成的骨架层的整体性以及骨架层与双抗PP内、外层管的粘接奠定基础。(2)钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管之内芯管的挤出首先将双抗PP改性料在85-95℃条件下，烘干2-3小时；然后通过单螺杆挤出生产线，如单螺杆长径比L/D＝38，挤出符合要求的双抗PP内芯管；为了使得生产出的双抗PP内芯管有良好的表面效果，尤其要求内芯管的内表面致密、光洁、抗静电效果良好。本专利技术设计出一种内芯管挤出模具有别于普通塑料的挤出成型模具，主要在内芯管挤出模具的芯模出口处做了技术革新：在挤出模具芯模的出口处外环镶嵌一段F4芯模环，F4模环的外侧面与模具芯模的外侧表面齐平，F4模环的上端面与模具芯模的上端面齐平，在F4模环的内侧面、上端面、下端面分别设有一周环形凹槽；见图2。由于F4材料的热胀冷缩对F4芯模环的尺寸稳定带来较大的影响，严重阻碍了F4芯模环的使用时间和对芯管内表面质量的提高。为了维持F4芯模环的长期尺寸稳定性，本专利技术对F4芯模环做了如图2所示设计：减小F4芯模环与芯模体之间的传热接触面，减小模环的厚度并以此减小模环受温度影响时的形变量，为F4芯模环的热胀冷缩预留空间等，尽量减少材料的热胀冷缩给模环尺寸带来的影响。优选F4芯模环上端面、下端面的环形凹槽上下对应，径向宽度一样，轴向宽度一样；F4芯模环内侧面环形凹槽轴向宽度小于上端面、下端面的环形凹槽之间的距离，F4芯模环内侧面环形凹槽径向宽度等于下端面的环形凹槽到F4芯模环内侧面的距离。(3)、钢丝/纤维缠绕形成钢丝网/纤维网骨架将表面经专用热熔胶涂覆处理好的钢丝/纤维，以54.7°—55.6°的角度、在双抗PP内芯管的外表面分别以正、反旋的方向均匀分布缠绕涂覆好热熔胶层的钢丝/纤维，缠绕钢丝/纤维的数量视管材的规格(Φ90—Φ600)和不同的工作压力要求(P＝1.0—5.0MPa)而定，一般在30—360根之间，从而形成钢丝网/纤维网骨架。在钢丝/纤维的正、反旋缠绕过程中，利用高频或红外线加热的方式，让涂覆在钢丝/纤维表面的耐热性热熔胶熔融，以使钢丝/纤维与双抗PP内芯管的外表面之间粘接牢固，为内芯管与热熔胶层更良好的粘接奠定基础。同时，这样也可以固定好内芯管、钢丝/纤维之间的距离和位置，确保钢丝/纤维骨架的均匀分布，构成合格的钢丝网/纤维网骨架层；(4)钢丝网/纤维网骨架增强层的形成步骤(3)钢丝/纤维缠绕形成钢丝网/纤维网骨架，随后依次进行内层耐热性热熔胶灌压挤入和外层耐热性热熔胶涂覆挤出得到两层结构形成一个有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
煤矿井下用钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管的生产成型工艺，其特征在于，主要有钢丝/纤维的表面涂覆、双抗PP改性料内芯管的挤出、钢丝/纤维的缠绕形成钢丝网/纤维网骨架、钢丝网/纤维网骨架增强层的形成、双抗PP改性料复合管外层的挤出成型；具体包括以下步骤：(1)钢丝/纤维的表面涂覆在干燥、清洁的镀铜钢丝或经预浸渍处理的纤维表面均匀涂覆粘接耐热性热熔胶；在钢丝/纤维涂覆过程中，利用高频将钢丝加热到300—400℃，或者利用红外线将纤维加热到120℃以上；(2)钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管之内芯管的挤出首先将双抗PP改性料在85‑95℃条件下，烘干2‑3小时；然后通过单螺杆挤出生产线，挤出符合要求的双抗PP内芯管；在挤出模具芯模的出口处外环镶嵌一段F4芯模环，F4模环的外侧面与模具芯模的外侧表面齐平，F4模环的上端面与模具芯模的上端面齐平，在F4模环的内侧面、上端面、下端面分别设有一周环形凹槽；(3)、钢丝/纤维缠绕形成钢丝网/纤维网骨架将表面经专用热熔胶涂覆处理好的钢丝/纤维，以54.7°—55.6°的角度、在双抗PP内芯管的外表面分别以正、反旋的方向均匀分布缠绕涂覆好热熔胶层的钢丝/纤维；在钢丝/纤维的正、反旋缠绕过程中，利用高频或红外线加热的方式，让涂覆在钢丝/纤维表面的耐热性热熔胶熔融；(4)钢丝网/纤维网骨架增强层的形成步骤(3)钢丝/纤维缠绕形成钢丝网/纤维网骨架，随后依次进行内层耐热性热熔胶灌压挤入和外层耐热性热熔胶涂覆挤出得到两层结构形成一个有机的整体，共同构成钢丝网/纤维网骨架增强层；(5)、钢丝网/纤维网骨架PP复合管外层的挤出成型钢丝网/纤维网骨架PP复合管的外层，是在钢丝网/纤维网骨架增强层外壁包覆挤出一层双抗PP改性料，形成钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管的外保护层；对上述形成钢丝网/纤维网骨架增强层的管材，在保持步骤(4)预热的条件下，在骨架增强层的外面包覆挤出一层双抗PP改性料作为复合管材的外保护层双抗PP外管；挤出双抗PP外管时，对采用的口模进行改进，在口模的出口处镶嵌一段F4口模环，在挤出模具口的出口处内环镶嵌一段F4口模环，F4口模环的内侧面与模具口的内表面齐平，F4口模环的上端面与模具口的上端面齐平，在F4模环的外侧面、上端面、下端面分别设有一周环形凹槽。...

【技术特征摘要】
1.煤矿井下用钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管的生产成型工艺，其特征在于，主要有钢丝/纤维的表面涂覆、双抗PP改性料内芯管的挤出、钢丝/纤维的缠绕形成钢丝网/纤维网骨架、钢丝网/纤维网骨架增强层的形成、双抗PP改性料复合管外层的挤出成型；具体包括以下步骤：(1)钢丝/纤维的表面涂覆在干燥、清洁的镀铜钢丝或经预浸渍处理的纤维表面均匀涂覆粘接耐热性热熔胶；在钢丝/纤维涂覆过程中，利用高频将钢丝加热到300—400℃，或者利用红外线将纤维加热到120℃以上；(2)钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管之内芯管的挤出首先将双抗PP改性料在85-95℃条件下，烘干2-3小时；然后通过单螺杆挤出生产线，挤出符合要求的双抗PP内芯管；在挤出模具芯模的出口处外环镶嵌一段F4芯模环，F4模环的外侧面与模具芯模的外侧表面齐平，F4模环的上端面与模具芯模的上端面齐平，在F4模环的内侧面、上端面、下端面分别设有一周环形凹槽；(3)、钢丝/纤维缠绕形成钢丝网/纤维网骨架将表面经专用热熔胶涂覆处理好的钢丝/纤维，以54.7°—55.6°的角度、在双抗PP内芯管的外表面分别以正、反旋的方向均匀分布缠绕涂覆好热熔胶层的钢丝/纤维；在钢丝/纤维的正、反旋缠绕过程中，利用高频或红外线加热的方式，让涂覆在钢丝/纤维表面的耐热性热熔胶熔融；(4)钢丝网/纤维网骨架增强层的形成步骤(3)钢丝/纤维缠绕形成钢丝网/纤维网骨架，随后依次进行内层耐热性热熔胶灌压挤入和外层耐热性热熔胶涂覆挤出得到两层结构形成一个有机的整体，共同构成钢丝网/纤维网骨架增强层；(5)、钢丝网/纤维网骨架PP复合管外层的挤出成型钢丝网/纤维网骨架PP复合管的外层，是在钢丝网/纤维网骨架增强层外壁包覆挤出一层双抗PP改性料，形成钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管的外保护层；对上述形成钢丝网/纤维网骨架增强层的管材，在保持步骤(4)预热的条件下，在骨架增强层的外面包覆挤出一层双抗PP改性料作为复合管材的外保护层双抗PP外管；挤出双抗PP外管时，对采用的口模进行改进，在口模的出口处镶嵌一段F4口模环，在挤出模具口的出口处内环镶嵌一段F4口模环，F4口模环的内侧面与模具口的内表面齐平，F4口模环的上端面与模具口的上端面齐平，在F4模环的外侧面、上端面、下端面分别设有一周环形凹槽。2.按照权利要求1所述的煤矿井下用钢丝网/纤维网骨架双抗PP复合管的生产成型工艺，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖延君，王星杰，胡琴，周江祥，
申请(专利权)人：北京红原复合管道技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11