CN105504456A - 一种防寒耐冻多层排污管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供给了一种防冻型复合排污管，包括管体，所述管体包括作为主体的PE层，所述PE层内部设有石墨层，所述石墨层内部设有疏水耐腐蚀层，所述PE层的外部设有温度调节层，所述温度调节层的外部设有保温层，所述保温层外部设有PVDF层所述PVDF层外部设有防冻层。本发明的排污管，多层结构进行复合，是一种使用寿命强的防寒耐冻的多层排污管。
Description
技术领域
本发明涉及一种排污管，具体涉及一种防寒耐冻多层排污管。
背景技术
塑料管材与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比，具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等优点，广泛应用于建筑给排水、城乡给排水、城市燃气、电力和光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域。塑料管道是化学建材众多组成部分中的一个重要分支，从使用化工材料的不同分类上看，塑料管道可分为聚乙烯（PE）管、聚氯乙烯（PVC）管、聚丙烯（PP）管、ABS管、聚丁烯（PB）管等。
PE管道具有性能优异,施工简单,运行可靠,维修方便,使用寿命长,投资成本低等优点，目前广泛的使用在市政工程、住宅小区地下埋设排水排污；高速公路预埋管道；农田水利灌溉输水、排涝；化工、矿山用于流体的输送等方面。目前的PE塑料管道，尤其是大口径无压PE排水排污管(PE管)发展迅猛。
排污管与排水管相比较，对管道的要求更高，排污管中排出的污水相较于普通的排水管排污的水质而言，其污染程度更为严重，排污管中排放的污水中常包括大量泥浆、污垢等固体颗粒，这些固体颗粒长期与管壁摩擦使得管壁越来越薄、粗糙不平，会出现管道堵塞或漏水现象，并且污水中甚至还包括一些强腐蚀性的化学品，对管道的损伤很严重，这样，综合起来，会严重影响管道的使用寿命。并且，随着季节的不同于地域的不同，有的排污管会使用于寒冷环境中，长期处于低温下会使得管道受冻，从而也会影响管道的使用寿命。
因此，为了满足市场的需求，为了社会经济的发展，有必要，开发出一种使用寿命长的防寒耐冻排污管。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种使用寿命长的防寒耐冻多层排污管。
技术方案：为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案。
一种防冻型复合排污管，包括管体，所述管体包括作为主体的PE层，所述PE层内部设有石墨层，所述石墨层内部设有疏水耐腐蚀层，所述PE层的外部设有温度调节层，所述温度调节层的外部设有保温层，所述保温层外部设有PVDF层所述PVDF层外部设有防冻层；所述PE层按重量份配比包括如下组分：
PE：100-120份；
EVA：8-10份；
PP：8-10份；
FEP：3-5份；
酚醛环氧树脂：6-8份；
冻融稳定剂：1-3份；
硅微粉：4-6份；
乙二醇：4-6份；
钛白粉：1-3份；
聚乙烯醇缩甲乙醛：3-5份；
丙烯酸乳液：6-8份；
碳化硅：2-3份；
碳化硼：1-3份；
碳黑：3-5份；
滑石粉：2-3份；
云母粉：2-4份；
蒙脱土：2-3份；
聚甲基丙烯酸甲酯：6-8份；
聚苯硫醚：3-5份；
PET：10-12份；
聚乙二醇单甲醚：14-16份；
聚醚醚酮纤维：2-4份；
纳米二氧化硅：2-4份；
纳米氧化铝：1-2份；
甲基羟乙基纤维素：0.3-0.5份；
乙烯基三过氧化叔丁基硅烷：0.5-0.9份。
所述疏水耐腐蚀层为聚四氟乙烯层，所述疏水耐腐蚀层的厚度为1.2-1.4mm。聚四氟乙烯，具有极佳的耐腐蚀能力及防水性，化学性质非常稳定，能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水，也能耐各种浓碱和有机溶剂，适用温度-200℃-260℃，分解温度为415℃，因此可以防止污水中化学品的强腐蚀，进一步保护了管道，同时该材料具有极佳的疏水性，因此污水排放比较顺利，不容易发生堵塞。
所述石墨层的厚度为0.8-1.2mm。
所述温度调节层为温度调节纤维层，所述温度调节层的厚度为0.8-1.0mm。可以采用Outlast温度调节纤维,该温度调节纤维具有极好的卫生性能，还具有极端舒适的温度缓冲性能，可以很好的起到调节温度的作用。
所述保温层为橡塑海绵层，所述保温层的厚度为0.8-1.2mm。橡塑海绵是一种优良的环保型保温材料，还具有优良的弹性，因而能最大限度地减少热水管道在使用过程中的振动和共振，具有良好的绕性、韧性及阻燃性能。所述PVDF层的厚度为1.2-1.4mm。
所述防冻层为线性环氧防冻涂料层，所述防冻层的厚度为0.6-0.8mm。采用市售的H53-30线性环氧防冻涂料。
所述管体的内壁光滑，所述管体的外壁设有螺旋波纹。内壁光滑可以使得污水流通顺畅，防止堵塞，外壁设有螺旋波纹，增加了摩擦力，可以防滑，同时便于运输、使用，还在一定程度上防止刮伤。
所述PE层的制备方法如下：
1)按照配比称取所述各组分，混合后放入除湿热风干燥机中在85-95℃进行除湿干燥处理，直至原料的含水量低于300mg/Kg为止；
2）将经过除湿干燥处理后的原料混合均匀倒入双螺杆挤出机中进行性熔融造粒，挤出工艺参数为：机头压力为8-10MPa，机筒分为四段，温度依次为165℃、175℃、185℃、195℃；模头区分为4段，温度依次为215℃、220℃、225℃、230℃，挤出机转速为20rad/min，牵引速度为100cm/min；
3）接着在真空度为0.2-0.3Mpa下，通过冷却水箱采用喷淋冷却的方式在20℃进行高温骤冷，使管材能完全冷却；接着经过打印标记、牵引、切割即可得到成型的PE层。
本发明的污水管，制备过程中，主要就在于PE层的制备，PE层制备好后再与其他层进行一次复合即可制得所需要的污水管。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明的排水管，设有石墨层和温度调节层，使得管道的强度大大增强；在管道的内部设有疏水耐腐蚀层，可以避免污水中一些强腐蚀性的物质对管道进行腐蚀，同时防水，可以使得污水流动性更为容易，污水不易在管道内壁上长久滞留，减少了固体颗粒与管壁之间的摩擦，可以在一定程度上放置管道堵塞；设有的PDVF层，增强了其耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外；并且，设有了温度调节层、保温层以及防冻层，大大增强了其防寒耐冻能力，使其能够在低温下正常使用，总之，复合结构使得本发明的排污管使用寿命大大增强；
2、本发明的排污管，采用聚四氟乙烯作为疏水耐腐蚀层，极大的提高了管材的疏水性与抗腐蚀性，进一步延长了管材的使用寿命；
3、本发明的排水管，管材使用的材料都是无毒环保物质，使得管材本身对环境无污染。
附图说明
图1为本发明实施例的截面示意图；
图中：1-疏水耐腐蚀层、2-石墨层、3-PE层、4-温度调节层、5-保温层、6-PVDF层、7-防冻层。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明进行详细说明，但同时说明本发明的保护范围并不局限于本实施例的具体范围，基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如附图1所示：
一种防冻型复合排污管，包括管体，所述管体包括作为主体的PE层3，所述PE层3内部设有石墨层2，所述石墨层2内部设有疏水耐腐蚀层1，所述PE层3的外部设有温度调节层4，所述温度调节层4的外部设有保温层5，所述保温层5外部设有PVDF层6，所述PVDF层6外部设有防冻层7，所述管体的内壁光滑，所述管体的外壁设有螺旋波纹。
所述疏水耐腐蚀层1为聚四氟乙烯层，所述疏水耐腐蚀层1的厚度为1.2mm。
所述石墨层2的厚度为0.8mm。
所述温度调节层4为温度调节纤维层，所述温度调节层4的厚度为0.8mm。
所述保温层5为橡塑海绵，所述保温层5的厚度为0.8mm。
所述PVDF层6的厚度为1.2mm。
所述防冻层7为线性环氧防冻涂料层，所述防冻层7的厚度为0.6mm。
所述PE层3按重量份配比包括如下组分：
PE：100份；
EVA：8份；
PP：8份；
FEP：3份；
酚醛环氧树脂：6份；
FT-100冻融稳定剂：1份；
硅微粉：4份；
乙二醇：4份；
钛白粉：1份；
聚乙烯醇缩甲乙醛：3份；
丙烯酸乳液：6份；
碳化硅：2份；
碳化硼：1份；
碳黑：3份；
滑石粉：2份；
云母粉：2份；
蒙脱土：2份；
聚甲基丙烯酸甲酯：68份；
聚苯硫醚：3份；
PET：10份；
聚乙二醇单甲醚：14份；
聚醚醚酮纤维：2份；
纳米二氧化硅：2份；
纳米氧化铝：1份；
甲基羟乙基纤维素：0.3份；
乙烯基三过氧化叔丁基硅烷：0.5份。
实施例2
如附图1所示：
一种防冻型复合排污管，包括管体，所述管体包括作为主体的PE层3，所述PE层3内部设有石墨层2，所述石墨层2内部设有疏水耐腐蚀层1，所述PE层3的外部设有温度调节层4，所述温度调节层4的外部设有保温层5，所述保温层5外部设有PVDF层6，所述PVDF层6外部设有防冻层7，所述管体的内壁光滑，所述管体的外壁设有螺旋波纹。
所述疏水耐腐蚀层1为聚四氟乙烯层，所述疏水耐腐蚀层1的厚度为1.3mm。
所述石墨层2的厚度为1.0mm。
所述温度调节层4为温度调节纤维层，所述温度调节层4的厚度为0.9mm。
所述保温层5为橡塑海绵，所述保温层5的厚度为1.0mm。
所述PVDF层6的厚度为1.3mm。
所述防冻层7为线性环氧防冻涂料层，所述防冻层7的厚度为0.7mm。
所述PE层3按重量份配比包括如下组分：
PE：110份；
EVA：9份；
PP：9份；
FEP：4份；
酚醛环氧树脂：7份；
FT-100冻融稳定剂：2份；
硅微粉：5份；
乙二醇：5份；
钛白粉：2份；
聚乙烯醇缩甲乙醛：4份；
丙烯酸乳液：7份；
碳化硅：2.5份；
碳化硼：2份；
碳黑：4份；
滑石粉：2.5份；
云母粉：3份；
蒙脱土：2.5份；
聚甲基丙烯酸甲酯：7份；
聚苯硫醚：4份；
PET：11份；
聚乙二醇单甲醚：15份；
聚醚醚酮纤维：3份；
纳米二氧化硅：3份；
纳米氧化铝：1.5份；
甲基羟乙基纤维素：0.4份；
乙烯基三过氧化叔丁基硅烷：0.7份。
实施例3
如附图1所示：
一种防冻型复合排污管，包括管体，所述管体包括作为主体的PE层3，所述PE层3内部设有石墨层2，所述石墨层2内部设有疏水耐腐蚀层1，所述PE层3的外部设有温度调节层4，所述温度调节层4的外部设有保温层5，所述保温层5外部设有PVDF层6，所述PVDF层6外部设有防冻层7，所述管体的内壁光滑，所述管体的外壁设有螺旋波纹。
所述疏水耐腐蚀层1为聚四氟乙烯层，所述疏水耐腐蚀层1的厚度为1.4mm。
所述石墨层2的厚度为1.2mm。
所述温度调节层4为温度调节纤维层，所述温度调节层4的厚度为1.0mm。
所述保温层5为橡塑海绵，所述保温层5的厚度为1.2mm。
所述PVDF层6的厚度为1.4mm。
所述防冻层7为线性环氧防冻涂料层，所述防冻层7的厚度为0.8mm。
所述PE层3按重量份配比包括如下组分：
PE：120份；
EVA：10份；
PP：10份；
FEP：5份；
酚醛环氧树脂：8份；
FT-100冻融稳定剂：3份；
硅微粉：6份；
乙二醇：6份；
钛白粉：3份；
聚乙烯醇缩甲乙醛：5份；
丙烯酸乳液：8份；
碳化硅：3份；
碳化硼：3份；
碳黑：5份；
滑石粉：3份；
云母粉：4份；
蒙脱土：3份；
聚甲基丙烯酸甲酯：8份；
聚苯硫醚：5份；
PET：12份；
聚乙二醇单甲醚：16份；
聚醚醚酮纤维：4份；
纳米二氧化硅：4份；
纳米氧化铝：2份；
甲基羟乙基纤维素：0.5份；
乙烯基三过氧化叔丁基硅烷：0.9份。
上述实施例中PE层3的制备如下：
1)按照配比称取所述各组分，混合后放入除湿热风干燥机中在85-95℃进行除湿干燥处理，直至原料的含水量低于300mg/Kg为止；
2）将经过除湿干燥处理后的原料混合均匀倒入双螺杆挤出机中进行性熔融造粒，挤出工艺参数为：机头压力为8-10MPa，机筒分为四段，温度依次为165℃、175℃、185℃、195℃；模头区分为4段，温度依次为215℃、220℃、225℃、230℃，挤出机转速为20rad/min，牵引速度为100cm/min；
3）接着在真空度为0.2-0.3Mpa下，通过冷却水箱采用喷淋冷却的方式在20℃进行高温骤冷，使管材能完全冷却；接着经过打印标记、牵引、切割即可得到成型的PE层3。制备出的PE层3表面光滑，无缩孔等缺陷。
上述实施例中，石墨层2、PE层3、温度调节层4进行复合时，采用过EVA树脂进行粘合。
上述实施例的排污管，以PE管为主体，主体材料为PE，成本较低，同时还设有疏水耐腐蚀层1、石墨层2、温度调节层4、保温层5、PVDF层6、防冻层7，弥补了PE管材本身的不足，增强了管道的防寒耐冻性、疏水性、防腐蚀性、抗冲击性、刚性、强度等性能，大大延长了其使用寿命。
并且，我们对制得得的PE层3进行性能测试：
测试结果显示，上述实施例的PE层3的拉伸屈服强度＞25Mpa；断裂伸长率＞500％；20℃静液压强度（100h）：不破裂不渗透；80℃静液压强度（1000h）：不破裂不渗透；氧化诱导时间（200℃）＞30min；并且还可以耐220℃的高温，耐500KV的高压；另外，该PE层3在-20℃下受冷24小时候，对其性能进行测试，发现拉伸屈服强度、断裂伸长率、静液压强度、氧化诱导时间等方面的性能数值基本没有变化，因此，其抗冻性能较为优越。因此，作为主体的PE层3的性能远远高于常规的PE排污管（排水管），从而导致本发明的复合排污管整体性能也远远高于常规的PE排污管（排水管）。
本发明的排污管，可以用于一般的污水排放，尤其可用于含有固体颗粒较多的污水排放或污染严重的含有腐蚀性化学品的污水排放，尤其是可以用于寒冷地区的污水排放，使用范围广泛。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种防冻型复合排污管，其特征在于：包括管体，所述管体包括作为主体的PE层（3），所述PE层（3）内部设有石墨层（2），所述石墨层（2）内部设有疏水耐腐蚀层（1），所述PE层（3）的外部设有温度调节层（4），所述温度调节层（4）的外部设有保温层（5），所述保温层（5）外部设有PVDF层（6），所述PVDF层（6）外部设有防冻层（7）；所述PE层（3）按重量份配比包括如下组分：
PE：100-120份；
EVA：8-10份；
PP：8-10份；
FEP：3-5份；
酚醛环氧树脂：6-8份；
冻融稳定剂：1-3份；
硅微粉：4-6份；
乙二醇：4-6份；
钛白粉：1-3份；
聚乙烯醇缩甲乙醛：3-5份；
丙烯酸乳液：6-8份；
碳化硅：2-3份；
碳化硼：1-3份；
碳黑：3-5份；
滑石粉：2-3份；
云母粉：2-4份；
蒙脱土：2-3份；
聚甲基丙烯酸甲酯：6-8份；
聚苯硫醚：3-5份；
PET：10-12份；
聚乙二醇单甲醚：14-16份；
聚醚醚酮纤维：2-4份；
纳米二氧化硅：2-4份；
纳米氧化铝：1-2份；
甲基羟乙基纤维素：0.3-0.5份；
乙烯基三过氧化叔丁基硅烷：0.5-0.9份。
2.根据权利要求1所述的防冻型复合排污管，其特征在于：所述疏水耐腐蚀层（1）为聚四氟乙烯层，所述疏水耐腐蚀层（1）的厚度为1.2-1.4mm。
3.根据权利要求1所述的防冻型复合排污管，其特征在于：所述石墨层（2）的厚度为0.8-1.2mm。
4.根据权利要求1所述的防冻型复合排污管，其特征在于：所述温度调节层（4）为温度调节纤维层，所述温度调节层（4）的厚度为0.8-1.0mm。
5.根据权利要求1所述的防冻型复合排污管，其特征在于：所述保温层（5）为橡塑海绵层，所述保温层（5）的厚度为0.8-1.2mm。
6.根据权利要求1所述的防冻型复合排污管，其特征在于：所述PVDF层（6）的厚度为1.2-1.4mm。
7.根据权利要求1所述的防冻型复合排污管，其特征在于：所述防冻层（7）为线性环氧防冻涂料层，所述防冻层（7）的厚度为0.6-0.8mm。
8.根据权利要求1所述的防冻型复合排污管，其特征在于：所述管体的内壁光滑，所述管体的外壁设有螺旋波纹。
9.根据权利要求1所述的防冻型复合排污管，其特征在于：所述PE层（3）的制备方法如下：
1)按照配比称取所述各组分，混合后放入除湿热风干燥机中在85-95℃进行除湿干燥处理，直至原料的含水量低于300mg/Kg为止；
2）将经过除湿干燥处理后的原料混合均匀倒入双螺杆挤出机中进行性熔融造粒，挤出工艺参数为：机头压力为8-10MPa，机筒分为四段，温度依次为165℃、175℃、185℃、195℃；模头区分为4段，温度依次为215℃、220℃、225℃、230℃，挤出机转速为20rad/min，牵引速度为100cm/min；
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