專利名稱：制造具有管形壁,該壁包含至少一種由聚合材料組成的擠出管形部分的復(fù)合材料管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造具有管形壁的復(fù)合材料管的方法，該壁包含至少一種由聚合材料組成的擠出管形部分。
本發(fā)明還涉及具有包含至少一種由聚合材料組成的擠出管形部分的管形壁的復(fù)合材料管，這些復(fù)合材料管根據(jù)本發(fā)明的方法制造。
優(yōu)選地，在下文中，復(fù)合材料管是由至少一個(gè)由聚合材料組成的部分與至少一種由金屬材料組成的部分的結(jié)合物組成的管。
背景技術(shù)：
此類復(fù)合材料管的典型結(jié)構(gòu)由具有管形壁的元件組成，該管形壁包括內(nèi)部聚合物層，稱為第一管形部分，由第一聚合物材料組成，聚合物粘合層，稱為第一層，由第一聚合物粘合劑材料組成，金屬層，稱為第三管形部分，由金屬材料組成，聚合物粘合層，稱為第二層，由第二聚合物粘合劑材料組成，外部聚合物層，稱為第二管形部分，由第二聚合材料組成。
復(fù)合材料管的典型生產(chǎn)線包括第一擠出機(jī)，用于擠出第一管形部分，和第二擠出機(jī)，用于擠出由第一聚合物粘合劑材料組成的第一粘合層，用于應(yīng)用由金屬材料組成的第三管形部分的成形和焊接站(Welding station)，和用于擠出由第二聚合物粘合劑材料組成的第二粘合層的具有相應(yīng)擠出頭的第三擠出機(jī)，和用于第二管形部分的具有相應(yīng)擠出頭的第四擠出機(jī)，以及接取、卷繞和切割設(shè)備。
在第一步中，涂有第一聚合物粘合劑的第一管形部分用共擠出或串聯(lián)方法制造。
固化并干燥的第一管形部分通過(guò)成形和焊接站，然后通過(guò)第二擠出組(包括第三擠出機(jī)和第四擠出機(jī))，在那里，將由第二聚合粘合劑材料組成的第二粘合層和由第二聚合材料組成的第二管形部分?jǐn)D出到由金屬材料組成的第三管形部分。
不同材料可以在共擠出或串聯(lián)方法中同時(shí)應(yīng)用。
在最終冷卻之后，復(fù)合材料管通過(guò)接取單元以及卷繞和切割站，在那里形成了適當(dāng)?shù)木聿摹?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及包括由交聯(lián)聚乙烯組成的至少一個(gè)管形部分的復(fù)合材料管。
對(duì)于交聯(lián)，已知有不同的方法-PEX-A在該過(guò)氧化物基交聯(lián)方法中，將聚乙烯和過(guò)氧化物的組合物擠出。通過(guò)將溫度升高到過(guò)氧化物的活化溫度以上達(dá)一定時(shí)間，以便發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)交聯(lián)。
-PEX-B在該硅烷基交聯(lián)方法中，將聚乙烯和硅烷基添加劑的混合物擠出。交聯(lián)反應(yīng)需要水的存在。反應(yīng)在自然環(huán)境中通過(guò)周圍濕度的效應(yīng)而自然發(fā)生，但使用水浴來(lái)獲得實(shí)用的固化時(shí)間。
-PEX-C輻射固化。交聯(lián)通過(guò)照射擠出物來(lái)獲得。
在根據(jù)以上描述制造復(fù)合材料管的已知或可能方法中，通過(guò)使用PEX-C方法，PEX-B方法，或PEX-A方法來(lái)制造交聯(lián)層，其中交聯(lián)在鹽浴中獲得。
制造復(fù)合材料管的所有以上方法的共同點(diǎn)是它們需要在制造過(guò)程中的附加處理。
本發(fā)明應(yīng)用于所述復(fù)合材料管的至少一種由PEX-A組成的情況。其它聚合材料可以是任何適合的聚合材料，包括根據(jù)以上列舉的交聯(lián)方法的任何一種交聯(lián)的聚乙烯。
本發(fā)明提出了連續(xù)在線生產(chǎn)具有由交聯(lián)材料組成的至少一個(gè)管形部分的復(fù)合材料管的制造方法。
它消除了與已知方法有關(guān)的附加處理，以及可以更有效地生產(chǎn)這些管。
所提出的解決辦法使PEX-復(fù)合材料管在在線方法中以連續(xù)方式生產(chǎn)，不需要在制造步驟之間管材的重卷繞(PEX-C)或后續(xù)離線交聯(lián)(PEX-B)。
已經(jīng)有效地發(fā)現(xiàn)，含有足夠比例的過(guò)氧化物的擠出聚乙烯的紅外照射可以在擠出頭的出口和校準(zhǔn)冷卻槽之間發(fā)生快速和徹底的交聯(lián)。
在校準(zhǔn)冷卻浴的出口，產(chǎn)品準(zhǔn)備用于后續(xù)制造步驟。
因此，獲得了過(guò)氧化物交聯(lián)復(fù)合材料管的在線制造方法，不需要其它方法的產(chǎn)品的再卷繞和附加處理。
用充足功率和峰波長(zhǎng)的紅外輻射照射擠出材料可以快速和深入地加熱聚合物和過(guò)氧化物的混合物，導(dǎo)致了非?？焖俚慕宦?lián)反應(yīng)。
為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供了作為其主題的制造管形壁的復(fù)合材料管的方法，該壁包含至少一個(gè)擠出管形部分，被稱為第一管形部分，該第一管形部分由第一聚合材料組成。
尤其，該方法特征在于擠出第一聚合材料的第一管形部分的步驟包括使用能夠通過(guò)紅外輻射交聯(lián)的那類第一聚合材料，以及擠出所述材料的第一管形部分的該步驟之后馬上是用紅外輻射照射擠出的第一管形部分，以便完成所述交聯(lián)反應(yīng)的步驟。
在參照附圖閱讀了以下作為非限制性例子給出的敘述之后可更好地理解本發(fā)明-

圖1，根據(jù)本發(fā)明的方法制造的復(fù)合材料管的可能布置的圖解實(shí)例，-圖2，根據(jù)本發(fā)明的方法運(yùn)轉(zhuǎn)的復(fù)合材料管生產(chǎn)線。
參考附圖(圖1)，看到了由這種具有管形壁的元件組成的復(fù)合材料管CP的典型結(jié)構(gòu)，該管形壁包括內(nèi)部聚合物層，稱為第一管形部分1，由第一聚合材料100組成，聚合物粘合層，稱為第一層2，由第一聚合物粘合劑材料200組成，金屬層，稱為第三管形部分3，由金屬材料300組成，聚合物粘合層，稱為第二層4，由第二聚合物粘合劑材料400組成，外部聚合物層，被稱為第二管形部分5，由第二聚合物材料500組成。
參考附圖，還看到了根據(jù)本發(fā)明的方法運(yùn)轉(zhuǎn)以制備復(fù)合材料管的復(fù)合材料管生產(chǎn)線。
該生產(chǎn)線包括
第一擠出機(jī)6，用于擠出第一管形部分1，和第二擠出機(jī)7，用于擠出由第一聚合物粘合劑材料200組成的第一粘合層2，用于應(yīng)用由金屬材料組成300的第三管形部分3的成形和焊接站8，和用于擠出由第二聚合物粘合劑材料400組成的第二粘合層4的具有相應(yīng)擠出頭的第三擠出機(jī)9，和用于第二管形部分5的具有相應(yīng)擠出頭的第四擠出機(jī)10，以及接取、卷繞和切割設(shè)備11。
該生產(chǎn)線還包括冷卻槽14，15。
在該生產(chǎn)線中，能夠看到，根據(jù)本發(fā)明，擠出第一管形部分1，再立即通入紅外烘箱12用于交聯(lián)，之后校準(zhǔn)和冷卻所述第一管形部分1。
在讓金屬層通過(guò)成形和焊接站8之前，將第一粘合層2施涂于第一管形部分1。
在成形和焊接站8的下游，第二粘合層4的第二聚合物材料400和第二管形部分5的第二聚合物材料500擠出到由金屬材料300組成的第三管形部分3。
優(yōu)選地，擠出第二管形部分和立即通入紅外烘箱13用于交聯(lián)，之后冷卻復(fù)合材料管。
如前面所述，本發(fā)明涉及制造具有管形壁的復(fù)合材料管CP的方法，該壁包括至少一個(gè)擠出管形部分1，稱為第一管形部分1，該第一管形部分1由第一聚合材料100組成。
根據(jù)該方法，擠出第一聚合材料100的第一管形部分1的步驟包括使用能夠通過(guò)紅外輻射交聯(lián)的那類第一聚合材料100，以及擠出所述材料的第一管形部分1的該步驟之后馬上是用紅外輻射照射擠出的第一管形部分1，以便完成所述交聯(lián)反應(yīng)的步驟。
本發(fā)明還涉及制造具有管形壁的復(fù)合材料管CP的方法，該壁還包括第三管形部分3，該第三管形部分3由非聚合材料300組成，以及在第一管形部分1上同軸排列，根據(jù)該方法，用紅外輻射照射擠出的第一管形部分1以便完成所述交聯(lián)反應(yīng)的步驟之后是
在第一管形部分1的外表面101，稱為所述第一外表面上擠出由第一粘合劑材料200組成的第一粘合層2的步驟，和將由非聚合材料300組成的第三管形部分3固定在所述第一外表面101上的步驟。
如上所述，本發(fā)明還涉及制造具有管形壁的復(fù)合材料管CP的方法，該壁還包括擠出的第二管形部分5，該第二管形部分5由第二聚合材料500組成和在第一管形部分1的周圍同軸排列。
根據(jù)該方法，擠出第二聚合材料500的第二管形部分5的步驟包括使用能夠通過(guò)紅外輻射交聯(lián)的那類第二聚合材料500，以及擠出這種材料的第二管形部分5的該步驟之后馬上是用紅外輻射照射擠出的第二管形部分5，以便完成所述交聯(lián)反應(yīng)的步驟。
本發(fā)明還涉及制造具有管形壁的復(fù)合材料管CP的方法，該壁還包括第三管形部分3，該第三管形部分3由非聚合材料300組成和在第一管形部分1和第二管形部分5之間同軸排列。
在該情況下，為了完成所述交聯(lián)反應(yīng)而通過(guò)紅外輻射照射擠出的第一管形部分1的步驟之后是在第一管形部分1的外表面，所述第一外表面101上擠出第一粘合層2的步驟，和將由非聚合材料300組成的第三管形部分3固定在所述第一外表面101上的步驟，該非聚合材料300的第三管形部分3具有外表面301，稱為所述第二外表面301，和在該第二外表面301上擠出第二聚合物粘合劑材料400的步驟，和然后包括在第二外表面301上擠出第二聚合材料500的第二管形部分5的步驟和包括通過(guò)紅外輻射照射擠出的第二管形部分5以便完成所述交聯(lián)反應(yīng)的步驟。
值得注意地，包括在第一外表面101上固定非聚合材料300的第三管形部分3的步驟在于在所述第一外表面101上成形和焊接金屬材料。
根據(jù)本發(fā)明，交聯(lián)反應(yīng)是過(guò)氧化物基的。
該交聯(lián)反應(yīng)通過(guò)徹底地加熱第一擠出管形部分1的第一聚合材料100和徹底地加熱第二擠出管形部分5的第二聚合材料500來(lái)活化。
值得注意地，屬于第一聚合材料100和第二聚合材料500的聚合材料的至少一種的加熱利用紅外加熱器12，13來(lái)完成。
本發(fā)明還涉及具有包含由聚合材料100，500組成的至少一個(gè)擠出管形部分1，5的管形壁的復(fù)合材料管CP，該復(fù)合材料管CP根據(jù)本發(fā)明的上述方法來(lái)制造。
權(quán)利要求
1.制造具有管形壁的復(fù)合材料管(CP)的方法，該壁包括至少一個(gè)擠出管形部分(1)，稱為第一管形部分(1)，該第一管形部分(1)由第一聚合材料(100)組成，該方法特征在于擠出第一聚合材料(100)的第一管形部分(1)的步驟包括使用能夠通過(guò)紅外輻射交聯(lián)的那類第一聚合材料(100)，以及擠出所述材料的第一管形部分(1)的該步驟之后馬上是通過(guò)紅外輻射照射擠出的第一管形部分(1)，以便完成所述交聯(lián)反應(yīng)的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造具有管形壁的復(fù)合材料管(CP)的方法，該壁還包括擠出的第二管形部分(5)，該第二管形部分(5)由第二聚合材料(500)組成和在第一管形部分(1)的周圍同軸排列，該方法特征在于擠出第二聚合材料(500)的第二管形部分(5)的步驟包括使用能夠通過(guò)紅外輻射交聯(lián)的那類第二聚合材料(500)，以及擠出這種材料的第二管形部分(5)的該步驟之后馬上是用紅外輻射照射擠出的第二管形部分(5)，以便完成所述交聯(lián)反應(yīng)的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的制造具有管形壁的復(fù)合材料管CP的方法，該壁還包括第三管形部分(3)，該第三管形部分(3)由非聚合材料(300)組成，以及在第一管形部分(1)上同軸排列，該方法特征在于用紅外輻射照射擠出的第一管形部分(1)以便完成所述交聯(lián)反應(yīng)的步驟之后是在第一管形部分(1)的外表面(101)，稱為所述第一外表面上擠出由第一粘合劑材料(200)組成的第一粘合層(2)的步驟，和將由非聚合材料(300)組成的第三管形部分(3)固定在所述第一外表面(101)上的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的制造具有管形壁的復(fù)合材料管(CP)的方法，該壁還包括第三管形部分(3)，該第三管形部分(3)由非聚合材料(300)組成和在第一管形部分(1)和第二管形部分(5)之間同軸排列，該方法特征在于用紅外輻射照射擠出的第一管形部分(1)以便完成所述交聯(lián)反應(yīng)的步驟之后是在第一管形部分(1)的外表面，所述第一外表面(101)上擠出第一粘合層(2)的步驟，和將由非聚合材料(300)組成的第三管形部分(3)固定在所述第一外表面(101)上的步驟，該非聚合材料(300)的第三管形部分(3)具有外表面(301)，稱為所述第二外表面(301)，和在該第二外表面(301)上擠出第二聚合物粘合劑材料(400)的步驟，和然后包括在第二外表面(301)上擠出第二聚合材料(500)的第二管形部分(5)的步驟和包括通過(guò)紅外輻射照射擠出的第二管形部分(5)以便完成所述交聯(lián)反應(yīng)的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的任一項(xiàng)的方法，特征在于包括將非聚合材料(300)的第三管形部分(3)固定在第一外表面(101)上的步驟在于在所述第一外表面(101)上成形和焊接金屬材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5的任一項(xiàng)的方法，特征在于該交聯(lián)反應(yīng)是過(guò)氧化物基的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6的任一項(xiàng)的方法，特征在于該交聯(lián)反應(yīng)通過(guò)徹底地加熱第一擠出管形部分(1)的第一聚合材料(100)來(lái)活化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6的任一項(xiàng)的方法，特征在于該交聯(lián)反應(yīng)通過(guò)徹底地加熱第二擠出管形部分(5)的第二聚合材料(500)來(lái)活化。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)的方法，特征在于屬于第一聚合材料(100)和第二聚合材料(500)的至少一種聚合材料的加熱利用紅外加熱器(12，13)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
10.具有包含由聚合材料(100，500)組成的至少一個(gè)擠出管形部分(1，5)的管形壁的復(fù)合材料管(CP)，該復(fù)合材料管(CP)根據(jù)權(quán)利要求1-9的任一項(xiàng)的方法來(lái)制造。
全文摘要
制造具有管形壁的復(fù)合材料管(CP)的方法，該壁包括至少一個(gè)擠出管形部分(1)，稱為第一管形部分(1)，該第一管形部分(1)由第一聚合材料(100)組成，該方法特征在于擠出第一聚合材料(100)的第一管形部分(1)的步驟包括使用能夠通過(guò)紅外輻射交聯(lián)的那類第一聚合材料(100)，以及擠出所述材料的第一管形部分(1)的該步驟之后馬上是通過(guò)紅外輻射照射擠出的第一管形部分(1)，以便完成所述交聯(lián)反應(yīng)的步驟。
文檔編號(hào)B29L9/00GK1651231SQ20051000647
公開日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2005年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月3日
發(fā)明者F·耶爾曼, P·德薩爾岑斯, D·施萊夫利 申請(qǐng)人:梅力弗公司