專利名稱：熱收縮定向記憶聚氯乙烯管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，尤其是指一種具有熱收縮定向記憶的聚氯乙烯管，同時提供的還有這種聚氯乙烯管的制造方法。
背景技術(shù)：
高分子材料熱收縮記憶，在許多場合得到應(yīng)用，如利用熱收縮記憶使兩種熱膨脹系數(shù)不同的材料(鋼、塑)固定復(fù)合，它可以有效防止使用過程中受熱分層，此利用在鋼塑管材復(fù)合中尤具有優(yōu)勢。然而現(xiàn)有的具有熱收縮性材料，通常為聚乙烯材質(zhì)，而且需經(jīng)高強(qiáng)射線輻射形成記憶，如中國專利00122353.4所述，以聚乙烯加助劑為原料制造熱收縮型管件，將定型好的管件用γ射線幅射進(jìn)行交聯(lián)改性。由于普通的聚乙烯管子不具有熱收縮性，但其在射線作用下，交聯(lián)的結(jié)果使聚乙烯塑料由線狀結(jié)構(gòu)變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即立體結(jié)構(gòu)，使新生成的材料產(chǎn)生“記憶效應(yīng)”，例如擠拉管材經(jīng)熱擴(kuò)管加工可成較大管徑，塑料管再次遇熱即可回復(fù)到擴(kuò)管前的原管徑大小。這種具有熱收縮性的聚乙烯管，是通過光輻射使材料變性定型的，因此改變了聚乙烯塑料的特性，造成熱收縮使用后不可再生回用，廢棄塑料不僅對環(huán)境帶來不良影響，而且浪費材料，使可再生資源不能再生重復(fù)利用。另一種制造具有熱收縮性的聚乙烯管是通過導(dǎo)熱油處理，油溫較高，恢復(fù)原管徑大小的溫度也較高，成本較大，特別是這種恢復(fù)僅是一種收縮記憶，而不是能控制徑向、縱向收縮尺度的定向記憶。另外，單純的聚乙烯由于是單晶體，材料中無法加入添加劑，管材在使用過程中容易老化，壽命不長。聚乙烯形成記憶溫度度高，雖然會產(chǎn)生記憶，但由于形成記憶溫度高，在實際中難回復(fù)，采用聚乙烯或交聯(lián)聚乙烯，它們不能添加外加劑，不能滿足上些特殊使用權(quán)要求，中國專利98122029.0公開了一種毛面狀聚氯乙烯包裝用熱收縮膜的制造方法，是將聚氯乙烯、聚氯乙烯表面處理混合劑，安定劑、可塑劑，強(qiáng)韌劑及加工助劑，按配方規(guī)定比例混合攪拌均勻，進(jìn)行首次加熱，冷卻至室溫，然后送入押出機(jī)，經(jīng)第二次加熱后制成產(chǎn)品。此方法生產(chǎn)的是帶有記憶性質(zhì)的聚氯乙烯膜，該膜形成的記憶是不定向的，而且無法推廣至生產(chǎn)記憶型聚氯乙烯管材，因管壁厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于薄膜，生產(chǎn)時難以形成記憶，特別是定向型的記憶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了克服上述不足，提供一種由聚氯乙烯制造的具有熱收縮定向記憶的塑料管，不僅加工溫度低，而且因聚氯乙烯是多晶體，可實現(xiàn)多體復(fù)合，即可在材料中加入特定添加劑，如抗紫外線劑等，獲得壽命更長的管材，特別是經(jīng)處理成的熱收縮定向記憶聚氯乙烯管可以繼續(xù)回用，不會破壞材料的原有性質(zhì)。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的熱收縮定向記憶聚氯乙烯管，其特征在于聚氯乙烯管是通過加熱軟化加壓脹管后再驟冷成型的方法使其于徑向和/或縱向產(chǎn)生熱定向收縮性記憶的管材。
本發(fā)明在生產(chǎn)聚氯乙烯管材時，可以根據(jù)不同使用要求，加入一些能確保某些特定用途的外加劑，例如防老化劑、防霉劑、阻燃劑等，以使管子滿足某些特定使用要求。
本發(fā)明定向記憶聚氯乙烯管的制備方法，包括首先成型聚氯乙烯管材，在成型管兩端封堵，并設(shè)置徑、縱向限位，向封口管注以壓力并加熱塑管使其膨脹或先加熱塑管至軟化再向封口管注以壓力使其膨脹，冷卻定型后釋放壓力。
本發(fā)明所述將塑管加熱，主要作用是使塑管軟化，使其在內(nèi)脹壓力作用下膨脹。經(jīng)試驗確定將塑管加熱到軟化至塑化溫度都能實現(xiàn)壓力脹管，但其中較適宜的塑管加熱溫度為70-110℃，加溫過低，會造成脹管壓力增大，脹管時間過長，這是生產(chǎn)不可取的；加熱溫度過高，會因為接近塑化溫度而使管子脹破，并且管材在恢復(fù)原位記憶的過程中難以完全回復(fù)至原尺寸，因此提出適宜溫度范圍為70-110℃。其中更好的加熱溫度為80-100℃。
所述管子加溫，可以在空氣中進(jìn)行，也可以在液體介質(zhì)中進(jìn)行。為有利脹管均勻進(jìn)行，加熱介質(zhì)較好采用液體介質(zhì)，即在液體介質(zhì)例如水或油浴中使管子加熱軟化脹管，此方法還有利于降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明脹管，可以是先向管內(nèi)加壓(施加脹壓力)，再加熱軟化使其膨脹；也可以是先將管子加熱軟化，再加壓使其膨脹；還可以是加熱、加壓同時進(jìn)行。這些對本發(fā)明方法無實質(zhì)性區(qū)別，但經(jīng)試驗認(rèn)為，較好是采用先加熱使管子軟化，再加壓脹管，這樣脹管均勻一至性好，并且由于加壓時間短，對管壁損傷小，且有利于記憶恢復(fù)。
本發(fā)明脹管徑向、縱向限定，其主要作用是脹管過程中限定脹管徑向、縱向尺寸。一種較好是采用設(shè)計最終尺寸的硬質(zhì)微膨脹或不膨脹管子，例如金屬管，當(dāng)然也可以采用其他能限止膨脹裝置。用管子作限脹裝置，一種較好是在管子徑向開設(shè)若干穿通孔洞，利于管材在液體介質(zhì)中氣液的排流。
脹管后冷卻定型，主要作用是使軟化塑管冷卻固型，它可以自然冷卻固型，也可以驟冷固型。從理論上只要低于軟化溫度就能固型，但考慮到產(chǎn)記憶的功效，本發(fā)明較好采用驟冷固型，從操作方便上考慮，通常驟冷至室溫。
本發(fā)明聚氯乙烯記憶管，由于采用物理脹管形成記憶，不僅能使聚氯乙烯管子能產(chǎn)生記憶，而且對產(chǎn)生記憶的塑料不改變分子結(jié)構(gòu)，不破壞塑料性能，可以回用；同時可以通過脹管前的徑向、縱向限位，制成單純徑向熱收縮(縱向不收縮)、單純縱向熱收縮(徑向不收縮)或者徑縱向都有不同定向收縮的管材，以適合不同場合所需。用這種方法制造而成的聚氯乙烯管，在脹管的溫度條件下，管材能恢復(fù)到原管徑狀態(tài)，而且通過脹管前的徑、縱向定位，使其具備熱收縮的定向記憶。另外因管材中可添加功能性的外加劑，管材使用壽命更長，適應(yīng)范圍廣泛，尤其適合于冷熱水、化工流體、燃?xì)獾鹊妮斔汀?br> 具體實施例方式
實施例1，徑向熱收縮定向記憶聚氯乙烯管，制造方法是先將聚氯乙烯擠管，管子兩端封堵，套上一直徑大于管材且徑向管壁上開設(shè)若干穿通孔洞的金屬管，金屬管縱向長度為管材長度與阻頭、氣閥長度之和即控制管材縱向沒有伸長余地，固定住限位管，浸泡在100℃左右的水浴中加熱軟化，浸泡時同時向管內(nèi)充氣，邊軟化邊脹管，驟冷至室溫定型，放氣減壓，退出限位管。
實施例2，縱向熱收縮定向記憶聚氯乙烯管，制造方法是先將加有抗老化劑的聚氯乙烯擠管，管子兩端封堵，卡套上一內(nèi)徑等同于管材外徑且徑向管壁上開設(shè)若干穿通孔洞的金屬管，金屬管縱向長度為大于管材長度的控制值，即使其徑向無伸長余地，固定住限位管，向封口管注以壓力后將其浸泡在70℃左右的水浴中加熱軟化，然后膨脹后的管材冷卻至室溫，釋放管內(nèi)壓力，退出限位管。
實施例3，參考實施例1，2，改變限位金屬管的長度與內(nèi)徑，用同樣方法可制造出在徑向、縱向均具有收縮性的定向記憶聚氯乙烯管，其中成型聚氯乙烯管材時加有防霉劑、阻燃劑等外添加劑，塑料管先用110℃的油浴軟化，再向其內(nèi)充壓膨脹，驟冷至室溫定型，退壓后除去限位金屬管。
權(quán)利要求
1.熱收縮定向記憶聚氯乙烯管，其特征在于聚氯乙烯管是通過加熱軟化加壓脹管后再冷卻成型的方法使其于徑向和/或縱向產(chǎn)生熱定向收縮性記憶的管材。
2.制造熱收縮定向記憶聚氯乙烯管的方法，其特征在于首先成型聚氯乙烯管材，在成型管兩端封堵，并設(shè)置徑、縱向限位，向封口管注以壓力并加熱塑管使其膨脹或先加熱塑管至軟化再向封口管注以壓力使其膨脹，冷卻定型后釋放壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于加熱塑管的溫度為70-110℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于加熱塑管的最佳溫度為80-100℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4之一所述的方法，其特征在于采用液體介質(zhì)加熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于液體介質(zhì)為水浴或油浴。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于先加熱使管子軟化，再加壓脹管。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于徑、縱向限位為金屬管，所述金屬管徑向開設(shè)若干穿通孔洞。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于冷卻定型的最佳方式為驟冷，驟冷溫度為室溫。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于成型聚氯乙烯管材時，可加有外加劑。
全文摘要
熱收縮定向記憶聚氯乙烯管，屬材料領(lǐng)域，管材于徑向和/或縱向具有熱定向收縮性記憶，制造方法是首先成型聚氯乙烯管材，在成型管兩端封堵，并設(shè)置徑、縱向限位，向封口管注以壓力并加熱塑管使其膨脹或先加熱塑管至軟化再向封口管注以壓力使其膨脹，冷卻定型后釋放壓力，用本發(fā)明制造的該定向記憶聚氯乙烯管材，是采用物理脹管形成記憶，不僅能使聚氯乙烯管子能產(chǎn)生記憶，而且對產(chǎn)生記憶的塑料不改變分子結(jié)構(gòu)，不破壞塑料性能，可以回用；同時可以通過脹管前的徑向、縱向限位，形成徑縱向的定向收縮記憶，在脹管的溫度條件下，管材能恢復(fù)到原管徑狀態(tài)，該產(chǎn)品適應(yīng)范圍廣泛，尤其適合于冷熱水、化工流體、燃?xì)獾鹊妮斔汀?br> 文檔編號F16L9/00GK1614279SQ20041006554
公開日2005年5月11日 申請日期2004年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月23日
發(fā)明者徐益鑫 申請人:徐益鑫