本發(fā)明屬于化工材料制備
技術領域：
，特別涉及超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材及制造方法。
背景技術：
：超高分子量聚乙烯雖然性能卓越超群，但迄今為止，包括管道在內加在一起國內也只有幾萬噸生產(chǎn)量。那么，是什么因素限制了超高制品的推廣和應用：1、熔融指數(shù)為零。沒有流動性和塑化成型要求壓力高、溫度高、時間長，造成超高制品的加工難度非常大，效率非常低。一條管道生產(chǎn)線一天的產(chǎn)量只有幾百公斤。加之原料價格高，產(chǎn)品成本始終居高不下。2、抗拉強度比PE、PP、PVC僅高出20%左右，硬度也只有40。這兩個最常用的性能指標不高，使得超高制品在很多量大面廣的市場競爭中落下風。3、超高材料表面的極性幾乎為零，具有不黏著性，很難焊接黏合。一種材料再好，但不能焊接黏合，就難以進入下游市場。4、超高材料要大面積推廣使用，就要像鋼材一樣能加工成各種厚度、寬度和長度的板材和薄板，各行各業(yè)拿去想做什么就做什么。如果板材和薄板再能夠抗拉強度與鋼板接近，硬度也很高、又能焊接，它就可以在很多行業(yè)里替代鋼板和其它塑料板大顯身手。超高分子量聚乙烯制品的硬度不高。為了提高硬度和剛度，除了通過改性提高其本身的硬度之外，還要進一步開發(fā)出超高分子量聚乙烯片材或者管道與鋼絲或其他增強材料復合制品。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于為了克服以上現(xiàn)有技術的不足而提供超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材及制造方法，通過特定的制備工藝提升復合管的綜合性能。本發(fā)明的技術方案如下：超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材，包括內直出管，內直出管外表面覆蓋有鋼絲網(wǎng)，鋼絲網(wǎng)外面復合有熱熔膠，熱熔膠外表面復合有超高分子量聚乙烯復合材料；其中內直出管為由超高分子量聚乙烯經(jīng)擠出機擠出成管；超高分子量聚乙烯復合材料為由超高分子量聚乙烯、雙丙酮丙烯酰胺、丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺通過雙螺桿擠出機擠出得到。進一步地，所述熱熔膠以重量份計包括如下組分：二苯甲烷二異氰酸酯40份，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯3份，二月桂酸二丁基錫0.5份，異氰脲酸三烯丙酯5份，三乙醇胺3份，磷酸三苯酯2份，8-羥基喹啉1份，叔丁基對苯二酚10份和乙烯-醋酸乙烯共聚物10份。更進一步地，所述熱熔膠的制備方法為將二苯甲烷二異氰酸酯和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯在反應釜中加熱至70-80℃，攪拌混合后加入二月桂酸二丁基錫，磷酸三苯酯，8-羥基喹啉，攪拌40-60分鐘，然后在真空度為0.02-0.05Mpa條件下升溫至100-110℃，加入叔丁基對苯二酚和乙烯-醋酸乙烯共聚物，保持40-50分鐘，最后加入異氰脲酸三烯丙酯和三乙醇胺，攪拌20-30分鐘，得到熱熔膠。所述的超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制造方法，步驟如下：步驟一，將超高分子量聚乙烯通過擠出機擠出成管，得到內直出管；步驟二，將內直出管經(jīng)牽引進入纏繞機，在加熱條件下在內直出管外表面纏繞鋼絲網(wǎng)；步驟三，步驟二纏繞鋼絲網(wǎng)完成后在鋼絲網(wǎng)表面覆蓋加熱軟化后的熱熔膠；步驟四，將雙丙酮丙烯酰胺溶于水中，然后加入超高分子量聚乙烯，攪拌混合后升溫至60-70℃，保持30-50分鐘，再加入丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺，在真空條件下升溫至150-180℃并保持3-6分鐘，得到混合料，將混合料通過雙螺桿擠出機擠出，得到超高分子量聚乙烯復合材料；步驟五，將步驟四得到的超高分子量聚乙烯復合材料貼于步驟三軟化后的熱熔膠表面，然后在真空條件下加熱定型后得到超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材。進一步地，所述的超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制造方法，步驟二中加熱條件的加熱溫度為110℃。進一步地，所述的超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制造方法，步驟四中雙丙酮丙烯酰胺、超高分子量聚乙烯、丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺的質量比為1:5:0.2:1。進一步地，所述的超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制造方法，步驟四中真空條件的真空度為0.03-0.06MPa。進一步地，所述的超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制造方法，步驟四中雙螺桿擠出機擠出溫度為140-150℃。進一步地，所述的超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制造方法，步驟五中真空條件的真空度為0.02-0.05MPa，加熱定型的加熱溫度為80-100℃，定型時間30-50分鐘。本發(fā)明提供的超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制備原理在于，通過制備內直出管，提供性質穩(wěn)定的管內部環(huán)境，通過鋼絲網(wǎng)復合提高管材強度，通過熱熔膠復合本發(fā)明提供的超高分子量聚乙烯復合材料進一步增強了管材的強度與穩(wěn)定性，而本發(fā)明提供的超高分子量聚乙烯復合材料通過不同組分的組合，提高了表面硬度與沖擊強度，同時應用本發(fā)明提供的熱熔膠，能夠與超高分子量聚乙烯復合材料產(chǎn)生很好的協(xié)同作用，達到更好的粘合效果，進一步提升了管材整體性能。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其有益效果在于：（1）本發(fā)明通過內直出管、鋼絲網(wǎng)以及熱熔膠復合外層超高分子量聚乙烯復合材料，整體提升了管材的性能，具有更好的強度以及能夠勝任更多的使用環(huán)境；（2）本發(fā)明通過超高分子量聚乙烯與其他組分形成復合材料，提升了復合材料表面極性，提升了其與本發(fā)明提供的熱熔膠的粘合性能，同時通過制備工藝，使得最后管材外壁硬度與沖擊強度顯著提升。（3）本發(fā)明提供了一種熱熔膠，該熱熔膠具有更好的粘合性能，同時能夠與本發(fā)明超高分子量聚乙烯復合材料產(chǎn)生協(xié)同作用，增強粘結性能。（4）本發(fā)明通過特定的制造方法與工藝，得到了性能優(yōu)越的超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材。具體實施方式：以下實施方式中，如沒有特殊說明，則所提到的組分、設備、方法等均為本領域常用的組分、設備或常規(guī)的方法，本領域技術人員可以很容易獲得以上組分、設備或常規(guī)方法操作。本發(fā)明提供的超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材，具有以下結構，其內部為內直出管，該內直出管為將超高分子量聚乙烯通過常規(guī)擠出機擠出制得的管材；內直出管外表面覆蓋一層鋼絲網(wǎng)，鋼絲網(wǎng)外面復合有熱熔膠，熱熔膠外表面復合有超高分子量聚乙烯復合材料；該超高分子量聚乙烯復合材料為將超高分子量聚乙烯、雙丙酮丙烯酰胺、丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺通過雙螺桿擠出機擠出得到。實施例1本發(fā)明提供的熱熔膠，以重量份計包括如下組分：二苯甲烷二異氰酸酯40份，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯3份，二月桂酸二丁基錫0.5份，異氰脲酸三烯丙酯5份，三乙醇胺3份，磷酸三苯酯2份，8-羥基喹啉1份，叔丁基對苯二酚10份和乙烯-醋酸乙烯共聚物10份。以上熱熔膠的制備方法為將二苯甲烷二異氰酸酯和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯在反應釜中加熱至70-80℃，攪拌混合后加入二月桂酸二丁基錫，磷酸三苯酯，8-羥基喹啉，攪拌40-60分鐘，然后在真空度為0.02-0.05Mpa條件下升溫至100-110℃，加入叔丁基對苯二酚和乙烯-醋酸乙烯共聚物，保持40-50分鐘，最后加入異氰脲酸三烯丙酯和三乙醇胺，攪拌20-30分鐘，得到熱熔膠。實施例2本發(fā)明提供的超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制造方法，步驟如下：步驟一，將超高分子量聚乙烯通過擠出機擠出成管，得到內直出管；步驟二，將內直出管經(jīng)牽引進入纏繞機，在110℃的加熱條件下在內直出管外表面纏繞鋼絲網(wǎng)；步驟三，步驟二纏繞鋼絲網(wǎng)完成后在鋼絲網(wǎng)表面覆蓋加熱軟化后的實施例1中制備得到的熱熔膠；步驟四，將雙丙酮丙烯酰胺溶于水中，然后加入超高分子量聚乙烯，攪拌混合后升溫至60℃，保持30分鐘，再加入丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺，在真空度為0.03MPa的真空條件下升溫至150℃并保持3分鐘，得到混合料，將混合料通過雙螺桿擠出機擠出，擠出溫度為140℃，得到超高分子量聚乙烯復合材料；以上雙丙酮丙烯酰胺、超高分子量聚乙烯、丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺的加入質量比為1:5:0.2:1；步驟五，將步驟四得到的超高分子量聚乙烯復合材料貼于步驟三軟化后的熱熔膠表面，然后在真空度為0.02MPa的真空條件下加熱至80℃，定型30分鐘后得到超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材。實施例3超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制造方法，步驟如下：步驟一，將超高分子量聚乙烯通過擠出機擠出成管，得到內直出管；步驟二，將內直出管經(jīng)牽引進入纏繞機，在110℃的加熱條件下在內直出管外表面纏繞鋼絲網(wǎng)；步驟三，步驟二纏繞鋼絲網(wǎng)完成后在鋼絲網(wǎng)表面覆蓋加熱軟化后的實施例1中制備得到的熱熔膠；步驟四，將雙丙酮丙烯酰胺溶于水中，然后加入超高分子量聚乙烯，攪拌混合后升溫至65℃，保持36分鐘，再加入丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺，在真空度為0.04MPa的真空條件下升溫至160℃并保持6分鐘，得到混合料，將混合料通過雙螺桿擠出機擠出，擠出溫度為142℃，得到超高分子量聚乙烯復合材料；以上雙丙酮丙烯酰胺、超高分子量聚乙烯、丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺的加入質量比為1:5:0.2:1；步驟五，將步驟四得到的超高分子量聚乙烯復合材料貼于步驟三軟化后的熱熔膠表面，然后在真空度為0.03MPa的真空條件下加熱至85℃，定型50分鐘后得到超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材。實施例4超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制造方法，步驟如下：步驟一，將超高分子量聚乙烯通過擠出機擠出成管，得到內直出管；步驟二，將內直出管經(jīng)牽引進入纏繞機，在110℃的加熱條件下在內直出管外表面纏繞鋼絲網(wǎng)；步驟三，步驟二纏繞鋼絲網(wǎng)完成后在鋼絲網(wǎng)表面覆蓋加熱軟化后的實施例1中制備得到的熱熔膠；步驟四，將雙丙酮丙烯酰胺溶于水中，然后加入超高分子量聚乙烯，攪拌混合后升溫至68℃，保持45分鐘，再加入丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺，在真空度為0.05MPa的真空條件下升溫至170℃并保持5分鐘，得到混合料，將混合料通過雙螺桿擠出機擠出，擠出溫度為150℃，得到超高分子量聚乙烯復合材料；以上雙丙酮丙烯酰胺、超高分子量聚乙烯、丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺的加入質量比為1:5:0.2:1；步驟五，將步驟四得到的超高分子量聚乙烯復合材料貼于步驟三軟化后的熱熔膠表面，然后在真空度為0.04MPa的真空條件下加熱至95℃，定型45分鐘后得到超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材。實施例5超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制造方法，步驟如下：步驟一，將超高分子量聚乙烯通過擠出機擠出成管，得到內直出管；步驟二，將內直出管經(jīng)牽引進入纏繞機，在110℃的加熱條件下在內直出管外表面纏繞鋼絲網(wǎng)；步驟三，步驟二纏繞鋼絲網(wǎng)完成后在鋼絲網(wǎng)表面覆蓋加熱軟化后的實施例1中制備得到的熱熔膠；步驟四，將雙丙酮丙烯酰胺溶于水中，然后加入超高分子量聚乙烯，攪拌混合后升溫至70℃，保持50分鐘，再加入丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺，在真空度為0.06MPa的真空條件下升溫至180℃并保持4分鐘，得到混合料，將混合料通過雙螺桿擠出機擠出，擠出溫度為150℃，得到超高分子量聚乙烯復合材料；以上雙丙酮丙烯酰胺、超高分子量聚乙烯、丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺的加入質量比為1:5:0.2:1；步驟五，將步驟四得到的超高分子量聚乙烯復合材料貼于步驟三軟化后的熱熔膠表面，然后在真空度為0.05MPa的真空條件下加熱至100℃，定型32分鐘后得到超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材。實施例6超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制造方法，步驟如下：步驟一，將超高分子量聚乙烯通過擠出機擠出成管，得到內直出管；步驟二，將內直出管經(jīng)牽引進入纏繞機，在110℃的加熱條件下在內直出管外表面纏繞鋼絲網(wǎng)；步驟三，步驟二纏繞鋼絲網(wǎng)完成后在鋼絲網(wǎng)表面覆蓋加熱軟化后的實施例1中制備得到的熱熔膠；步驟四，將雙丙酮丙烯酰胺、超高分子量聚乙烯、丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺混合后通過雙螺桿擠出機擠出，擠出溫度為150℃，得到超高分子量聚乙烯復合材料；以上雙丙酮丙烯酰胺、超高分子量聚乙烯、丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺的加入質量比為1:5:0.2:1；步驟五，將步驟四得到的超高分子量聚乙烯復合材料貼于步驟三軟化后的熱熔膠表面，然后在真空度為0.04MPa的真空條件下加熱至95℃，定型45分鐘后得到超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材。對照例1超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制造方法，步驟如下：步驟一，將超高分子量聚乙烯通過擠出機擠出成管，得到內直出管；步驟二，將內直出管經(jīng)牽引進入纏繞機，在110℃的加熱條件下在內直出管外表面纏繞鋼絲網(wǎng)；步驟三，步驟二纏繞鋼絲網(wǎng)完成后在鋼絲網(wǎng)表面覆蓋加熱軟化后的EVA熱熔膠；步驟四，將雙丙酮丙烯酰胺溶于水中，然后加入超高分子量聚乙烯，攪拌混合后升溫至68℃，保持45分鐘，再加入丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺，在真空度為0.05MPa的真空條件下升溫至170℃并保持5分鐘，得到混合料，將混合料通過雙螺桿擠出機擠出，擠出溫度為150℃，得到超高分子量聚乙烯復合材料；以上雙丙酮丙烯酰胺、超高分子量聚乙烯、丙烯酸二甲氨基乙酯和N-苯基苯胺的加入質量比為1:5:0.2:1；步驟五，將步驟四得到的超高分子量聚乙烯復合材料貼于步驟三軟化后的熱熔膠表面，然后在真空度為0.04MPa的真空條件下加熱至95℃，定型45分鐘后得到超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材。對照例2超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制造方法，步驟如下：步驟一，將超高分子量聚乙烯通過擠出機擠出成管，得到內直出管；步驟二，將內直出管經(jīng)牽引進入纏繞機，在110℃的加熱條件下在內直出管外表面纏繞鋼絲網(wǎng)；步驟三，步驟二纏繞鋼絲網(wǎng)完成后在鋼絲網(wǎng)表面覆蓋加熱軟化后的實施例1中制備得到的熱熔膠；步驟四，將超高分子量聚乙烯貼于步驟三軟化后的熱熔膠表面，然后在真空度為0.04MPa的真空條件下加熱至95℃，定型45分鐘后得到超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材。對照例3超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制造方法，步驟如下：步驟一，將超高分子量聚乙烯通過擠出機擠出成管，得到內直出管；步驟二，將內直出管經(jīng)牽引進入纏繞機，在110℃的加熱條件下在內直出管外表面纏繞鋼絲網(wǎng)；步驟三，步驟二纏繞鋼絲網(wǎng)完成后在鋼絲網(wǎng)表面覆蓋加熱軟化后的實施例1中制備得到的熱熔膠；步驟四，將雙丙酮丙烯酰胺溶于水中，然后加入超高分子量聚乙烯，攪拌混合后升溫至68℃，保持45分鐘，再加入N-苯基苯胺，在真空度為0.05MPa的真空條件下升溫至170℃并保持5分鐘，得到混合料，將混合料通過雙螺桿擠出機擠出，擠出溫度為150℃，得到超高分子量聚乙烯復合材料；以上雙丙酮丙烯酰胺、超高分子量聚乙烯和N-苯基苯胺的加入質量比為1:5:1；步驟五，將步驟四得到的超高分子量聚乙烯復合材料貼于步驟三軟化后的熱熔膠表面，然后在真空度為0.04MPa的真空條件下加熱至95℃，定型45分鐘后得到超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材。本發(fā)明提供的超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材的制造過程中，步驟四制備得到的超高分子量聚乙烯復合材料貼于步驟三軟化后的熱熔膠表面后，在真空加熱定型過程中，超高分子量聚乙烯復合材料能夠很好地與熱熔膠產(chǎn)生“互侵”效果，使得接觸層牢牢地結合在一起。在該過程中也可以通過模具對超高分子量聚乙烯復合材料外表面進行貼壓，一方面能夠縮短定型時間，另一方面可以使超高分子量聚乙烯復合材料外表面更為光滑平整。對以上實施例與對照例制備得到的超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材進行性能測試，具體結果如下：項目外管壁硬度HRC外管壁沖擊強度KJ/m2熱熔膠粘結剪切強度MPa超高分子量聚乙烯復合材料熱變形溫度℃（0.46MPa）實施例2514545154實施例3554746161實施例4585147163實施例5565046162實施例6474142132對照例1565035159對照例242374088對照例3575044148從以上試驗結果可以看出，實施例2-實施例5為本發(fā)明提供的制備方法得到的超高分子雙向鋼網(wǎng)內直出復合管材，可以看出，管材具有良好的外管壁硬度、沖擊強度、熱熔膠粘結剪切強度以及超高分子量聚乙烯復合材料的熱變形溫度；其中實施例4中的結果最好，因此可以作為最優(yōu)選實施例。實施例6為按照實施例4的參數(shù)進行的試驗，其中步驟四中直接將四種組分進行擠出得到超高分子量聚乙烯復合材料，并沒有進行實施例4中相應的處理，結果表明最終管材的外管壁硬度、沖擊強度、熱熔膠粘結剪切強度以及超高分子量聚乙烯復合材料熱變形溫度與實施例2-5相比均有所下降。對照例1-對照例3是在實施例4的基礎上進行的進一步驗證性試驗。其中對照例1中所用的熱熔膠為常規(guī)EVA熱熔膠，可以看出，其粘結剪切強度明顯下降，說明本發(fā)明提供的熱熔膠性能明顯高于常規(guī)EVA熱熔膠。對照例2中在步驟四中直接將超高分子量聚乙烯貼于軟化后的熱熔膠表面，沒有使用本發(fā)明提供的超高分子量聚乙烯復合材料，結果可以看出，熱熔膠粘結剪切強度也有明顯下降，但是相對于對照例1而言又有明顯提升，因此可以斷定，本發(fā)明提供的熱熔膠比常規(guī)EVA熱熔膠具有更好的粘結性能，同時本發(fā)明提供的熱熔膠能與本發(fā)明提供的超高分子量聚乙烯復合材料表面起到協(xié)同增效作用，進一步提升粘結性能；同時由于單獨采用超高分子量聚乙烯進行復合，導致管外壁硬度與沖擊強度降低較為明顯，熱變形溫度也顯著下降，進而證明本發(fā)明提供的超高分子量聚乙烯復合材料相比于單獨的超高分子量聚乙烯具有更好的表面硬度、沖擊強度與熱變形溫度。對照例3中在步驟四中沒有加入丙烯酸二甲氨基乙酯，而只采取了三中組分制備超高分子量聚乙烯復合材料，結果表明對于熱熔膠粘結剪切強度與超高分子量聚乙烯復合材料熱變形溫度都有所下降，因此說明該組分的引入在本發(fā)明中可以提高超高分子量聚乙烯復合材料的熱變形溫度，同時對于熱熔膠的粘結具有增強作用。從以上可以看出，實施例6中在步驟四中直接將四種組分進行擠出得到超高分子量聚乙烯復合材料，最終管材的外管壁硬度、沖擊強度、熱熔膠粘結剪切強度以及超高分子量聚乙烯復合材料熱變形溫度與實施例2-5相比均有下降，但是與對照例2相比又有明顯提升，因此可以表明，本發(fā)明提供的四種組分進行擠出形成超高分子量聚乙烯復合材料相比于超高分子量聚乙烯材料本身各項性能都有顯著提升。當前第1頁1 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