一种地下通信管道用塑料管及其制备方法

1.一种地下通信管道用塑料管，包括圆管（1），其特征在于：所述塑料管中各组分按照质量百分比计，包括：
高密度聚乙烯：80%〜90%，且高密度聚乙烯等级为100级或100级以上；
高碳钢：1%〜5%，且高碳钢的碳含量大于等于0.6%；
硅微粉：4%〜9%；
无卤阻燃剂：1%〜5%；
uv抗老化剂：1%〜4%，且uv抗老化剂由巴斯夫Tinuvin400，Tinuvin327和Chimassorb81组成，三者的质量比为1︰4︰1；
塑料管的外壁厚度大于内壁厚度，相邻圆管（1）的相交处，且在相交线（4）两端设置有加强筋；
所述加强筋的厚度与塑料管的外壁厚度相等，材质组分与塑料管相同。
2.如权利要求1所述的一种地下通信管道用塑料管，其特征在于：所述硅微粉包括结晶硅微粉，熔融硅微粉和方石英硅微粉，硅微粉的目数大于等于800目，SiO2含量大于等于
99.5%。
3.一种如权利要求1所述地下通信管道用塑料管的制备方法，其特征在于：将权利要求
1所述各组分按质量百分比混合均匀后加入单螺杆挤压成形机，成形温度控制在160℃〜
300℃，后经牵引拉出水冷却后切割成材。
4.如权利要求1所述的一种地下通信管道用塑料管，其特征在于：所述加强筋的截面呈扇形。
5.如权利要求4所述的一种地下通信管道用塑料管，其特征在于：所述加强筋的外圆弧半径为R8mm〜R12mm。

一种地下通信管道用塑料管及其制备方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种塑料管道及其制备方法，属于通信用管道领域。\n背景技术\n[0002] 在当前各地积极开展新城建设和老城改造的大环境下，地下通信管道的铺设也在大量的进行，该类型管道往往用于路基下保护线缆，产品包括4孔，5孔和6孔，产品多呈黑色，阻燃，强度达到钢管的强度。地下管道铺设对管道本身的力学性能有较高的要求，需要进行多项指标测试，例如拉伸强度，复原率，管材刚度，扁平实验等等。为了能够适应上述要求，管道不但在材质用料方面需要合理挑选，其结构设计也需要综合考虑。\n[0003] 申请号为201510859922.2的中国专利公开了一种增强型聚乙烯复合管道，其通过由外至内的碳钢层，高密度聚乙烯层和超高分子量聚乙烯层三层复合结构实现管道的耐磨，耐冲击，耐腐蚀。这种结构形式的复合管道由于各层材质间相互独立，无相互作用，属于简单的叠加，各层均保持其自身的性能特点，因此，整体性能差。\n[0004] 申请号为201510724171.3的中国专利公开了一种梅花管及其制备方法，其从管材原材料配比方向上提出了改进，以高密度聚乙烯树脂为基础，添加了增塑剂，稳定剂，填充料，硬脂酸和石蜡，以该配方制备的梅花管本质上其力学性能还是取决于高密度聚乙烯树脂，其余添加料方便了成形和增加耐磨性能。\n[0005] 申请号为201610207005.0的中国专利公开了一种增强型聚丁烯管道材料及其制备方法，其中最大的特点是引入了碳纤维作为强化相，大幅提高了冲击性，韧性和弹性，但其缺陷也相当明显，原材料成本非常高，配置过程复杂，配料多，市场价格竞争优势不大。\n[0006] 综合目前市场上公开的技术方案，基本上有两大特点：\n[0007] （1）为了提高力学性能，要么加入碳纤维，要么提高聚乙烯密度等级，造成价格成本大幅增加；\n[0008] （2）为了保证各项性能平衡，不出现明显短板，同时保证成形过程顺利，又必须增加新的添加料，于是添加料的种类和数量大幅增加，配料过程复杂化，不可控因素增加。\n[0009] 鉴于上述情况，申请人认为，可以同时从管道结构和材质配方上入手，在保证力学性能和化学性能的前提下，降低管道制备成本，简化制备工艺。\n发明内容\n[0010] 本发明要解决的技术问题是：提供一种地下通信管道用塑料管，配方简单，制备工艺简单，成本相比现有管材增幅较小，但力学性能高有可观的提升，抗老化性能有实质提升。\n[0011] 本发明的技术方案如下：\n[0012] 一种地下通信管道用塑料管，其组分按照质量百分比计算，包括：\n[0013] 高密度聚乙烯：80%〜90%，且高密度聚乙烯等级为100级或100级以上；\n[0014] 高碳钢：1%〜5%，且高碳钢的碳含量大于等于0.6%；\n[0015] 硅微粉：4%〜9%；\n[0016] 无卤阻燃剂：1%〜5%；\n[0017] uv抗老化剂：1%〜4%，且uv抗老化剂由巴斯夫Tinuvin400，Tinuvin327和Chimassorb81组成，三者的质量比为1︰4︰1。\n[0018] 上述硅微粉包括结晶硅微粉，熔融硅微粉和方石英硅微粉，硅微粉的目数大于等于800目，SiO2含量（质量分数）大于等于99.5%。\n[0019] 将原材料的粉末或者颗粒按照上述材料配比进行混合，搅拌均匀后加入单螺杆挤压成形机，成形温度控制在160℃〜300℃，后经牵引拉出且水冷却后直接出成品并切割成材。\n[0020] 另一方面，为了从结构上改进现有梅花管管道的力学性能，本发明在现有塑料管结构上进行了改进，第一，要求塑料管管道外壁厚度大于内壁厚度（管道外壁是指整根管道的外表面，内壁是指整根管道的内表面，通常情况下，一根塑料管管道由4根子圆管，或者5根子圆管，再或者6根子圆管组成，分别称为4孔管，5孔管和6孔管）；第二，在管道上增加了加强筋，加强筋的位置位于相邻两根圆管的相交处，且分布在相交线两端，加强筋两端面分别与两根相交圆管外壁连接。\n[0021] 塑料管管道壁内薄外厚，一方面可以减轻一定的自重（相对于增加加强筋后增加的重量），另一方面节省了材料。\n[0022] 作为一种较优的选择，加强筋的截面呈扇形，其弧形外表面向外凸（即以两根圆管的相交线为基准，相交线的中点为原点，此时，弧形外表面的法线方向由原点指向弧形面外表面）。\n[0023] 作为一种较优的选择，加强筋的外表面的圆弧半径为R8mm〜R12mm，过大会导致冷却过程中管道变形报废。\n[0024] 加强筋的材质组分与塑料管管道材质相同。\n[0025] 本发明的显著进步体现在以下几个方面：\n[0026] 1．本发明的塑料管管道不必在最外层套装钢管即可满足强度要求，经过测试，本发明的拉伸强度大于等于20MPa，高于行业标准YD/T841.5-2008对于HDPE类管材的要求；管材刚度方面，本发明达到3000kPa，高于行业标准YD/T841.5-2008的规定；扁平试验结果表明，本发明垂直方向初始高度变形量为80%时，立即卸载后试样无破裂，其余指标均满足YD/T841.5-2008的要求。\n[0027] 2．本发明在高密度聚乙烯的基础上，添加的添加物数量少，价格相对较低，生产工艺简单，质量控制简单易行。\n[0028] 3．本发明独特的抗老化剂配方能够实质性提高成形管道的抗老化性能。\n附图说明\n[0029] 图1是现有技术中的4孔管道结构示意图（图中直线相邻圆管的相交线）；\n[0030] 图2本发明中4孔管道结构示意图；\n[0031] 图3是现有技术中的5孔管道结构示意图；\n[0032] 图4是本发明中5孔管道结构示意图；\n[0033] 图5是现有技术中的6孔管道结构示意图；\n[0034] 图6是本发明中6孔管道结构示意图。\n具体实施方式\n[0035] 实施例1\n[0036] 如图2所示，该地下通信用塑料管为4孔管道，包括4根围和连接的圆管1，两根相邻圆管1的相交位置处，位于相交线4两端分别设置有内加强筋3和外加强筋2。圆管1的孔径为\n28.0mm，管道内壁厚2.4mm，管道外壁厚2.8mm。加强筋（包括内加强筋3和外加强筋2）共有8块，均为扇形，厚度为2.8mm，半径为R10mm。\n[0037] 上述管道的配料按照质量百分比计，100级高密度聚乙烯：85%；含碳量为0.65%的高碳钢：1%；800目结晶硅微粉：9%；无卤阻燃剂：3%；uv抗老化剂（巴斯夫Tinuvin400，Tinuvin327和Chimassorb81组成，三者的质量比为1︰4︰1）：2%。均匀搅拌后，加入单螺杆挤压机，在270℃下成形，水冷至室温后切割入库。\n[0038] 实施例2\n[0039] 如图4所示，该地下通信用塑料管为5孔管道，包括5根围和连接的圆管1，两根相邻圆管1的相交位置处，位于相交线4两端分别设置有内加强筋3和外加强筋2。圆管1的孔径为\n25.0mm，管道内壁厚2.1mm，管道外壁厚2.4mm。加强筋（包括内加强筋3和外加强筋2）共有10块，均为扇形，厚度为2.4mm，半径为R9mm。\n[0040] 上述管道的配料按照质量百分比计，100级高密度聚乙烯：89%；含碳量为0.6%的高碳钢：3%；800目方石英硅微粉：4%；无卤阻燃剂：2%；uv抗老化剂（巴斯夫Tinuvin400，Tinuvin327和Chimassorb81组成，三者的质量比为1︰4︰1）：2%。均匀搅拌后，加入单螺杆挤压机，在280℃下成形，水冷至室温后切割入库。\n[0041] 实施例3\n[0042] 如图6所示，该地下通信用塑料管为6孔管道，包括6根围和连接的圆管1，两根相邻圆管1的相交位置处，位于相交线4两端分别设置有内加强筋3和外加强筋2。圆管1的孔径为\n32.0mm，管道内壁厚2.4mm，管道外壁厚2.7mm。加强筋（包括内加强筋3和外加强筋2）共有10块，均为扇形，厚度为2.7mm，半径为R8mm。\n[0043] 上述管道的配料按照质量百分比计，100级高密度聚乙烯：80%；含碳量0.7%的高碳钢：4%；800目结晶硅微粉：8%；无卤阻燃剂：4%；uv抗老化剂（巴斯夫Tinuvin400，Tinuvin327和Chimassorb81组成，三者的质量比为1︰4︰1）：4%。均匀搅拌后，加入单螺杆挤压机，在280℃下成形，水冷至室温后切割入库。