技术领域
[0001] 本实用新型属于管材技术领域，尤其是涉及一种HDPE蛋形管材。
相关背景技术
[0002] 随着城市化的推进，我国城市排水设施的重要性日益凸显，作为重要的基础性设施对污水的收集处理、环境保护、居民生活的改善、水资源开发利用及社会可持续发展起着非常重要的作用。完善的城市排水系统可以及时地排除城市生活和工业生产中所产生的生活污水、工业废水以及降水径流等，免除城市污水和暴雨积水灾害，为城市创造一个舒适的生活环境，使城市生态系统处于一个良好的可持续发展状态。
[0003] 在排水工程的应用中，管道的断面形状以圆形最为常见，原因是在坡度、管渠粗糙系数及过水断面一定时，其管渠通过的流量最大。但对于流量变化大，尤其是污水远期规划大管径，近期流量小，或雨水初期排水流量小，流速达不到要求的情况下，采用圆形断面管道势必造成管道淤积。实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种HDPE蛋形管材。
[0005] 本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006] 本实用新型提供一种HDPE蛋形管材，所述HDPE蛋形管材由缠绕的HDPE异型管和HDPE熔体柱组成，所述HDPE熔体柱位于缠绕的相邻HDPE异型管之间，相邻的HDPE异型管之间通过HDPE熔体柱结合在一起，HDPE异型管和HDPE熔体柱构成HDPE蛋形管材的管壁。
[0007] 进一步地，所述HDPE异型管和HDPE熔体柱构成密封连接，使得HDPE蛋形管材的管壁为不透水、不透气结构。
[0008] 进一步地，所述HDPE异型管的内部为中空结构，所述HDPE熔体柱内部为实心结构。
[0009] 所以，使得HDPE蛋形管材的管壁为交替的空心、实心结构。
[0010] 进一步地，所述HDPE异型管为矩形管。
[0011] 进一步地，所述HDPE异型管为方管。
[0012] 进一步地，所述HDPE蛋形管材的截面为由半径为一定比例的四个圆弧组成的蛋形结构。
[0013] 进一步地，所述HDPE蛋形管材为对称结构。
[0014] 进一步地，所述HDPE蛋形管材的内外表面均平滑。
[0015] 所述HDPE蛋形管材为双壁缠绕蛋形管材。
[0016] 本实用新型HDPE蛋形管材由基体树脂、无机粉体(或填充功能母粒)、添加助剂等管材专用料经过挤出机头模具制备成型HDPE异型管，经蛋形固定模具自转前进，HDPE异型管与辅挤出机产出的熔体柱焊接，经压力传感压轮压制，得到内外表面平滑的HDPE蛋形管材。
[0017] 蛋形断面管道其管道截面为由半径为一定比例的四个圆弧组成的蛋形结构，其断面结构特点可改善圆形断面容易造成管道淤积的问题。
[0018] 蛋形管道相对于圆形管道也有其独特的水力和结构特性，当湿周相同时，蛋形管道与水接触面积小于圆形管道，水力条件更优，蛋形管道的截面宽度小于截面高度，竖向荷载能力比圆形管道强，蛋形管道铺设时所需要开挖的断面要比圆形管道小很多，蛋形断面底部较小，在小流量时可以维持较大的流速，可以减少淤积，在低流量且流量变化较小的情况下能更好的适用。
[0019] 与现有技术相比，本实用新型具有以下优点及有益效果：
[0020] 1、双壁缠绕蛋形管材材料为HDPE，具有节能、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；
[0021] 2、HDPE蛋形管材截面宽度小于截面高度，竖向荷载能力比圆形管道强；
[0022] 3、蛋形管道铺设时所需要开挖的断面要比圆形管道小很多，蛋形断面底部较小，在小流量时可以维持较大的流速，可以减少淤积，在低流量且流量变化较小的情况下能更好的适用；
[0023] 4、蛋形断面底部较小，在小流量时可以维持较大的流速，可以减少淤积，在低流量且流量变化较小的情况下能更好的适用。
[0024] 5、HDPE蛋形管材塑料与传统的铸铁管、镀锌钢管和水泥管等管道相比，具有节能、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，管体下部长流量小时流速也快，不易淤积，方便清理养护，可应用于建筑给排水、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。
具体实施方式
[0034] 本实用新型第一方面提供一种管材专用料，包括以下组分和重量份：
[0035] 基体树脂：100份；
[0036] 无机粉体：0～60份；
[0037] 相容剂：1～10份；
[0038] 偶联剂：1～5份
[0039] 润滑剂：0.1～1份；
[0040] 抗氧剂：0.1～1份；
[0041] 成核剂：0.1～1份。
[0042] 优选地，所述基体树脂选自聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯等树脂中的一种或多种组合。
[0043] 优选地，所述无机粉体选自碳酸钙、滑石粉、硅灰石、硫酸钡或玻璃短纤维等中的一种或多种组合。或者所述无机粉体可以直接加工成填充功能母粒。
[0044] 优选地，所述相容剂选自聚烯烃弹性体、三元乙丙橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-辛烯共聚物或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种的混合物。
[0045] 优选地，所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或硬脂酸等中的一种或其他商业化的偶联剂。
[0046] 优选地，所述润滑剂选自石蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、硬脂酸锌、乙烯基双硬脂酰胺及其衍生物、季戊四醇硬脂酸酯、聚四氟乙烯或硅酮中的一种或多种组合。
[0047] 优选地，所述抗氧剂选自受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或含硫抗氧剂、复合抗氧剂中的一种或多种组合。
[0048] 其中，所述受阻酚类抗氧剂选自BHT、2246、1010、1076等，亚磷酸酯类抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧化剂618等，含硫抗氧剂选自DLTDP、DSTDP、DMTDP、DTDTP等，复合抗氧剂选自抗氧剂215、抗氧剂225、抗氧剂561、抗氧剂900等。
[0049] 优选地，所述成核剂选自苯甲酸、己二酸、苯甲酸钠、对苯酚磺酸钠、二苄叉山梨糖醇或其衍生物中的一种或多种组合。
[0050] 本实用新型第二方面提供一种基于本实用新型第一方面所述管材专用料制备的管材，具体方法如下：将管材专用料混合均匀后，再经由挤出机挤出，得到HDPE管材。
[0051] 本实用新型第三方面提供一种基于本实用新型第一方面所述管材专用料制备HDPE蛋形管材的方法，具体包括以下步骤：
[0052] 步骤一：按照以下组分及重量份进行备料：基体树脂：100份；无机粉体：0～60份；相容剂：1～10份；偶联剂：1～5份；润滑剂：0.1～1份；抗氧剂：0.1～1份；成核剂：0.1～1份。
[0053] 步骤二：将上述专用料由喂料机分别定量输送到主挤出机和辅挤出机，熔融、混炼。
[0054] 步骤三：主挤出机中的熔融料通过机头模具挤出、定径、冷却得到HDPE异型管，辅挤出机中的熔融料挤出形成HDPE熔体柱；
[0055] 步骤四：HDPE异型管与HDPE熔体柱在蛋形固定模具的一端开始缠绕，HDPE熔体柱位于缠绕的相邻HDPE异型管之间，且HDPE异型管被组成HDPE熔体柱的熔融树脂包覆，相邻的HDPE异型管之间通过HDPE熔体柱结合在一起，HDPE异型管与HDPE熔体柱经压轮压平，在蛋形固定模具上向前缠绕成型，得到HDPE蛋形管材。
[0056] 以上方法的步骤二和步骤三采用本领域常规技术手段就可以实现。
[0057] 本实用新型第四方面提供基于本实用新型第三方面方法制备的HDPE蛋形管材，所述HDPE蛋形管材由缠绕的HDPE异型管和HDPE熔体柱组成，所述HDPE熔体柱位于缠绕的相邻HDPE异型管之间，相邻的HDPE异型管之间通过HDPE熔体柱结合在一起，HDPE异型管和HDPE熔体柱构成HDPE蛋形管材的管壁。
[0058] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0059] 实施例1
[0060] 本实施例提供一种管材专用料，无机粉体0份即不添加无机粉体，包括以下组分和重量份：
[0061] HDPE树脂：100份；
[0062] 硅烷偶联剂：2份；
[0063] 聚乙烯蜡：0.3份；
[0064] 硬脂酸锌：0.2份；
[0065] 抗氧剂：0.1份；
[0066] 成核剂：0.1份。
[0067] 本实施例中，硅烷偶联剂为钛酸酯偶联剂，抗氧剂为抗氧剂626，成核剂为苯甲酸钠。
[0068] 本实施例还提供制备HDPE蛋形管材的方法，具体包括以下步骤：
[0069] 步骤一：按照以下组分及重量份进行备料：HDPE树脂：100份，硅烷偶联剂：2份，聚乙烯蜡：0.3份，硬脂酸锌：0.2份，抗氧剂：0.1份，成核剂：0.1份。
[0070] 步骤二：将上述专用料由喂料机分别定量输送到主挤出机和辅挤出机，熔融、混炼。
[0071] 步骤三：主挤出机中的熔融料通过机头模具挤出、定径、冷却得到HDPE异型管，辅挤出机中的熔融料挤出形成HDPE熔体柱；
[0072] 步骤四：HDPE异型管与HDPE熔体柱在蛋形固定模具的一端开始缠绕，HDPE熔体柱位于缠绕的相邻HDPE异型管之间，且HDPE异型管被组成HDPE熔体柱的熔融树脂包覆，相邻的HDPE异型管之间通过HDPE熔体柱结合在一起，HDPE异型管与HDPE熔体柱经压轮压平，在蛋形固定模具上向前缠绕成型，得到HDPE蛋形管材。
[0073] 参考图2，蛋形固定模具包括主轴4、固定模具外模5、及调节丝杆6，所述固定模具外模5的截面为由半径为一定比例的四个圆弧组成的蛋形结构，所述主轴4位于固定模具外模5内部，所述调节丝杆6位于固定模具外模5内部，所述调节丝杆6用于调节固定模具外模5较窄一端弧度大小，进而实现蛋形固定模具的收缩。
[0074] 所述固定模具外模5的外围设置有一周的压力传感压轮7，所述压力传感压轮7均匀排布设置在固定模具外模5的截面周围，且所述压力传感压轮7能够以垂直固定模具外模5外表面的方向运动，实现对HDPE异型管与HDPE熔体柱的压平。
[0075] 参考图4，主挤出机的机头模具包括口模20、芯模22、机头体23，所述口模20通过调节螺钉21连接在机头体23内，所述芯模22位于口模20内，所述口模20与芯模22之间形成流道，用于将熔融料初步定性为HDPE异型管，口模20与芯模22之间形成的流道还有连接管24连接，所述连接管24用于向流道中引入熔融料。
[0076] 树脂流经流道中通过纯剪切流动，尽量松弛前级流道中由于分流和收敛流动等形成的不可避免的弹性变形，保证塑料充分塑化，形成均匀流动的熔体，挤出后通过真空定径，定型为HDPE异型管。
[0077] 以上方法的步骤二和步骤三采用本领域常规技术手段就可以实现。参考图3，本实施例还提供了一种主挤出机挤出成型的结构设置，具体而言，包括伺服电机13，伺服电机13通过联轴器14、轴承箱15与螺杆18连接，螺杆18位于料筒19内，料筒19的一端连接料斗9，料斗9上设置上料位计10和下料位计11，料筒19的外部设置有电磁感应加热器8，用于将物料加热熔融、混炼。此外，还设置有用于冷却的冷却水套16，以及用于控制其运行的电气控制柜12。
[0078] 本实施例还提供了HDPE蛋形管材，参考图1，所述HDPE蛋形管材1由缠绕的HDPE异型管2和HDPE熔体柱3组成，所述HDPE熔体柱3位于缠绕的相邻HDPE异型管2之间，相邻的HDPE异型管2之间通过HDPE熔体柱3结合在一起，HDPE异型管2和HDPE熔体柱3构成HDPE蛋形管材1的管壁。
[0079] 本实施例中，所述HDPE异型管2和HDPE熔体柱3构成密封连接，使得HDPE蛋形管材1的管壁为不透水、不透气结构。
[0080] 所述HDPE异型管2的内部为中空结构，所述HDPE熔体柱3内部为实心结构。所以，使得HDPE蛋形管材1的管壁为交替的空心、实心结构。
[0081] 本实施例中，所述HDPE异型管2可以为矩形管，优选为方管。
[0082] 本实施例中，所述HDPE蛋形管材1的截面为由半径为一定比例的四个圆弧组成的蛋形结构。所述HDPE蛋形管材1为对称结构。所述HDPE蛋形管材1的内外表面均平滑。所述HDPE蛋形管材1为双壁缠绕蛋形管材。
[0083] 实施例2
[0084] 本实施例提供一种管材专用料，以无机粉体60份为例，包括以下组分和重量份：
[0085] HDPE树脂：100份；
[0086] 无机粉体：60份；
[0087] 硅烷偶联剂：2份；
[0088] 聚乙烯蜡：0.3份；
[0089] 硬脂酸锌：0.2份
[0090] 抗氧剂：0.1份；
[0091] 成核剂：0.1份。
[0092] 本实施例中，硅烷偶联剂为铝酸酯偶联剂：抗氧剂为抗氧剂225，成核剂为对苯酚磺酸钠。
[0093] 本实施例还提供制备HDPE蛋形管材的方法，具体包括以下步骤：
[0094] 步骤一：按照以下组分及重量份进行备料：HDPE树脂：100份，无机粉体：60份，硅烷偶联剂：2份，聚乙烯蜡：0.3份，硬脂酸锌：0.2份，抗氧剂：0.1份，成核剂：0.1份。
[0095] 步骤二：将上述专用料由喂料机分别定量输送到主挤出机和辅挤出机，熔融、混炼。
[0096] 步骤三：主挤出机中的熔融料通过机头模具挤出、定径、冷却得到HDPE异型管，辅挤出机中的熔融料挤出形成HDPE熔体柱；
[0097] 步骤四：HDPE异型管与HDPE熔体柱在蛋形固定模具的一端开始缠绕，HDPE熔体柱位于缠绕的相邻HDPE异型管之间，且HDPE异型管被组成HDPE熔体柱的熔融树脂包覆，相邻的HDPE异型管之间通过HDPE熔体柱结合在一起，HDPE异型管与HDPE熔体柱经压轮压平，在蛋形固定模具上向前缠绕成型，得到HDPE蛋形管材。
[0098] 参考图2，蛋形固定模具包括主轴4、固定模具外模5、及调节丝杆6，所述固定模具外模5的截面为由半径为一定比例的四个圆弧组成的蛋形结构，所述主轴4位于固定模具外模5内部，所述调节丝杆6位于固定模具外模5内部，所述调节丝杆6用于调节固定模具外模5较窄一端弧度大小，进而实现蛋形固定模具的收缩。
[0099] 所述固定模具外模5的外围设置有一周的压力传感压轮7，所述压力传感压轮7均匀排布设置在固定模具外模5的截面周围，且所述压力传感压轮7能够以垂直固定模具外模5外表面的方向运动，实现对HDPE异型管与HDPE熔体柱的压平。
[0100] 参考图4，主挤出机的机头模具包括口模20、芯模22、机头体23，所述口模20通过调节螺钉21连接在机头体23内，所述芯模22位于口模20内，所述口模20与芯模22之间形成流道，用于将熔融料初步定性为HDPE异型管，口模20与芯模22之间形成的流道还有连接管24连接，所述连接管24用于向流道中引入熔融料。
[0101] 树脂流经流道中通过纯剪切流动，尽量松弛前级流道中由于分流和收敛流动等形成的不可避免的弹性变形，保证塑料充分塑化，形成均匀流动的熔体，挤出后通过真空定径，定型为HDPE异型管。
[0102] 以上方法的步骤二和步骤三采用本领域常规技术手段就可以实现。参考图3，本实施例还提供了一种主挤出机挤出成型的结构设置，具体而言，包括伺服电机13，伺服电机13通过联轴器14、轴承箱15与螺杆18连接，螺杆18位于料筒19内，料筒19的一端连接料斗9，料斗9上设置上料位计10和下料位计11，料筒19的外部设置有电磁感应加热器8，用于将物料加热熔融、混炼。此外，还设置有用于冷却的冷却水套16，以及用于控制其运行的电气控制柜12。
[0103] 本实施例还提供了HDPE蛋形管材，参考图1，所述HDPE蛋形管材1由缠绕的HDPE异型管2和HDPE熔体柱3组成，所述HDPE熔体柱3位于缠绕的相邻HDPE异型管2之间，相邻的HDPE异型管2之间通过HDPE熔体柱3结合在一起，HDPE异型管2和HDPE熔体柱3构成HDPE蛋形管材1的管壁。
[0104] 本实施例中，所述HDPE异型管2和HDPE熔体柱3构成密封连接，使得HDPE蛋形管材1的管壁为不透水、不透气结构。
[0105] 所述HDPE异型管2的内部为中空结构，所述HDPE熔体柱3内部为实心结构。所以，使得HDPE蛋形管材1的管壁为交替的空心、实心结构。
[0106] 本实施例中，所述HDPE异型管2可以为矩形管，优选为方管。
[0107] 本实施例中，所述HDPE蛋形管材1的截面为由半径为一定比例的四个圆弧组成的蛋形结构。所述HDPE蛋形管材1为对称结构。所述HDPE蛋形管材1的内外表面均平滑。所述HDPE蛋形管材1为双壁缠绕蛋形管材。
[0108] 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。
