專利名稱：：聚乙烯直埋防腐保溫管外套管的非電暈熱離子流注入極化處理方法
技術領域：
：本發明屬于一種防腐保溫復合管道生產線中，對聚乙烯外套管內壁進行的非電暈極化處理方法，具體地說是一種對聚乙烯外套管內壁進行的非電暈熱離子流注入極化處理方法。目前，國際、國內在聚乙烯+聚氨酯硬泡沫塑料+鋼管集輸防腐保溫復合管道產品質量標準中，對聚乙烯外套管與聚氨酯硬泡沫塑料之間的粘接剪切強度均提出了明確的要求，如歐管中心標準粘接剪切強度≥200KPa；我國行業標準粘接剪切強度≥120KPa，這是考核該產品合格與否的一項重要指標。為此，國內外同行在這方面投入了大量的人力、物力進行研究。經多次試驗于70年代末研究開發了目前國內外通行的電暈極化處理方法，該方法基本解決了聚乙烯外套管與聚氨酯硬泡沫塑料粘接問題，但是這一技術在國內的應用還是比較少的，其原因是多方面的①電暈極化處理設備投資大(約20萬元以上)，技術難度高；②在對聚乙烯外套管的電暈極化處理中，耗電多、處理成本高；③對聚乙烯外套管采用電暈極化處理，由于是利用高壓放電的原理，因此，其處理的是點而不是面(其處理的均勻程度依據電極電壓強度及電極板和聚乙烯外套管內壁的粗糙度而定)；④處理層厚度薄，僅為100～500μm，處理結果不穩定，在電暈處理后的聚乙烯外套管經放置一段時間后，出現失效現象；⑤經對電暈極化處理產品多批多規格測試，其聚乙烯外套管與聚氨酯硬泡沫塑料粘接剪切強度基本在100KPa～200KPa之間，個別產品的粘接剪切強度小于100KPa，甚至有出現脫粘現象。本發明的目的在于提供一種處理成本低、處理裝置簡單的聚乙烯直埋防腐保溫管外套管的非電暈熱離子流注入極化處理方法，經該方法處理后的聚乙烯外套管與聚氨酯硬泡沫塑料的粘接強度高、且均勻。聚乙烯塑料是大分子量高分子線性有機材料，該材料本身具有很高的電阻率。因此，在加工成型過程中(如注塑拉管過程)聚積了大量的靜電荷，其靜電壓高達數千伏，同時又因為其絕緣性能優異，這些被聚積的靜電很難釋放出來(聚乙烯材料的電阻率為1014～1018/Ω·m，其體積電阻率高達1016Ω·cm)。正是由于這些累積的靜電效應，使聚氨酯硬泡沫發泡組合料在聚乙烯外套管內發泡時，產生巨大的排斥作用，因而使聚乙烯外套管難于與聚氨酯硬泡沫塑料實現親和與粘接。鑒于以上分析，為實現上述目的，本發明采取的技術方案是該聚乙烯直埋防腐保溫管外套管的非電暈熱離子流注入極化處理方法，其特征在于在復合防腐保溫管道生產中，在聚氨酯硬質泡沫塑料發泡前，用非電暈熱離子流注入極化處理方法對聚乙烯外套管內壁實行極化處理，即a、首先，用可燃氣體火焰或高溫輻射加熱方式對聚乙烯外套管內壁進行均勻移動式加熱，使聚乙烯套管一定厚度的表層分子鏈、分子端鍵被擊活，并出現部分斷鍵、開鏈、交聯與氧化(從微觀上認為)，其火焰溫度或高溫輻射區溫度應控制在1000℃～3500℃范圍內，加熱時聚乙烯外套管相對移動速度應控制在1～5m/min范圍內；b、在對聚乙烯外套管內壁加熱的同時向該管內壁注入熱離子流，此項操作與對聚乙烯外套管內壁的加熱同步進行，以改變其表層理化狀態，使其表層在一定厚度內存有大量易導電的離子，從而有效的降低其表層電阻率，以利于聚乙烯外套管積累的靜電釋放；c、在距火焰或高溫輻射區5～100cm位置時，開始迅速冷卻固化聚乙烯外套管內壁，冷卻至室溫15℃～30℃，穩定處理結果；d、當完成a、b、c工藝后，即可得到與聚氨酯硬泡沫塑料保溫層實現牢固粘接的、經非電暈熱離子流注入極化處理的聚乙烯外套管。本發明提供的聚乙烯外套管的非電暈熱離子流注入極化處理方法，具有以下特點①“非電暈熱離子流注入極化處理方法”設備投資僅為電暈極化處理的十分之一；②基本不耗電，所用處理的原材料價廉易購，處理成本低；③對聚乙烯套管內壁是均勻的面處理；④處理層厚度≥500μm，處理后的聚乙烯套管長期放置不失效；⑤經測試分析，非電暈熱離子流注入極化處理方法處理的聚乙烯套管內壁含有大量的離子及易吸濕的表層，這樣可有效長期地將聚乙烯外套管中積累的靜電釋放出來，因而，在已處理的聚乙烯外套管中發泡生成聚氨酯硬泡沫塑料時，形成牢固可靠的粘接。經國家級試驗室檢測，利用該項技術(工藝)生產的聚乙烯防腐保溫復合管，其各項指標均達到和優于國家行業標準的產品質量要求(標準號CJJ/T86-98)。其中聚乙烯管與聚氨酯硬泡沫塑料的粘接剪切強≥360Kpa，是國家行業標準的三倍，比電暈極化處理的產品高一倍以上；其有效粘接面積達98％以上。從而大大提高了復合防腐保溫管的產品質量、延長了使用壽命，徹底解決了管道防腐保溫處理中聚乙烯外套管與聚氨酯硬泡沫層之間的粘接問題。該項技術的成功應用，極具有國內、國際市場的競爭潛力。采用本發明非電暈熱離子流注入極化處理方法處理的產品測試數據<tablesid="table1"num="001"><table>樣品代號聚乙烯管-硬質聚氨酯泡沫塑料粘接剪切強度(KPa)1481</table></tables>采用現有技術電暈極化處理方法處理的產品測試數據下面結合實施例對本發明作進一步說明將已拉制成型的聚乙烯外套管放置于非電暈熱離子流注入平臺，用專用夾具將其定位并夾緊；然后把加溫-熱離子流注入-冷卻組合裝置安裝于聚乙烯外套管一端，并使其處于管徑中心位置；開啟加溫-熱離子流注入-冷卻系統，并啟動移動電機，使上述加溫-熱離子流注入-冷卻組合裝置沿聚乙烯外套管以2～3m/min的移動速度移動較佳，用可燃氣體火焰或高溫輻射加熱方式對聚乙烯外套管內壁進行均勻移動式加熱，其火焰溫度或高溫輻射區溫度控制在2000℃～3000℃范圍內較佳；在對聚乙烯外套管內壁加熱的同時向該管內壁注入熱離子流，此項操作與對聚乙烯外套管內壁的加熱同步進行；在距火焰或高溫輻射區5～100cm位置時，開始迅速冷卻固化聚乙烯外套管內壁，冷卻至室溫15℃～30℃，穩定處理結果；當水平定向移動至聚乙烯外套管另一端口時，關閉處理系統，松動聚乙烯外套管夾具，即可得到經過非電暈熱離子流注入極化處理方法處理的聚乙烯外套管。這種聚乙烯外套管可直接用于復合防腐保溫管道的生產，其特點是聚乙烯外套管與聚氨酯硬泡沫塑料保溫層達到牢固可靠的粘接。權利要求1.一種聚乙烯直埋防腐保溫管外套管的非電暈熱離子流注入極化處理方法，其特征在于在復合防腐保溫管道生產中，在聚氨酯硬質泡沫塑料發泡前，用非電暈熱離子流注入極化處理方法對聚乙烯外套管內壁實行極化處理，即a、首先，用可燃氣體火焰或高溫輻射加熱方式對聚乙烯外套管內壁進行均勻移動式加熱，其火焰溫度或高溫輻射區溫度應控制在1000℃～3500℃范圍內，加熱時聚乙烯外套管相對移動速度應控制在1～5m/min范圍內；b、在對聚乙烯外套管內壁加熱的同時向該管內壁注入熱離子流，此項操作與對聚乙烯外套管內壁的加熱同步進行；c、在距火焰或高溫輻射區5～100cm位置時，開始迅速冷卻固化聚乙烯外套管內壁，冷卻至室溫15℃～30℃，穩定處理結果；d、當完成a、b、c工藝后，即可得到與聚氨酯硬泡沫塑料保溫層實現牢固粘接的、經非電暈熱離子流注入極化處理的聚乙烯外套管。2.根據權利要求1所述的聚乙烯直埋防腐保溫管外套管的非電暈熱離子流注入極化處理方法，其特征在于對聚乙烯外套管內壁進行均勻移動式加熱時，其火焰溫度或高溫輻射區溫度以2000℃～3000℃范圍內選擇較佳，聚乙烯外套管相對移動速度以2～3m/min范圍內選擇較佳。全文摘要一種聚乙烯直埋防腐保溫管外套管的非電暈熱離子流注入極化處理方法,在聚氨酯硬質泡沫塑料發泡前,對聚乙烯外套管內壁進行均勻移動式加熱,同時注入熱離子流:再經迅速冷卻固化,穩定處理結果。本發明處理成本低、處理裝置簡單,經該方法處理后的聚乙烯外套管與聚氨酯硬泡沫塑料的粘接強度高且均勻。經國家級試驗室檢測,聚乙烯管與聚氨酯硬泡沫塑料的粘接剪切強≥360KPa,其有效粘接面積達98%以上,產品質量、使用壽命大大提高。文檔編號B29C63/00GK1296882SQ9912306公開日2001年5月30日申請日期1999年11月17日優先權日1999年11月17日發明者賈孝義,冀勇夫申請人:蘭州市政工程總公司管道防腐保溫廠