[发明专利]一种复合钢带及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合钢带的结构及制造方法，该种钢带用于生产钢带增强聚乙烯螺旋波纹管等产品，属于钢塑复合管道技术领域。

背景技术

钢带增强聚乙烯螺旋波纹管具有质轻、环刚度高、耐腐蚀等优点，在市政排水、排污管道中应用越来越广泛，CJ/T 225-2011《埋地排水用钢带增强聚乙烯(PE)螺旋波纹管》中规定了管体结构。

申请号为200410076972.7、200810236907.2、ZL 200720080551.9、ZL200420058997.8的中国专利中公开了用于钢塑复合管的复合钢带的结构和制造方法，钢带经过清洗、发蓝、加热等处理后，在挤出机中涂覆粘接树脂，形成复合钢带。复合钢带最终用于生产钢带增强聚乙烯螺旋波纹管，因粘接树脂与聚乙烯的化学结构差异小，两者在生产过程中熔合为一体，实现了钢带和聚乙烯的粘接。粘接树脂一般为马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸等单体与烯烃的共聚物，共聚方式包括接枝共聚、嵌段共聚或无规共聚。

在钢塑复合管中，钢带和粘接树脂之间粘接强度的高低以及粘接层耐热、耐水、耐候、耐交变应力等性能的好坏，直接影响管道的整体力学性能和使用寿命。

实际应用表明，在挤出机中直接涂覆粘接树脂的复合钢带，粘接树脂与钢带的粘接效果极不理想。不仅粘接力偏小，而且在大气、水、交变应力的作用下失效的情况屡屡发生，严重影响了钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的质量和寿命。

通过在钢带上打孔的方式，虽然钢带两侧的粘接树脂可通过孔口融合成一体，但大部分没有孔口的区域仍易发生失效。

造成这种严重缺陷的原因主要有三个方面，首先，粘接树脂与钢带表面为物理粘接，结合力小；其次，钢带表面光滑平整，粗糙度不够；最后，粘接树脂在钢带上涂覆的过程中没有施加外部压力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有钢带增强聚乙烯螺旋波纹管中钢带与粘接树脂之间粘接力小，容易失效的不足，提供一种粘接力强，耐热、耐水、耐候、耐交变应力优异的新型结构复合钢带；本发明的另一个目的是提供上述新型复合钢带的生产方法。

本发明所述复合钢带，从内到外依次由钢带、环氧固化层和包覆在外的聚烯烃粘接树脂组成。

钢带材质为碳钢、合金钢或不锈钢，横截面为平直形、Ω形、U形或拱形形状，厚度0.1mm～5mm，宽度20mm～1000mm。钢带表面粗糙，锚纹深度达到5μm～280μm。环氧固化层是液体环氧涂料或环氧粉末涂料固化所形成，厚度为8μm～300μm。聚烯烃粘接树脂厚度为50μm～3000μm，其化学成分是马来酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、缩水甘油酯之类的单体与烯烃的共聚物，或者是该类共聚物与聚烯烃的共混物，共聚方式包括接枝共聚、嵌段共聚或无规共聚。

本发明提供的新型复合钢带的生产方法，包括以下步骤：

a.对钢带表面进行处理，去除钢带表面的氧化层、杂质、焊渣及毛刺，使处理完的钢带表面锚纹深度达到5μm～280μm；

b.在钢带表面喷涂、浸涂或刷涂环氧粉末涂料或液体环氧涂料；

c.在环氧涂料固化过程中，使钢带通过挤出机进行聚烯烃粘接树脂的涂覆；

d.涂覆完聚烯烃粘接树脂的钢带从压辊之间通过，压辊对聚烯烃粘接树脂施加垂直于钢带表面的压力。

每个步骤由单独的设备完成，全部设备依次串列成为生产线。钢带连续通过生产线，制造出复合钢带。对于断面形状不同的复合钢带，以上生产方法、设备基本不变，只需将挤出机涂覆口模、压辊等工装的形状作相应调整，使之匹配。

所述压辊可以是金属辊、塑料辊或橡胶辊等多种类型，内部可通水或油进行冷却。可使用成对压辊，压辊两端轴承座通过弹簧、气缸、水缸、油缸元件与基座连接，弹簧的回复力或气缸、水缸、油缸的压力使压辊对聚烯烃粘接树脂施加垂直于钢带表面的压力。另一种替代方案是，采用成对橡胶压辊，各对压辊之间间隙小于复合钢带厚度，利用橡胶辊体的回弹对聚烯烃粘接树脂施加垂直于钢带表面的压力。还可以使用一组上下交错排列的压辊，其中上辊和下辊至少各有一个，生产中复合钢带受力张紧时，压辊可对聚烯烃粘接树脂施加垂直于钢带表面的压力。

采用橡胶辊时，辊体外层是邵氏(A)硬度为20～90的耐高温橡胶，橡胶层宽度大于钢带宽度20mm以上。

采用以上方法生产的平直复合钢带，经轧制成为Ω形、U形或拱形等横截面形状后用于生产钢带增强聚乙烯螺旋波纹管；先轧制成Ω形、U形或拱形等横截面形状后再与环氧涂料和聚烯烃粘接树脂复合的，则可直接用于生产钢带增强聚乙烯螺旋波纹管。