[发明专利]塑料管体和密封体的组合体及其制造方法和模具

说明书

本发明涉及将热塑弹性密封体与热塑材料塑料管体的连接方法;连接是通过用压力方法，最好是注塑成型方法，将所述弹性体附加在塑料管体上实现的。

这种塑料管体是已知技术。这种已知塑料管体的制造方法是在硬聚氯乙烯或聚烯烃（如聚丙烯）塑料管的端部再注塑上一种热塑性橡胶。

已有的这类塑料管体的缺点是热塑性橡胶不具有长期，可靠的密封性能。并且，塑料管体与热塑性橡胶之间的接合会很快受到破坏。

因此，至今为止，管材连接，特别是热塑性管材（如聚氯乙烯管）连接所使用的密封环主要是用弹性材料，如具有一定性能的硫化橡胶制成的。常用的橡胶是丁苯橡胶，由丁苯橡胶制成的密封环非常适用于热塑性管材的连接。但是，这种密封环的缺点是：主要由于需要硫化过程，使制造周期很长，而且要在高温下完成。所述密封环的硫化也可通过幅射方法来实现，但在制造过程中又出现有复杂的时间和安全措施问题。

近年来，虽然已制造出一些热塑性橡胶产品，它们的机械性能适合于作密封环，但当用于热塑性管材之间连接时，这类橡胶与热塑性管体之间常得不到可靠的接合。因此，如采用这类热塑性橡胶密封环，通常是不能保证有良好的接合，密封体极易在短期内与管体相脱离，即按放时，管子承口部分就会穿透密封体内圆周。

出人意料地发现，如若采用特定类型的热塑性弹性体与一定型式的塑料管体相组合，就可以消除上述所有缺点。

本发明的目的是：提供一种塑料管体和热塑弹性密封体的组合;这种组合制造简便，密封体与塑料管体键合牢固，并不存在密封体塑料管体相脱离的危险，管材间、特别是热塑性管材间的密封良好。

实现上述目的的途径是，使热塑弹性体中含有部分热塑性聚合物，这种热塑性聚合物能与上述热塑弹性体相容，并与管体形成物理键合。

所谓物理键合是指：由各键合部分的分子之间形成紧密接合，其中不发生化学反应。这种物理键合的例子有：焊接、范得华力键合等。

由于在热塑性弹性体中主要含有与塑料管体的热塑性材料相容的热塑性聚合物，密封体将以物理方式紧密地键合在塑料管体上，即使在长期工作条件下，或在高应力下也不会脱落。这种高应力是当管子插口插入采用上述密封体密封的管体接合部时产生的。

最好的实施例是：上述管体采用聚烯烃材料和热塑性弹性体中至少应含有一个烯烃链段，将该热塑弹性体以物理方式键合在管体上，以实现管体与密封体之间的良好接合。

热塑弹性体中至少应含有一个烯烃链段是指，例如使弹性体具有弹性的烯烃基团的分子链中，应部分是烯烃链段组成;该烯烃基团与非烯烃基团（如聚苯乙烯）之间产生化学键合。

含有烯烃链段的热塑性弹性体，也可以是在聚烯烃（如聚丙烯）的连续相中共存有交联的乙烯-丙烯-二烯类三元共聚的弹性体;其中聚烯烃与管体中的聚烯烃形成键合。

将上述可赋予热塑性弹性体以热塑性能的烯烃链段或做为聚烯烃的基体，或做为弹性体的组成部分，都为密封体与塑料管体牢固结合提供了条件。

本方法的一个优点是，构成塑料管体的聚合物与构成热塑性弹性体烯烃链段中的烯烃都是基于同样的聚烯烃。

具体地说，当聚丙烯塑料管体与热塑性弹性体中的烯烃链段其链节单元都是基于丙烯基团，或聚乙烯塑料管体与热塑性弹性中的烯烃链段都以乙烯基为链节单元时，一旦将弹性体注塑在管体上，塑料管体的热塑性材料与热塑性弹性体彼此间就都可获得良好的粘接;这种物理键合是通过管体热塑性材料与热塑弹性体的交融而实现的。

当热塑管体是由聚乙烯或聚丙烯构成，且热塑性橡胶是由聚丙烯和/或聚乙烯的链段构成热塑性弹性体时，即可实现密封体与管体的良好连接。

如果热塑性橡胶密封体的硬度和弹性摸量远大于通常作密封环的橡胶的硬度和弹性模量，如果热塑性橡胶密封环与普通橡胶密封环具有相同的形状，则总难以实现良好密封。克服这一缺点的方法是：在密封体内壁上至少应设有一个环形密封套筋，并且在与管壁相接一侧至少应有一个环形的凸缘密封套筋。

这样，密封部分就具有了足够的柔软性，从而即使在热塑性管材的表面由于有沟槽或划痕而不是完全光滑的情况下，也能实现热塑性管材之间的良好密封。

该方法特别适用于下述情况：构成密封体的热塑性橡胶的硬度大于肖氏硬度A55°，在10%定伸下其弹性模量大于5N/mm²。

上述密封套筋最好采用多元侧向密封筋。

一个较好的实施例是，用一个或多个侧向密封筋构成多元密封套筋。塑料管体应选适用的塑料管、管件、承口和卡环。

一个很好的实施例是，塑料管体包括一个用来卡住密封体的卡环，卡环上装有连接装置以连接卡环、管上的套环或管件。