一种半热熔法兰及其制造方法

技术领域

本发明属于分类号为B65D90/00的技术领域，具体涉及一种半热熔法兰及其制造方法。

背景技术

法兰，又叫法兰凸缘盘或突缘。法兰可以用在储存罐的进出口端，也可以用于管端之间的连接，具有良好的密封和连接的作用。现有的法兰多为金属材质的，比如碳钢类的、铬钢类的、不锈钢类的法兰，金属材质的法兰在使用时需要通过焊接的方法将法兰焊接于设备的进出口端或管道的一端。但是对于复合材料储存罐，因复合材料中含有高分子材料，与金属之间具有不相容性，不能通过焊接的方式将金属材质的法兰焊接于储存罐上。因此高分子材质的热熔法兰应运而生，热熔法兰通过热熔的方式与复合材料储存罐体相粘结，从而实现密封连接。

盛放酸性或碱性较强液体的聚乙烯高强度储存罐一般都会用热熔法兰进行连接和密封，但是现有的高分子材质的热熔法兰的力学强度较差，耐酸碱腐蚀性较差，尤其是用于聚乙烯高强度储存罐上部的热熔法兰，在长期使用的过程中会出现热熔法兰被腐蚀，从而泄漏、损坏的情况，造成较大的经济损失，甚至会对操作人员的身体造成一定的伤害。因此亟需一种力学强度较高、以及耐酸碱腐蚀性较好的热熔性法兰。

发明内容

为了下面的详细描述的目的，应当理解，本发明可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。

本发明中所述熔融指数是指在190℃、2.16kg，通过ASTM D-1238测试方法得到。

一种半热熔法兰，包括具有中心孔的环形法兰盘，所述环形法兰盘上开有N个连接孔，所述环形法兰盘中心孔的外侧设有X个密封垫凹槽，所述密封垫凹槽的外侧设有环形凸起，其中N≥2，X≥1；支撑部，所述支撑部自环形法兰盘中心孔的周向向一侧延伸而成，所述支撑部的上半部设有M个支撑块，所述支撑块的一端与环形法兰盘相抵接，其中M≥1。

发明人通过在支撑部的周向上设有支撑块，所述支撑块的一端与环形法兰盘相连接，通过设置支撑块，提高半热熔法兰的承压强度，提高半熔法兰的使用寿命。半热熔法兰在使用时，支撑部的下半部受热与待封装的储存罐粘结在一起，起到进一步密封和导流的作用。

作为一种优选的技术方案，所述支撑部的周向上可以设有4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个支撑块。

作为一种优选的技术方案，所述支撑块的截面为Y边形，其中Y≥3。

作为一种优选的技术方案，所述支撑块的截面可以为三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形、九边形、十边形，所述四边形可以为正方形、长方形、平行四边形、梯形。

作为一种优选的技术方案，所述半热熔法兰的制备原料，按重量份计，至少包括15-40份的HDPE、15-30份的LLDPE、1-6份增强填料、硅烷偶联剂0.5-1.5份、润滑剂0.5-1份和光稳定剂1-2份。

作为一种优选的技术方案，所述HDPE的熔融指数在7-8g/10min，所述LLDPE的熔融指数在1.5-2.5g/10min。

现有的塑胶储存罐的材质基本为聚乙烯，为了提高半热熔法兰在热熔时与储存罐基体之间具有较好的相容性，发明人选用聚乙烯作为半热熔法兰的主要材料。HDPE具有较好的耐酸、耐碱和耐各种盐的腐蚀性，而且HDPE的化学稳定性好，但是发明人发现HDPE材质的半热熔法兰，在实际使用过程中，随着储存罐体的搬运，半热熔法兰会受到一定的外界应力，HDPE材质的半热熔法兰耐环境应力的开裂性较差，长时间使用的情况下会出现法兰裂纹，导致储存的液体从缝隙中漏出。发明人意外发现通过添加一定的LLDPE能够提高半热熔法兰的耐环境应力开裂性，提高热熔法兰的耐冲击强度和耐撕裂强度，提高半热熔法兰的密封效果。但是由于LLDPE的热熔温度比HDPE的热熔点低，在进行热熔粘结时，半热熔法兰不能与储存罐体之间均一热熔，降低了半热熔法兰与储存罐体之间的粘结性能。发明人意外发现当使用熔融指数在7-8g/10min的HDPE和熔融指数在1.5-2.5g/10min的LLDPE时，通过熔融流动性的调整可以提高半热熔法兰热熔粘结时的均一性与粘结性能。但是HDPE与LLDPE混合注塑形成的全热熔法兰在承受外界压力时，抗变形能力较差。

作为一种优选的技术方案，所述增强填料选自碳酸钙、云母粉、石英纤维、硅灰石、滑石粉、高岭土、石棉、硫酸钙、硫酸钡、氧化铝、二氧化硅、氧化锆、氧化镁和硅酸钠中的至少一种。

作为一种优选的技术方案，所述增强填料为滑石粉和石英纤维的混合物，所述云母粉、滑石粉和石英纤维之间的重量比为1:(3-5)。

作为一种优选的技术方案，所述滑石粉的目数在1000-1500目。

作为一种优选的技术方案，所述滑石粉的目数在1250目。

作为一种优选的技术方案，所述石英纤维的直径在5-10um，所述石英纤维的长度在20-350um。

发明人为了提高半热熔法兰在受外力条件下的尺寸稳定性，添加了一定量的石英纤维，发明人发现石英纤维能够明显的提高半热熔法兰的尺寸稳定性和力学强度，但是半热熔法兰的力学强度提升不均匀，发明人认为可能的原因是石英纤维中，纤维为立体结构，彼此之间会存在间隙和位阻，所以导致半热熔法兰的力学性能提升不均匀。发明人意外发现当添加一定的滑石粉，尤其是添加1250目的滑石粉时，会提高半热熔法兰的力学性能均匀提升，而且能够进一步提高半热熔法兰的平滑性，进而提高半热熔法兰粘结时的密封性。发明人认为可能的原因是滑石粉能够穿插在石英纤维的空隙中，弥补了石英纤维彼此之间的空隙，进而提高半热熔法兰的力学均匀性，减小半热熔法兰的粗糙度，提高半热熔法兰的平滑性。但是滑石粉的目数过小时，不能很好的提升半热熔法兰的力学性能，滑石粉的目数过大时，会增加半热熔法兰的粗糙度，导致半热熔法兰的密封连接面不平整，甚至会使热熔法兰出现漏液的问题。石英纤维的添加量过多时，也会降低半热熔法兰的韧性和耐候性。

作为一种优选的技术方案，所述润滑剂选自硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸丁酯、油酰胺和乙撑双硬脂酰胺中的至少一种。

作为一种优选的技术方案，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺。

发明人通过添加一定的乙撑双硬脂酰胺，提高半热熔法兰的加工性和平滑性。

本发明的第二个方面提供了所述的半热熔法兰的制备方法，所述半热熔法兰通过注塑成型。

有益效果：

(1)发明人通过在支撑部的周向上设有支撑块，所述支撑块的一端与环形法兰盘相连接，通过设置支撑块，提高全热熔法兰的承压强度，提高全熔法兰的使用寿命。

(2)发明人通过调配一定熔融指数的HDPE和LLDPE，使热熔法兰具有较好的耐酸、耐碱和耐各种盐的腐蚀性，提高了半热熔法兰的耐环境应力开裂性，同时使半热熔法兰具有均一的热熔性。

(3)发明人通过增强填料的添加，使全热熔法兰具有较好的力学强度、耐磨性、耐候性、尺寸稳定性和平滑性，进而提升了半热熔法兰的使用效果和密封效果。

附图说明

图1是实施例1中的半热熔法兰的正视结构示意图。

图2是实施例1中的半热熔法兰的俯视结构示意图。

图3是实施例1中的半热熔法兰的整体结构示意图。

1-环形法兰盘、2-支撑块、3-支撑部、4-环形凸起、5-连接孔、6-密封垫凹槽、7-中心孔。

具体实施方式

实施例1

如图1-图3所示，一种半热熔法兰，包括具有中心孔7的环形法兰盘1，所述环形法兰盘1上开有个8个连接孔5，通过连接孔5将半热熔法兰与其余零部件进行连接，所述环形法兰盘1中心孔7的外侧设有3个密封垫凹槽6，在密封垫凹槽6中放置密封垫，提高热熔法兰的密封性，所述密封垫凹槽6的周向设有环形凸起4，进一步提高热熔法兰的使用便利性和密封性；支撑部3，所述支撑部3自环形法兰盘1中心孔7的周向向一侧延伸而成，所述支撑部3自环形法兰盘1一侧向外直径逐渐减小，呈圆台状。所述支撑部3的周向上设有4个支撑块2，所述支撑块2的一端与环形法兰盘1相抵接。通过支撑块2的设置，提高半热熔法兰的支撑能力和使用寿命。本技术方案中所述支撑块2的截面为四边形，所述四边形为梯形。半热熔法兰在使用时，支撑部3安装有支撑块2的下部受热变成局部熔融状态与待封装的储存罐粘结在一起，从而实现通过半熔法兰对储存罐的密封。

实施例2

本实施例中的半热熔法兰的结构与实施例1中的半热熔法兰的结构相同，不同点在于，本实施例中的半热熔法兰的制备原料，按重量份计，包括15份HDPE、15份LLDPE、1份增强填料、0.5份硅烷偶联剂、0.5份润滑剂和1份光稳定剂，所述HDPE的熔融指数在7-8g/10min，购自上海弘伟塑化有限公司，货号为：FHC7260，所述LLDPE的熔融指数在1.5-2.5g/10min，购自苏州云茂新材料有限公司，货号为：1。所述增强填料为滑石粉和石英纤维的混合物，所述滑石粉和石英纤维之间的重量比为1：3，所述滑石粉的目数为1250目，所述滑石粉购于长兴龙峰粉体材料有限公司，货号为1250目。所述石英纤维的直径在5-10um，所述石英纤维的长度在20-350um，购于连云港瑞创新材料科技有限公司。所述硅烷偶联剂为KH-560，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺，所述乙撑双硬脂酰胺的CAS号为110-30-5。所述光稳定剂为UV770,牌号为：巴斯夫Tinuvin770。

本实施例的第二个方面提供了所述的半热熔法兰的制备方法，所述半热熔法兰的制备方法为将HDPE、LLDPE、增强填料、硅烷偶联剂、润滑剂和光稳定剂进行混合，并通过注塑成型。

实施例3

本实施例中的半热熔法兰的结构与实施例1中的半热熔法兰的结构相同，不同点在于，本实施例中的半热熔法兰的制备原料，按重量份计，包括28份HDPE、22份LLDPE、4份增强填料、1份硅烷偶联剂、0.75份润滑剂和1份光稳定剂，所述HDPE的熔融指数在7-8g/10min，购自上海弘伟塑化有限公司，货号为：FHC7260，所述LLDPE的熔融指数在1.5-2.5g/10min，购自苏州云茂新材料有限公司，货号为：1。所述增强填料为滑石粉和石英纤维的混合物，所述滑石粉和石英纤维之间的重量比为1：3，所述滑石粉的目数为1250目，所述滑石粉购于长兴龙峰粉体材料有限公司，货号为1250目。所述石英纤维的直径在5-10um，所述石英纤维的长度在20-350um，购于连云港瑞创新材料科技有限公司。所述硅烷偶联剂为KH-560，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺，所述乙撑双硬脂酰胺的CAS号为110-30-5。所述光稳定剂为UV770,牌号为：巴斯夫Tinuvin770。

本实施例的第二个方面提供了所述的半热熔法兰的制备方法，所述半热熔法兰的制备方法为将HDPE、LLDPE、增强填料、硅烷偶联剂、润滑剂和光稳定剂进行混合，并通过注塑成型。

实施例4

本实施例中的半热熔法兰的结构与实施例1中的半热熔法兰的结构相同，不同点在于，本实施例中的半热熔法兰的制备原料，按重量份计，包括40份HDPE、30份LLDPE、6份增强填料、1.5份硅烷偶联剂、1份润滑剂和2份光稳定剂，所述HDPE的熔融指数在7-8g/10min，购自上海弘伟塑化有限公司，货号为：FHC7260，所述LLDPE的熔融指数在1.5-2.5g/10min，购自苏州云茂新材料有限公司，货号为：1。所述增强填料为滑石粉和石英纤维的混合物，所述滑石粉和石英纤维之间的重量比为1：3，所述滑石粉的目数为1250目，所述滑石粉购于长兴龙峰粉体材料有限公司，货号为1250目。所述石英纤维的直径在5-10um，所述石英纤维的长度在20-350um，购于连云港瑞创新材料科技有限公司。所述硅烷偶联剂为KH-560，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺，所述乙撑双硬脂酰胺的CAS号为110-30-5。所述光稳定剂为UV770,牌号为：巴斯夫Tinuvin770。

本实施例的第二个方面提供了所述的半热熔法兰的制备方法，所述半热熔法兰的制备方法为将HDPE、LLDPE、增强填料、硅烷偶联剂、润滑剂和光稳定剂进行混合，并通过注塑成型。

实施例5

本实施例中的半热熔法兰的结构与实施例1中的半热熔法兰的结构相同，不同点在于，本实施例中的半热熔法兰的制备原料，按重量份计，包括50份LLDPE、4份增强填料、1份硅烷偶联剂、0.75份润滑剂和1份光稳定剂，所述LLDPE的熔融指数在1.5-2.5g/10min，购自苏州云茂新材料有限公司，货号为：1。所述增强填料为滑石粉和石英纤维的混合物，所述滑石粉和石英纤维之间的重量比为1：3，所述滑石粉的目数为1250目，所述滑石粉购于长兴龙峰粉体材料有限公司，货号为1250目。所述石英纤维的直径在5-10um，所述石英纤维的长度在20-350um，购于连云港瑞创新材料科技有限公司。所述硅烷偶联剂为KH-560，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺，所述乙撑双硬脂酰胺的CAS号为110-30-5。所述光稳定剂为UV770,牌号为：巴斯夫Tinuvin770。

本实施例的第二个方面提供了所述的半热熔法兰的制备方法，所述半热熔法兰的制备方法为将LLDPE、增强填料、硅烷偶联剂、润滑剂和光稳定剂进行混合，并通过注塑成型。

实施例6

本实施例中的半热熔法兰的结构与实施例1中的半热熔法兰的结构相同，不同点在于，本实施例中的半热熔法兰的制备原料，按重量份计，包括28份HDPE、22份LLDPE、4份增强填料、1份硅烷偶联剂、0.75份润滑剂和1份光稳定剂，所述HDPE的熔融指数在7-8g/10min，购自上海弘伟塑化有限公司，货号为：FHC7260，所述LLDPE的熔融指数在1.5-2.5g/10min，购自苏州云茂新材料有限公司，货号为：1。所述增强填料为滑石粉，所述滑石粉的目数为1250目，所述滑石粉购于长兴龙峰粉体材料有限公司，货号为1250目。所述硅烷偶联剂为KH-560，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺，所述乙撑双硬脂酰胺的CAS号为110-30-5。所述光稳定剂为UV770,牌号为：巴斯夫Tinuvin770。

本实施例的第二个方面提供了所述的半热熔法兰的制备方法，所述半热熔法兰的制备方法为将HDPE、LLDPE、增强填料、硅烷偶联剂、润滑剂和光稳定剂进行混合，并通过注塑成型。

实施例7

本实施例中的半热熔法兰的结构与实施例1中的半热熔法兰的结构相同，不同点在于，本实施例中的半热熔法兰的制备原料，按重量份计，包括28份HDPE、22份LLDPE、4份增强填料、1份硅烷偶联剂、0.75份润滑剂和1份光稳定剂，所述HDPE的熔融指数在7-8g/10min，购自上海弘伟塑化有限公司，货号为：FHC7260，所述LLDPE的熔融指数在1.5-2.5g/10min，购自苏州云茂新材料有限公司，货号为：1。所述增强填料为石英纤维，所述石英纤维的直径在5-10um，所述石英纤维的长度在20-350um，购于连云港瑞创新材料科技有限公司。所述硅烷偶联剂为KH-560，所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺，所述乙撑双硬脂酰胺的CAS号为110-30-5。所述光稳定剂为UV770,牌号为：巴斯夫Tinuvin770。

本实施例的第二个方面提供了所述的半热熔法兰的制备方法，所述半热熔法兰的制备方法为将HDPE、LLDPE、增强填料、硅烷偶联剂、润滑剂和光稳定剂进行混合，并通过注塑成型。

性能测试

性能测试一

参照GB/T 9341-2008的测试方法，按照实施例3、实施例5-实施例7中的原料配比注塑成待测试样品，并按照GB/T 9341-2008的测试方法测试样品的弯曲模量，测试结果见表1。

性能测试二

参照GB/T1040.3-2006的测试方法，按照实施例3、实施例5-实施例7中的原料配比注塑成待测试样品，并按照GB/T1040.3-2006的测试方法测试样品的拉伸强度，测试结果见表1。

表1

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。