一种制管后表面轧花处理的可抑菌双金属复合扶手用结构管

技术领域

本发明涉及一种扶手用结构管，具体涉及一种显著区别于现有行业通行的制管前轧花的、在制管后进行表面轧花处理的可抑菌双金属复合扶手用结构管，属于金属基-非金属胶粘结构加强复合管材技术领域

背景技术

双金属复合管主要应用于公交、轨交扶手用结构管等人手握持必不可少的使用场景，也可以单纯的作为扶手用结构管或结构用管，用于地铁站、高铁站、体育场馆、展会展馆、医院、影院、学校等人流密集场所的扶手用结构管或装饰管，还可以作为门把手、无障碍厕所如厕专用扶手、医院病床侧面及床头、床尾扶手和救援担架等场景；其结构主要由基管和外衬覆层管组成，其中：基管在室内场景时主要由碳钢管或低合金钢管组成，在室外场景时主要由铝合金管或不锈钢管组成，在用作救援担架时基管也主要采用轻质高强铝合金外覆不锈钢或具有显著抑菌作用的黄铜或紫铜，基管主要是起强度和结构支撑作用；胶粘层起粘接和填充双金属管壁间隙的作用，同时也起到在内外管间有效传递荷载的功能，固化后的胶粘剂本身还具有一定的隔热性能，可以在寒冷的季节提高人手扶握时的温度舒适度；铜及铜合金、铝合金或不锈钢材质的外层薄壁衬管主要起到装饰和功能性作用，在采用铜及铜合金材质等符合美国环保署(EPA)官方认证的多达357种的铜及铜合金等“抑菌铜Cu+”材质时能在较短的时间内大量灭杀包括新冠病毒在内的各类病毒、病菌。

这种结构的双金属复合扶手用结构管相较于单一材质的铜及铜合金、铝合金或不锈钢管具有相似甚至更好的装饰性，与现有行业通行的“先轧花、后制管”工艺相比其优点是无需在制管前单独设置轧花及焊管工序的生产线，对于碳钢扶手制管后也无需设置容易造成作业环境污染的表面喷漆工序，可在避免造成作业环境的污染及其对操作人员健康的损害的同时，显著降低轧花功耗和制造成本，对于外覆不锈钢或铝合金薄壁管的扶手管则能大幅减少单一材质不锈钢或铝合金等扶手管的有色金属的使用量并有效降低综合造价，尤其重要的是在使用铜或铜合金等符合美国环保署(EPA)官方认证的“抑菌铜Cu+”材质作为外衬覆层管时具有突出的生物安全性，经国内外大量权威的权威科研机构测试铜及铜合金表面可以在较短的时间内大量灭活及消杀包括新冠病毒在内的各类病毒和细菌，在全球新冠大流行的背景下可以极大地提高交通及人流密集场所的卫生安全水准，可节省平时防疫工作大量的人力、物力、财力消耗，性价比较高，经济效益和社会效益显著。

发明内容

本发明正是针对现有制造工艺技术中存在的必须“先轧花、后制管”及扎花后进行卷管焊接等高功耗的制造工艺问题，提供一种制管后表面轧花处理的可抑菌双金属复合扶手用结构管，该技术方案利用利用具有良好强度的普通碳钢管或合金钢管作为基管并为双金属复合扶手用结构管提供强度支持，利用铜及铜合金、铝合金或不锈钢材质的外衬覆层薄壁管提升表面装饰效果、功能性、耐候性及耐蚀性，与现有行业通行的工艺相比其优点是无需在制管前单独设置轧花及焊管工序的生产线，对于碳钢扶手制管后也无需设置容易造成作业环境污染的表面喷漆工序，可以避免造成作业环境的污染及其对操作人员健康的损害，显著降低轧花功耗和制造成本，对于不锈钢或铝合金扶手则能大幅减少单一材质不锈钢或铝合金等有色金属的使用量并有效降低综合造价；尤其在采用符合美国环保署(EPA)官方认证的多达357种的铜及铜合金等“抑菌铜Cu+”材质时能在较短的时间内有效抑制并灭杀包括新冠病毒在内的各类病毒、病菌；基层金属管与外衬覆层金属管间隙中的胶粘填充结构胶可以但不限于为各类醚型、醇酸酯型、环氧酯型、聚氨酯型丙烯酸厌氧结构胶材质。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种可在制管后表面轧花处理的可抑菌双金属复合扶手用结构管，所述扶手用结构管包括从内至外依次紧密结合的基管、胶粘填充层和通常为薄壁的外衬覆层管。外衬覆层管表面为增加握持摩擦力而进行表面拉丝、磨砂或轧花处理。

作为本发明的一种改进，所述基管为碳钢管、低合金钢管(室内环境)或不锈钢及铝合金(室外环境)中的一种；所述胶粘填充层为常温下耐候、耐温良好的厌氧型结构胶，用于粘接填充内外管壁间通常为0.1-0.5mm左右的间隙；所述外衬覆层管在作为扶手用结构管时为耐磨、耐蚀性强，且对病毒和病菌具有强大生物杀灭作用的铜及铜合金材质，或者在单纯作为结构用管时也可根据需要采用各类牌号的铝合金或不锈钢材质。其中外衬覆层管为装饰性好，耐磨耐腐蚀且具有在较短时间内杀灭新冠病毒等各类病毒和细菌的铜及铜合金材质，在作为一般结构用管时也可以采用铝合金或不锈钢材质。

作为本发明的一种改进，所述结构胶的耐温范围为40℃至180℃区间，表干时间约为20至40分钟，实干时间约为12至24小时，可在无空气接触环境下固结，固结后有一定的强度及延伸率，材质符合健康环保要求。

一种制管后表面轧花处理的可抑菌双金属复合扶手用结构管的加工方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，清洗外衬覆层管内表面及基管外表面油污及锈蚀；

步骤2，将结构胶粘剂均匀涂敷于基管外表面，其厚度约为0.1-0.6mm；

步骤3，借助结构胶的衬托及润滑作用将外衬覆层管平顺地嵌套于整只基管外，制作形成管胚；

步骤4，可以通过外衬覆层管拉拔方式，调整外衬覆层管与基管之间的间隙及胶粘层厚度；

步骤5，将整只管胚按照批次进行自然固化，使管壁间填充的的结构胶达至初步固结；

步骤6，根据客户需求，对扶手用结构管外表面进行表面拉丝或磨砂处理；或用扶手用结构管轧花设备对两端经端面封焊或胶粘固定后的双金属复合扶手用结构管管胚进行表面轧花处理，根据内外覆层管不同的材质和壁厚调节及控制压花磨具的力度和强度，使其大于外部薄覆层管的变形强度、但仍保持在内部基管的弹性变形范围内，轧花深度与内外管壁间间隙一致为0.1-0.5mm，轧花的同时也压缩了内外管壁间胶粘填充层的体积并提高其管壁间隙内的充盈度，增强其层间胶粘嵌套双金属复合结构的整体性；

步骤7，进行常温时效或加温固化，直至内外管壁间的胶粘填充结构胶与基管和外衬覆层管牢固粘接；

步骤8，可根据客户或使用环境的需要，对制作完成的定尺管段两端的层间间隙环状端面进行胶粘或焊接封堵。

作为本发明的一种改进，所述外衬覆层管内径比基管外径通常但不限于大0.2-1.2mm，此种情形下所述粘接填充结构胶约为0.1-0.6mm±0.05mm厚度范围。

作为本发明的一种改进，胶粘填充厌氧型结构胶可以但不限于不限于为各类醚型、醇酸酯型、环氧酯型、聚氨酯型丙烯酸厌氧结构胶材质。

一种制管后表面轧花处理的可抑菌双金属复合扶手用结构管的加工方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，清洗外衬覆层管内表面及基管外表面油污及锈蚀；

步骤2，将外衬覆层管平顺地嵌套于整只基管外；

步骤3，调整内外管壁之间的间隙均匀，在确保内外管保持同心的状态下，采取在定尺长度的内外同心嵌套的管段端部钎焊或涂抹柔性瞬干胶方式进行，制作形成管胚；

步骤4，用扶手用结构管轧花设备对两端经端面封焊或胶粘固定后的双金属复合扶手用结构管管胚进行表面轧花处理，轧花深度与内外管壁间间隙一致为0.1-0.5mm；

步骤5，可根据客户或使用环境的需要，对制作完成的定尺管段两端的层间间隙环状端面进行胶粘或焊接封堵。

所述可抑菌双金属复合扶手用结构管的应用，其特征在于，所述结构管在进行弯管时可通过设定管壁间隙以得到间距均匀的内弯侧波纹状褶皱，以提升其表面摩擦力和抗滑性。

所述可抑菌双金属复合扶手用结构管的应用，其特征在于，所述结构管用于病床扶手、公交车扶手、地铁扶手、医疗器械扶手，健身器材扶手、医院走廊的扶手、救护车用扶手管、救护担架用结构管、室外扶手用结构管。

相对于扶手管用结构管行业的现有技术，本发明具有如下优点，该技术方案所述的利用具有良好强度的普通碳钢管、合金钢管(通常用于室内环境)或铝合金及不锈钢(通常用于室外环境)等作为基管并为双金属复合扶手用结构管提供强度支持，利用铜及铜合金、铝合金或不锈钢材质的外衬覆层薄壁管提升表面装饰效果、功能性、耐候性及耐蚀性，与现有行业通行的工艺相比其优点是无需在制管前单独设置轧花及焊管工序的生产线，对于碳钢扶手制管后也无需设置容易造成作业环境污染的表面喷漆工序，可以避免造成作业环境的污染及其对操作人员健康的损害，显著降低轧花功耗和制造成本，对于不锈钢或铝合金扶手则能大幅减少单一材质不锈钢或铝合金等有色金属的使用量并有效降低综合造价，尤其在采用符合美国环保署(EPA)官方认证的多达357种的铜及铜合金等“抑菌铜Cu+”材质时能在较短的时间内有效抑制并灭杀包括新冠病毒在内的各类病毒、病菌，具有突出的生物安全性，经研究测试抑菌铜Cu+材料能够24小时全天候抑制致病细菌生长，在2小时内杀灭其表面超过99.9％的(特定)细菌，并可在2小时和6小时内分别杀灭表面96％和99.99％的新冠病毒，在全球新冠大流行的背景下可以极大地提高交通及人流密集场所的卫生安全水准，可节省平时防疫工作大量的人力、物力、财力消耗，性价比较高，经济效益和社会效益显著能。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合实施方式对本发明做详细的说明。

实施例1：一种制管后再进行表面轧花处理的可抑菌双金属复合扶手用结构管，所述扶手用结构管包括从内至外依次紧密结合的基管、胶粘填充层和通常为薄壁的外衬覆层管，所述基管为普通碳钢管、合金钢管(通常用于室内环境)或铝合金及不锈钢(通常用于室外环境)等；所述胶粘填充层为常温下耐候、耐温良好的结构胶，用于粘接填充内外管壁间通常为0.1-0.5mm左右的间隙；所述外衬覆层管在作为扶手用结构管时为耐磨、耐蚀性强，且对病毒和病菌具有强大生物杀灭作用的铜及铜合金材质，或者在单纯作为结构用管时也可根据需要采用各类牌号的铝合金或不锈钢材质。其中外衬覆层管为耐磨、耐蚀、装饰性好且符合美国环保署(EPA)官方认证的357种的铜及铜合金中的紫铜或黄铜等“抑菌铜Cu+”材质，能够24小时全天候抑制致病细菌生长，在2小时内杀灭其表面超过99.9％的(特定)细菌，并可在2小时和6小时内分别杀灭表面96％和99.99％的新冠病毒；在作为一般结构用管时也可以采用铝合金或不锈钢材质，所述厌氧型结构胶的耐温范围为-40℃至180℃区间，表干时间约为20至40分钟，实干时间约为12至24小时，可在无空气接触环境下固结，固结后有一定的强度及延伸率，材质符合健康环保要求，外衬覆层管表面为增加握持摩擦力而进行表面拉丝、磨砂或轧花处理。

实施例2：一种制管后表面轧花处理的可抑菌双金属复合扶手用结构管的加工方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，清洗外衬覆层管内表面及基管外表面油污及锈蚀；

步骤2，将结构胶粘剂均匀涂敷于基管外表面，其厚度约为0.1-0.6mm；

步骤3，借助结构胶的衬托及润滑作用将外衬覆层管平顺地嵌套于整只基管外，制作形成管胚；

步骤4，可以通过外衬覆层管拉拔方式，调整外衬覆层管与基管之间的间隙及胶粘层厚度；

步骤5，将整只管胚按照批次进行自然固化，使管壁间填充的的结构胶达至初步固结；

步骤6，根据客户需求，对扶手用结构管外表面进行表面拉丝或磨砂处理；或用扶手用结构管轧花设备对两端经端面封焊或胶粘固定后的双金属复合扶手用结构管管胚进行表面轧花处理，根据内外覆层管不同的材质和壁厚调节及控制压花磨具的力度和强度，使其大于外部薄覆层管的变形强度、但仍保持在内部基管的弹性变形范围内，轧花深度与内外管壁间间隙一致为0.1-0.5mm，轧花的同时也压缩了内外管壁间胶粘填充层的体积并提高其管壁间隙内的充盈度，增强其层间胶粘嵌套双金属复合结构的整体性；

步骤7，进行常温时效或加温固化，直至内外管壁间的胶粘填充结构胶与基管和外衬覆层管牢固粘接；

步骤8，可根据客户或使用环境的需要，对制作完成的定尺管段两端的层间间隙环状端面进行胶粘或焊接封堵。

所述外衬覆层管内径比基管外径通常但不限于大0.2-1.2mm，此种情形下所述粘接填充结构胶约为0.1-0.6mm±0.05mm厚度范围。

胶粘填充结构胶可以但不限于为各类醚型、醇酸酯型、环氧酯型、聚氨酯型丙烯酸厌氧结构胶材质。

实施例3：外覆黄铜的复合扶手用结构管执行步骤1-7，其中基管用于室内环境时为碳钢管(或低合金钢管)、用于室外环境时为铝合金管(或不锈钢管)，胶粘填充层由丙烯酸结构胶制成，外衬覆层管为白铜管。该抑菌铜Cu+材料能够24小时全天候抑制致病细菌生长，在2小时内杀灭其表面超过99.9％的(特定)细菌，并可在2小时和6小时内分别杀灭表面96％和99.99％的新冠病毒。

实施例4：外覆白铜的复合扶手用结构管，执行步骤1-7，其中基管为碳钢管，胶粘填充层由丙烯酸结构胶制成，外衬覆层管为黄铜管。该抑菌铜Cu+材料同样能够24小时全天候抑制致病细菌生长，在2小时内杀灭其表面超过99.9％的(特定)细菌，并可在2小时和6小时内分别杀灭表面96％和99.99％的新冠病毒。

实施例5：外覆不锈钢的复合扶手用结构管，执行步骤1-7，其中基管为碳钢管，胶粘填充层由丙烯酸结构胶制成，外衬覆层管为304不锈钢管。

实施例6：外覆铝合金的复合扶手用结构管，执行步骤1-7，其中基管为201不锈钢管，胶粘填充层由丙烯酸结构胶制成，外衬覆层管为铝合金管。

实施例7：内覆紫铜的复合饮用水管，执行步骤1-7，其内衬管为薄壁的TP2紫铜管，胶粘填充层由丙烯酸结构胶制成，外基管为201或430不锈钢管。该方案在用于城市市政及社区饮用水大口径干管等典型应用场景时，由于内衬的紫铜薄壁管通常壁厚不到外基管壁厚的十分之一，可显在著降低宝贵的铜资源使用和消耗的同时，显著地降低用户成本及工程造价，具有可观的经济效益和社会效益。

实施例8：可抑菌双金属复合扶手用结构管的应用，所述结构管用于病床扶手、公交车扶手、地铁扶手、医疗器械扶手，健身器材扶手、医院走廊的扶手、救护车用扶手管、救护担架用结构管、室外扶手用结构管等等。

实施例9：一种双金属复合扶手用结构管弯管的应用，所述结构管由于基管和外覆管的大厚度比特点，和基管与外覆层管之间胶粘剂的柔性连接特点，在对复合管进行弯管时，会产生形状规则的水波纹样的内侧褶皱，这种褶皱可以显著地提升弯管的表面摩擦力和抗滑性，在将弯管制作成拉手、扶手，特别是用于制作成救援用担架时，其较高的摩擦力和抗滑性可以显著提升使用场景的安全性。

实施例10：一种制管后表面轧花处理的可抑菌双金属复合扶手用结构管的加工方法，所述方法包括以下步骤，其应用实施也可以根据用户需求或场景环境的需要对上述实施例2至9的全部应用实施例的实施步骤进行等效替换：

步骤1，清洗外衬覆层管内表面及基管外表面油污及锈蚀；

步骤2，将外衬覆层管平顺地嵌套于整只基管外；

步骤3，调整内外管壁之间的间隙均匀，在确保内外管保持同心的状态下，采取在定尺长度的内外同心嵌套的管段端部钎焊或涂抹柔性瞬干胶方式进行，制作形成管胚；

步骤4，用扶手用结构管轧花设备对两端经端面封焊或胶粘固定后的双金属复合扶手用结构管管胚进行表面轧花处理，根据内外覆层管不同的材质和壁厚调节及控制压花磨具的力度和强度，使其大于外部薄覆层管的变形强度、但仍保持在内部基管的弹性变形范围内，轧花深度与内外管壁间间隙一致为0.1-0.5mm；

步骤5，可根据客户或使用环境的需要，对制作完成的定尺管段两端的层间间隙环状端面进行胶粘或焊接封堵。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。