本发明涉及一种可控强度的塑料管道，属于建材材料领域。
背景技术：
1、随着科技的不断进步和工业化进程的加速，塑料管道作为一种新型管材，因其独特的性能和广泛的应用领域，逐渐在管道行业中占据重要地位。当前塑料管道系统应用很多，不同场景下对管道的性能要求不同，这导致了因为用途和管材性能而选择了符合要求的特定材质的管材，再具体分析条件下，甚至不同施工环境下对同种管道的性能要求也有区别，比如过路面的情况下如要环刚度强一些，比如在水泵周围就需要抗静液压强度高一些，如果因为类似差别选用不同材质的管材，那么增加施工成本和材料成本，鉴于此发明一种可控强度的塑料管道，可通过通过外部热源如红外线等进行选择性加热，精确控制中间层的凝固位置和程度把中间层凝固增加抗静液压强度进而实现强度可控，提高管材性能的方法，以满足在异常情况下在不同场景使用具有非常好的发展前景。
2、可控强度的塑料管道可通过自增强手段，使管道在保持轻质、易安装等优点的同时，显著提高强度和可靠性。这使得管道在承受高压、高温等极端条件时，仍能保持稳定的性能，确保工程的安全运行。自增强塑料管道系统采用特殊的材料和工艺，使管道具有更强的耐腐蚀性能。无论是在化学腐蚀、电化学腐蚀还是微生物腐蚀等环境下，都能保持良好的性能，延长管道的使用寿命。
技术实现思路
1、为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种可控强度的塑料管道。
2、本发明提供一种可控强度的塑料管道的制备工艺，其包括：
3、利用pe材料作为内层材料，微型热敏颗粒的热塑性弹性体作为中间层材料，外层玻璃纤维增强塑料作为外层材料，通过共挤挤出得到可控强度的塑料管道。
4、作为优选，所述pe材料选用高纯度内层pe（uhmwpe）材料。
5、进一步的，所述uhmwpe材料的制备方法包括：
6、取纯净的乙烯单体作为原料，选择合适的饱和烃作为分散介质，加入适量催化剂和并确保催化剂在反应体系中均匀分布，在一定反应条件下进行聚合反应，一段时间后加入适量润滑剂之后继续反应，继续反应一段时间，之后将聚合后的产物从反应体系中分离出来，并进行干燥处理，去除残留的水分和溶剂得到uhmwpe材料，然后通过液相纯化得到高纯度内层uhmwpe材料。
7、进一步的，乙烯纯度百分比在99.9%以上；
8、进一步的，分散介质包括庚烷、己烷、石油醚或煤油中的至少一种；
9、进一步的，分散介质与乙烯单体的质量比为：(1~2)：1；
10、进一步的，催化剂包括齐格勒催化剂如ticl3-al(c2h5)2cl、ticl4-al(c2h5)2cl或茂金属催化剂中的至少一种；
11、进一步的，乙烯单体与催化剂的质量比为1：0.002%~0.006%，
12、反应的温度范围在70~90℃，反应压力在1~1.5个大气压；
13、进一步的，润滑剂包括硬脂酸盐、硅油或ptfe微粉中的至少一种；润滑剂与乙烯单体的质量比为：(3%~6%)：1；
14、进一步的，加入润滑剂前的反应时间为1~4h；
15、进一步的，分离干燥后的温度范围为40~60℃，干燥时间4~10h。
16、作为优选，所述高纯度内层uhmwpe材料的制备方法，包括：
17、使用适当的溶剂，将uhmwpe材料按照一定的比例加入溶剂当中，加热搅拌，使其充分溶解，一段时间后通过过滤器进行过滤，并加入适量的脱色剂进行脱色处理，处理之后进行充分的搅拌和静置，并将溶液进行降温，使得uhmwpe从溶液中析出，在经过分离、洗涤、干燥之后得到高纯度内层uhmwpe材料。
18、进一步的，溶剂包括十氢萘、二甲苯中的至少一种；
19、进一步的，溶剂与uhmwpe的质量比例为：(10~20)：1；
20、进一步的，加热搅拌的温度范围为100~130℃，搅拌的时间为30~60min;
21、进一步的，脱色剂包括活性炭、白土中的至少一种；
22、进一步的，搅拌和静置的时间为1~2h；
23、进一步的，降温速率为2.5~10℃/min，目标结晶析出温度范围为：85~100℃
24、进一步的，干燥的温度范围40~60℃。
25、作为优选，微型热敏颗粒的热塑性弹性体的制备方法，包括：
26、取适量tpe基体、pan/sio2复合微球和聚n-异丙基丙烯酰胺按照一定比例进行混合，然后进行球磨处理一段时间，继续加入适量的硅微粉和二苯甲酮类物质然后继续球磨一段时间，球磨处理后将原料送入热熔共混机中，在高温下进行热熔共混，结束后，将共混好的材料通过冷却装置进行冷却，将冷却后的材料通过造粒机进行造粒，从而得到中间层微型热敏颗粒的热塑性弹性体材料。
27、进一步的，tpe基体、pan/sio2复合微球和聚n-异丙基丙烯酰胺的质量比为：(4~6)：(2~3)：1；
28、进一步的，初步球磨时间为1~4h；
29、进一步的，加入的硅微粉和二苯甲酮类物质的与混合物的质量比分别为：（1~2）：8和（1~3）：9；
30、进一步的，二苯甲酮类物质包括二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、氧苯酮（bp3）中的至少一种；
31、进一步的，加入硅微粉和二苯甲酮类物质之后的球磨时间为：1~4h；
32、进一步的，热熔共混的温度为：150~180℃，热熔共混的时间为：8~15min；
33、进一步的，冷却温度范围为：20~40℃；
34、进一步的，造粒的粒径控制在3~6毫米。
35、作为优选，pan/sio2复合微球的制备方法，包括：
36、取适量聚苯胺（pan）和引发剂进行混合，取适量sio2纳米颗粒均匀分散在溶剂中得到sio2纳米颗粒的分散液，将sio2纳米颗粒的分散液加入到聚苯胺（pan）和引发剂的混合液当中，并在适宜的温度和搅拌条件下，进行聚合反应得到pan/sio2复合微球，之后通过离心、过滤或沉淀等方法进行分离，在使用适当的溶剂对复合微球进行洗涤，之后干燥即得到pan/sio2复合微球。
37、进一步的，引发剂包括过硫酸铵、三氯化铁、过氧化氢和硝酸铈铵中的至少有一种；
38、进一步的，聚苯胺（pan）和引发剂的混合比例为：(7~10)：1；
39、进一步的，sio2纳米颗粒的分散液中sio2纳米颗粒与溶剂的质量比为：(1~4)：1；
40、进一步的，制备sio2纳米颗粒的分散液的溶剂包括水或者乙醇中的至少一种；
41、进一步的，聚苯胺（pan）和引发剂的溶液与sio2纳米颗粒的分散液的质量占比为：(1~5)：1；
42、进一步的，聚合反应的温度为：25~40℃；反应时间为：6~12h；反应体系的ph值为4~6；
43、进一步的，洗涤溶剂包括乙醇、丙酮和去离子水中的至少一种；
44、进一步的，干燥温度为30~50℃。
45、作为优选，外层玻璃纤维增强塑料（gfrp）的制备方法，包括：
46、取适量高强度玻璃纤维，将其浸润在树脂基体中，一定时间后将浸润后的玻璃纤维和树脂混合物倒入模具中，通过加压、加热等工艺手段使其成型得到外层玻璃纤维增强塑料（gfrp）。
47、进一步的，高强度玻璃纤维拉伸强度为1500~4000mpa，弹性系数为25-500mpa/mm2，弯曲强度为2000~5000mpa；
48、进一步的，玻璃纤维与树脂基体的质量比为：1：(2~3)；
49、进一步的，树脂基体包括环氧树脂、聚酯树脂、乙烯基酯树脂和不饱和聚酯树脂中的至少一种；
50、进一步的，成型过程中的压力为10~20mpa，成型温度为150~200℃，成型时间为6~9h。
51、作为优选，可控强度的塑料管道的制备方法，包括：
52、取内层uhmwpe材料、中间层微型热敏颗粒的热塑性弹性体材料、外层玻璃纤维增强塑料（gfrp）材料按照一定质量比分别放在挤出机的进料口，分别加热、熔融，然后通过三层共挤模头将三层材料共剂剂出得到可控强度的塑料管道。
53、进一步的，内层uhmwpe材料、中间层微型热敏颗粒的热塑性弹性体材料、外层玻璃纤维增强塑料（gfrp）材料质量比为：(1~3)：(6~7)：(1~3)；
54、进一步的，进料口段温度范围为：100~120℃、进料区加热段温度范围为：120~150℃、螺杆区加热段温度范围为150~180℃、机筒区加热段温度范围为180~200℃、模头加热段温度范围为200-220℃；
55、进一步的，共剂剂出的速度为：2.5~3.5 m/min。
56、本发明制备一种可控强度的塑料管道，其具有强度可控，耐腐蚀性好，耐高温，耐酸碱，抗老化能力强等优点，在建筑、给排水、化工、医药等多个领域具有广阔的应用前景。
57、综上所述，本发明的有益效果为：
58、本方法中，使用uhmwpe材料作为可控强度的塑料管道的内层材料，uhmwpe材料其具有优异的耐磨性，能够显著降低磨损，延长使用寿命；uhmwpe的冲击强度高，其耐冲击性使得管道在受到冲击时，能够有效抵抗破坏，保证管道的稳定性和安全性；uhmwpe具有极低的磨擦系数自润滑性优，其自润滑性能够降低管道在输送物料时的阻力，提高输送效率。
59、本方法中，使用微型热敏颗粒的热塑性弹性体作为中间层的主要材料，微型热敏颗粒的热塑性弹性体能通过使用外部热源进行选择性加热，精确控制中间层的凝固位置和程度把中间层凝固增加抗静液压强度，且其中热塑性弹性体本身具有优异的弹性、耐候性和耐化学性，结合微型热敏颗粒后，这些性能可以得到进一步增强。微型热敏颗粒的加入还可能提高tpe的耐磨性、抗老化性和抗冲击性，从而增强管道的整体性能和使用寿命。
60、本方法中，使用玻璃纤维增强塑料（gfrp）材料作为可控强度的塑料管道的外层材料，其中gfrp结合了玻璃纤维的高强度、高模量和塑料的轻质、易加工性。玻璃纤维的加入显著提高了材料的抗拉、抗压和抗弯强度，使得管道能够承受更大的外部载荷，保持稳定的结构性能；gfrp的高模量使得管道在受力时能够保持较好的形状稳定性，减少变形和损坏的风险；gfrp具有很好的耐腐蚀性和耐候性，能够在恶劣的环境下保持稳定的性能；gfrp还具有良好的隔热性和防火性，能够有效地阻止火灾的蔓延；使用玻璃纤维增强塑料（gfrp）材料能够有效的保护管道内层结构，增强整体强度，可以提高管道的使用寿命并提升安全性能。
61、本方法中，可控强度的塑料管道通过采用内层uhmwpe材料、中间层微型热敏颗粒的热塑性弹性体材料以及外层玻璃纤维增强塑料（gfrp）来制备，具有内层uhmwpe材料提供了卓越的耐磨性和耐冲击性，确保了管道内部的坚固耐用；中间层微型热敏颗粒的热塑性弹性体材料允许管道根据温度变化调整其强度，实现可控性；外层gfrp提供了高强度和轻质的特性，同时保证了管道的耐腐蚀性和结构稳定性。uhmwpe和gfrp都具有出色的耐腐蚀性，能有效抵抗化学腐蚀和恶劣环境的侵蚀；中间层的热塑性弹性体材料含有微型热敏颗粒，能够根据温度变化快速响应，能够实现调整管道的整体强度可调等综合优点。
62、故而，本发明提供的可控强度的塑料管道，其具有能够在异常施工条件下通过外部热源如红外线等进行选择性加热，精确控制中间层的凝固位置和程度把中间层凝固增加抗静液压强度进而实现强度可控，且还具有耐腐蚀性好，耐高温，耐酸碱，抗老化能力强等优点，在建筑、给排水、化工、医药等多个领域具有广阔的应用前景。
1.一种可控强度的塑料管道，其特征在于制备工艺包括：
2.根据权利要求1所述的一种可控强度的塑料管道，其特征在于：
3.根据权利要求3所述的一种可控强度的塑料管道，其特征在于，包含以下特征（1）~（11）中的至少一种：
4.根据权利要求1所述的一种可控强度的塑料管道，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种可控强度的塑料管道，其特征在于：包含以下特征（1）~（8）中的至少一种：
6.根据权利要求5所述的一种可控强度的塑料管道，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的一种可控强度的塑料管道，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种可控强度的塑料管道，其特征在于：所述外层玻璃纤维增强塑料的制备包含以下特征（1）~（4）中的至少一种：
9.根据权利要求1所述的一种可控强度的塑料管道，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的一种可控强度的塑料管道，其特征在于：所述可控强度的塑料管道的制备包含以下特征（1）~（3）中的至少一种：
