[發(fā)明專(zhuān)利]一種復(fù)合PE-PPR增韌管及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711277151.1
• 申請(qǐng)日: 2017-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108047530B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳忠棉;李曉偉;王建榮;張杰;邱善樟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 金塑企業(yè)集團(tuán)（上海）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08L23/06
• 分類(lèi)號(hào): C08L23/06;C08L23/14;C08L97/00;C08L53/02;C08L51/06;C08K9/12;C08K7/26;C08K3/28;C08K3/04;C08K3/36;C08K7/14;F16L9/12;F16L57/04
• 代理公司: 上海邦德專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 31312
• 代理人: 余昌昊

一種復(fù)合PE?PPR增韌管及其制備方法，屬于給水管材領(lǐng)域，包括三層，其中內(nèi)層為耐熱、抗菌聚乙烯層，中間層為阻光PPR層，外層為增韌PPR層，通過(guò)三復(fù)合擠出機(jī)中擠出定型。本申請(qǐng)的管材具有長(zhǎng)效廣譜抗菌功能，且較傳統(tǒng)的PPR管材而言，管材的冷脆性得到顯著改善。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及給水管材領(lǐng)域，特別是涉及一種復(fù)合PE-PPR增韌管及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，市場(chǎng)上多用的水管為PPR(無(wú)規(guī)共聚聚丙烯)管，廣泛應(yīng)用于市政供水，PPR管的生產(chǎn)工藝一般為擠出成型工藝，首先加料斗內(nèi)的PPR原料靠自重進(jìn)入擠出機(jī)，在擠出機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)加熱擠壓混合，充分塑化后從擠出機(jī)口模擠出，進(jìn)入定型臺(tái)，定型后的管材經(jīng)牽引機(jī)，通過(guò)定長(zhǎng)測(cè)定，由切割機(jī)切斷，形成成品。其一般的生產(chǎn)流程為：PPR原料——真空吸送上料——料斗貯存——進(jìn)料——擠壓成型——冷卻定型——牽引——切割——檢驗(yàn)——入庫(kù)。

PPR管有著優(yōu)異的耐腐蝕性、耐熱性、保溫性能、衛(wèi)生無(wú)毒，可以直接應(yīng)用于飲用水管，且重量輕，管道內(nèi)流體阻力小，管壁內(nèi)壁光滑，流體阻力遠(yuǎn)低于金屬管道。但是，長(zhǎng)期使用后，管壁表面會(huì)有大量細(xì)菌、微生物等滋生并附著，很難通過(guò)水的自然壓力沖洗干凈，這些滋生的細(xì)菌、微生物等嚴(yán)重影響了用水的安全性，威脅人們的健康。目前多在管材中添加各種抗菌劑以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效的抗菌作用，然而，抗菌劑在一定程度上也會(huì)對(duì)人體健康造成危害。

PPR是由丙烯單體和少量乙烯單體在加熱、加壓和催化劑作用下無(wú)規(guī)共聚得到的，乙烯單體隨機(jī)地分布到丙烯長(zhǎng)鏈中，其中乙烯單體一般控制在3％～5％之間，乙烯含量和乙烯與丙烯的聚合方式?jīng)Q定了其具有冷脆性的特點(diǎn)。具體的，當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，PPR管韌性降低，表現(xiàn)為脆性，當(dāng)管材受到外力的沖擊或者重壓時(shí)，會(huì)出現(xiàn)直線開(kāi)裂現(xiàn)象，并且開(kāi)裂情況是由內(nèi)管開(kāi)始，向外管延伸。管材受到一個(gè)點(diǎn)的作用力造成開(kāi)裂后，在瞬間內(nèi)，這種開(kāi)裂會(huì)沿著管材的軸線方向快速增長(zhǎng)，形成快速裂紋增長(zhǎng)，這一定程度上影響了管材的適用范圍。

彈性體增韌聚合物是最常用的改善PPR管材冷脆性的方法之一，如CN104059300A(公開(kāi)日：20140924)公開(kāi)了采用丁基橡膠作為樹(shù)脂的增韌劑，能有效提高管材的蠕變性，改善其低溫脆性。CN103483846A(公開(kāi)日：20140101)公開(kāi)了添加多元共聚增韌劑，由LDPE、APP、LMWPE、EPDM中至少兩種在一定濃度的引發(fā)劑DCP存在的條件下多元接枝共聚反應(yīng)制備得到，利用樹(shù)脂本身的柔韌性和與PP之間的相容性，提高PPR管材的韌性，在低溫條件也保持良好的沖擊性能，降低了脆性溫度，但是以上方法同樣也降低了復(fù)合材料的彈性模量、拉伸強(qiáng)度和高溫蠕變性能等。

無(wú)機(jī)剛性粒子增韌法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，通過(guò)加入無(wú)機(jī)粒子，改善材料的冷脆性，采用無(wú)機(jī)剛性粒子增韌聚合物存在兩點(diǎn)不足：一是納米粒子的添加會(huì)造成材料的流變特性不穩(wěn)定，不利于成型加工；二是單純納米粒子的加入極易發(fā)生團(tuán)聚，降低改善效果。

為了改善PPR管的冷脆性，新的改性方法不斷涌現(xiàn)，如CN106883518A(公開(kāi)日：20170623)公開(kāi)了通過(guò)采用石墨烯/尼龍6納米復(fù)合材料作為增韌改性劑，片層石墨烯與已內(nèi)酰胺通過(guò)原位聚合的方式有效反應(yīng)，使得片層的石墨烯能均勻分散在尼龍6基體中，再利用無(wú)機(jī)剛性粒子與有機(jī)剛性粒子的增韌機(jī)理協(xié)同對(duì)對(duì)PPR材料進(jìn)行增韌，提高PPR材料的低溫韌性，同時(shí)又不損失PPR材料的剛性、強(qiáng)度和加工流動(dòng)性，但是，通過(guò)該方法的制備成本較高。

基于此，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N能顯著改善PPR管抗菌性和冷脆性的方法，得到了復(fù)合性能良好的管材。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提出一種復(fù)合PE-PPR增韌管及其制備方法，能夠在成本較低的情況下顯著改善PPR管抗菌性和冷脆性。

具體的，本申請(qǐng)的技術(shù)方案如下：

一種復(fù)合PE-PPR增韌管，包括三層，其中內(nèi)層為耐熱、抗菌聚乙烯層，中間層為阻光PPR層，外層為增韌PPR層；