專利名稱：一步法保溫pp-r管材及其制備方法
技術領域：
本發明涉及塑料管材技術領域，特別是涉及一種保溫PP-R管材及其制備方法。
背景技術：
無規共聚聚丙烯(PP-R)管道系統具有重量輕、耐腐蝕、不結垢、使用壽命長、安裝方便、連接可靠等眾多優點，自引入國內以來，得到了廣泛的應用。我國建設部已將冷熱水用PP-R管材作為重點推廣的三大新型塑料管材的首推品種。近幾年來，隨著我國經濟飛速發展，PP-R管材的用量也大幅增長，市場占有率迅速提高，發展勢頭迅猛。在冷熱水輸送領域，PP-R管的用量占據首位，總用量約占所有冷熱水輸送塑料管材的50%。
盡管PP-R的導熱系數為O. 21w/mk,僅為鋼管的1/200,但用于熱水管道的長期使用過程中，特別是管路較長、溫差較大的情況下，依然有較大的熱量損失。目前的PP-R管用于熱水的輸送，基本上沒有采取保溫措施，即使有保溫措施，也是通過外套保溫材料的方式進行保溫，二次施工速度慢、工序復雜，而且保溫材料的使用壽命短，需要經常更換，造成的成本更高。因此開發一種具有保溫效果的PP-R管材，是目前亟待解決的問題。
發明內容
基于此，本發明的目的是提供一種一步法保溫PP-R管材。具體的技術方案如下一種保溫PP-R管材，該PP-R管材分兩層結構，由內到外依次為PP-R內管和發泡聚乙烯外層，所述PP-R內管與發泡聚乙烯外層采用共擠模具一步成型。在其中一些實施例中，所述發泡聚乙烯外層由如下質量份數的組分制備而成低密度聚乙烯100份；發泡劑母粒I. 5-3份；外層色母粒1-3份。在其中一些實施例中，所述所述PP-R內管由如下質量份數的組分制備而成PP-R 樹脂100 份；內管色母粒2-4份。本發明的另一目的是提供上述保溫PP-R管材的制備方法。具體的技術方案如下上述保溫PP-R管材的制備方法，包括如下步驟(I)將低密度聚乙烯和外層色母粒按質量份數比例混合后通過雙螺桿擠出機擠出造粒，加工溫度控制在170-200°C，得到外層備用料；(2)將PP-R樹脂和內管色母粒按質量份數比例混合后通過雙螺桿擠出機擠出造粒，加工溫度控制在170-220°C，得到PP-R管專用料；(3)將PP-R管專用粒料投入單螺桿擠出機中，加工溫度控制在180_200°C，得PP-R熔體；發泡擠出機中按比例投入步驟(I)得到的外層備用料和發泡劑母粒(按比例混合均勻)，加工溫度控制在170-190°C，得發泡聚乙烯熔體；(4) PP-R熔體與發泡聚乙烯熔體通過共擠模具，溫度控制在180_220°C之間，一步成型即得所述保溫PP-R管材。與現有技術相比，本發明的優點是I、保持PP-R管的質輕、衛生性好、使用壽命長等優點；2、本發明保溫PP-R管材依舊采用熱熔方式與PP-R管件連接，發泡聚乙烯外層與PP-R內管的粘接力小或不粘接，用刀片即可將熱熔端的發泡聚乙烯去掉，施工方便，連接安全可靠；3、發泡聚乙烯保溫效果顯著，又具有良好的抗沖擊性能，能減少熱量損失和保護管材受外力沖擊不開裂；4、發泡聚乙烯的顏色多樣化，能滿足人們對產品顏色外觀的要求；5、通過共擠模具一步成型，提高生產效率，縮短生產線的長度。
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圖I為本發明一步法保溫PP-R管材的結構示意圖。附圖標記說明I、發泡聚乙烯外層；2、PP-R內管。
具體實施例方式本發明所使用的原料如下本發明中的PP-R內管使用PP-R樹脂擠出成型，PP-R樹脂為無規共聚聚丙烯，原料豐富，牌號較多，性能優越，為PP-R管的主要生產原材料。本發明中使用的低密度聚乙烯由燕山石化生產，密度范圍0.91—0.938/(^13，熔指范圍1 一3g/10min (190°C>2. 16kg)。本發明中使用的發泡劑母粒是低密度聚乙烯為載體的偶氮二甲酰胺(發泡劑AC) ,AC是發泡劑中最穩定的品種之一，分解溫度為195 — 210°C，發氣量為250— 300ml/g。是常用的有機發泡劑中最高的，它的分解產物主要為N2、C0和少量C02。偶氮二甲酰胺為粉末狀，與粒料的混合效果較差，直接影響發泡效果，需要聚烯烴材料作為載體，制成母粒。偶氮二甲酰胺與低密度聚乙烯按質量比20 80混合均勻，通過牽伸分散技術，加工溫度控制在165—180 0C，共擠造粒得到發泡劑母粒。下面結合附圖和具體實施例對本發明保溫PP-R管材作進一步詳細說明。實施例I :制備一種保溫PP-R管材，PP-R內管規格S2. 520*3. 4 (白色)，發泡聚乙烯外層厚度5mm,白色。制備方法如下(I)將低密度聚乙烯和白色外層色母粒按質量份數比例100 2混合，用高速攪拌機充分攪拌5 — IOmin,然后通過雙螺桿擠出機擠出造粒，加工溫度控制在170_200°C之間，得到外層備用粒料；(2)將PP-R樹脂和白色內管色母粒按質量份數比例100 2混合，用高速攪拌機充分攪拌5 — IOmin，然后通過雙螺桿擠出機擠出造粒，加工溫度控制在170— 220°C之間，得到PP-R內管專用粒料；(3)隨后在單螺桿擠出機中投入PP-R內管專用粒料，加工溫度控制在180_200°C之間，轉速為70-100r/min，得PP-R熔體；發泡擠出機投入外層備用粒料和發泡劑母粒(低密度聚乙烯與發泡劑母粒的質量份數比例為100:1. 5)混合料，加工溫度控制在170-190°C之間，轉速為40-70r/min,得發泡聚乙烯熔體；(4)最后PP-R熔體與發泡聚乙烯熔體經過共擠模具，模具溫度控制在180_220°C之間，一步成型得本實施例所述保溫PP-R管材(如圖I所示)。管材生產速度為8-15m/min，再經冷卻、定型、打印、切割得到PP-R管規格S2. 520*3.4 (白色)，發泡聚乙烯厚度為5mm，外層白色的保溫PP-R管材。樣管按GB/T 18742.2-2002的要求檢測，各項性能均符合要求；管材耐低溫沖擊性能顯著，落錘沖擊試驗，(TC條件下，Ikg重錘，I. 3m高度，管材開裂數為2/10，而同等條件下，相同規格的普通PP-R管的開裂數為9/10。外層發泡聚乙烯的導熱系數為0.035w/mk，遠小于PP-R的導熱系數(0.21w/mk)。采用共擠一步成型，可以縮短生產線長度，減小車間的空間占有率，提聞生廣效率。
實施例2 :制備一種保溫PP-R管材，PP-R管規格S3. 225*3. 5 (白色)，發泡聚乙烯厚度為6mm,灰色。制備方法如下(I)將低密度聚乙烯和灰色外層色母粒按質量份數比例100 :1. 5混合，用高速攪拌機充分攪拌5 — lOmin，然后通過雙螺桿擠出機擠出造粒，加工溫度控制在170— 200°C之間，得到外層備用粒料；(2)將PP-R樹脂和白色內管色母粒按質量份數比例100 3混合，用高速攪拌機充分攪拌5-10min，然后通過雙螺桿擠出機擠出造粒，加工溫度控制在170_220°C之間，得到PP-R內管專用粒料；(3)隨后在單螺桿擠出機中投入PP-R內管專用粒料，加工溫度控制在180_200°C之間，轉速為70-100r/min，得PP-R熔體；發泡擠出機投入外層備用粒料和發泡劑母粒(低密度聚乙烯與發泡劑母粒的質量份數比例為100:2)混合料，加工溫度控制在170-190°C之間，轉速為40-70r/min,得發泡聚乙烯熔體；(4)最后PP-R熔體與發泡聚乙烯熔體經過共擠模具，模具溫度控制在180_220°C之間，一步成型得本實施例所述保溫PP-R管材。管材生產速度為6-12m/min，再經冷卻、定型、打印、切割得到PP-R管規格S3. 225*3. 5 (白色)，發泡聚乙烯厚度為6mm，外層灰色的保溫PP-R管材。樣管按GB/T 18742.2-2002的要求檢測，各項性能均符合要求；管材耐低溫沖擊性能顯著，落錘沖擊試驗，(TC條件下，Ikg重錘，I. 5m高度，管材開裂數為3/10，而同等條件下，相同規格的普通PP-R管的開裂數為10/10。外層發泡聚乙烯的導熱系數為0.036w/mk，遠小于PP-R的導熱系數(0.21w/mk)。采用共擠一步成型，可以縮短生產線長度，減小車間的空間占有率，提聞生廣效率。實施例3 :制備一種保溫PP-R管材，PP-R管規格S2. 532*5. 4 (白色)，發泡聚乙烯厚度為8mm,綠色。制備方法如下(I)將低密度聚乙烯和綠色外層母粒按質量份數比例100 3混合，用高速攪拌機充分攪拌5 — lOmin，然后通過雙螺桿擠出機擠出造粒，加工溫度控制在170— 200°C之間，得到外層備用粒料；(2)將PP-R樹脂和白色母粒按質量份數比例100 :2. 5混合，用高速攪拌機充分攪拌5 — IOmin，然后通過雙螺桿擠出機擠出造粒，加工溫度控制在170— 220 V之間，得到PP-R內管專用粒料；(3)隨后在單螺桿擠出機中投入PP-R管專用料，加工溫度控制在180_200°C之間，轉速為70-100r/min，得PP-R熔體；發泡擠出機投入外層備用料和發泡劑母粒(低密度聚乙烯與發泡劑母粒的質量份數比例為100:2. 5)混合料，加工溫度控制在170-190°C之間，轉速為40-70r/min,得發泡聚乙烯熔體；(4)最后PP-R熔體與發泡聚乙烯熔體經過共擠模具，模具溫度控制在180_220°C之間，一步成型得本實施例所述保溫PP-R管材。管材生產速度為5-10m/min，再經冷卻、定型、打印、切割得到PP-R管規格S3. 232*4. 4 (白色)，發泡聚乙烯厚度為8mm，外層綠色的保溫PP-R管材。
樣管按GB/T 18742.2-2002的要求檢測，各項性能均符合要求；管材耐低溫沖擊性能顯著，落錘沖擊試驗，(TC條件下，I. 5kg重錘，I. 5m高度，管材開裂數為2/10，而同等條件下，相同規格的普通PP-R管的開裂數為8/10。外層發泡聚乙烯的導熱系數為O. 034w/mk,遠小于PP-R的導熱系數(0.21w/mk)。采用共擠一步成型，可以縮短生產線長度，減小車間的空間占有率，提聞生廣效率。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種保溫PP-R管材，其特征在于，該PP-R管材分兩層結構，由內到外依次為PP_R內管和發泡聚乙烯外層，所述PP-R內管與發泡聚乙烯外層采用共擠模具一步成型。
2.根據權利要求I所述的保溫PP-R管材，其特征在于，所述發泡聚乙烯外層由如下質量份數的組分制備而成 低密度聚乙烯 100份； 發泡劑母粒 I. 5-3份； 外層色母粒 1-3份。
3.根據權利要求I所述的保溫PP-R管材，其特征在于，所述PP-R內管由如下質量份數的組分制備而成 PP-R樹脂100份； 內管色母粒 2-4份。
4.權利要求1-3任一項所述的保溫PP-R管材的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (I)將低密度聚乙烯和外層色母粒按質量份數比例混合后通過雙螺桿擠出機擠出造粒，加工溫度控制在170-200°C，得到外層備用料； (2 )將PP-R樹脂和內管色母粒按質量份數比例混合后通過雙螺桿擠出機擠出造粒，力口工溫度控制在170-220°C，得到PP-R管專用料； (3)將PP-R管專用粒料投入單螺桿擠出機中，加工溫度控制在180-200°C，得PP-R熔體；發泡擠出機中按比例投入步驟(I)得到的外層備用料和發泡劑母粒，加工溫度控制在170-190°C，得發泡聚乙烯熔體； (4)PP-R熔體與發泡聚乙烯熔體通過共擠模具，溫度控制在180-220°C之間，一步成型即得所述保溫PP-R管材。
全文摘要
本發明公開了一種保溫PP-R管材，該PP-R管材分兩層結構，由內到外依次為PP-R內管和發泡聚乙烯外層，所述PP-R內管與發泡聚乙烯外層采用共擠模具一步成型。發泡聚乙烯保溫效果顯著，又具有良好的抗沖擊性能，能減少熱量損失和保護管材受外力沖擊不開裂。
文檔編號F16L59/02GK102797914SQ20121030903
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月27日 優先權日2012年8月27日
發明者王軍, 彭曉翊, 秦小梅, 李白千 申請人:佛山市日豐企業有限公司