专利名称：一步法保温pp-r管材及其制备方法
技术领域：
本发明涉及塑料管材技术领域，特别是涉及一种保温PP-R管材及其制备方法。
背景技术：
无规共聚聚丙烯(PP-R)管道系统具有重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长、安装方便、连接可靠等众多优点，自引入国内以来，得到了广泛的应用。我国建设部已将冷热水用PP-R管材作为重点推广的三大新型塑料管材的首推品种。近几年来，随着我国经济飞速发展，PP-R管材的用量也大幅增长，市场占有率迅速提高，发展势头迅猛。在冷热水输送领域，PP-R管的用量占据首位，总用量约占所有冷热水输送塑料管材的50%。
尽管PP-R的导热系数为O. 21w/mk,仅为钢管的1/200,但用于热水管道的长期使用过程中，特别是管路较长、温差较大的情况下，依然有较大的热量损失。目前的PP-R管用于热水的输送，基本上没有采取保温措施，即使有保温措施，也是通过外套保温材料的方式进行保温，二次施工速度慢、工序复杂，而且保温材料的使用寿命短，需要经常更换，造成的成本更高。因此开发一种具有保温效果的PP-R管材，是目前亟待解决的问题。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种一步法保温PP-R管材。具体的技术方案如下一种保温PP-R管材，该PP-R管材分两层结构，由内到外依次为PP-R内管和发泡聚乙烯外层，所述PP-R内管与发泡聚乙烯外层采用共挤模具一步成型。在其中一些实施例中，所述发泡聚乙烯外层由如下质量份数的组分制备而成低密度聚乙烯100份；发泡剂母粒I. 5-3份；外层色母粒1-3份。在其中一些实施例中，所述所述PP-R内管由如下质量份数的组分制备而成PP-R 树脂100 份；内管色母粒2-4份。本发明的另一目的是提供上述保温PP-R管材的制备方法。具体的技术方案如下上述保温PP-R管材的制备方法，包括如下步骤(I)将低密度聚乙烯和外层色母粒按质量份数比例混合后通过双螺杆挤出机挤出造粒，加工温度控制在170-200°C，得到外层备用料；(2)将PP-R树脂和内管色母粒按质量份数比例混合后通过双螺杆挤出机挤出造粒，加工温度控制在170-220°C，得到PP-R管专用料；(3)将PP-R管专用粒料投入单螺杆挤出机中，加工温度控制在180_200°C，得PP-R熔体；发泡挤出机中按比例投入步骤(I)得到的外层备用料和发泡剂母粒(按比例混合均匀)，加工温度控制在170-190°C，得发泡聚乙烯熔体；(4) PP-R熔体与发泡聚乙烯熔体通过共挤模具，温度控制在180_220°C之间，一步成型即得所述保温PP-R管材。与现有技术相比，本发明的优点是I、保持PP-R管的质轻、卫生性好、使用寿命长等优点；2、本发明保温PP-R管材依旧采用热熔方式与PP-R管件连接，发泡聚乙烯外层与PP-R内管的粘接力小或不粘接，用刀片即可将热熔端的发泡聚乙烯去掉，施工方便，连接安全可靠；3、发泡聚乙烯保温效果显著，又具有良好的抗冲击性能，能减少热量损失和保护管材受外力冲击不开裂；4、发泡聚乙烯的颜色多样化，能满足人们对产品颜色外观的要求；5、通过共挤模具一步成型，提高生产效率，缩短生产线的长度。
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图I为本发明一步法保温PP-R管材的结构示意图。附图标记说明I、发泡聚乙烯外层；2、PP-R内管。
具体实施例方式本发明所使用的原料如下本发明中的PP-R内管使用PP-R树脂挤出成型，PP-R树脂为无规共聚聚丙烯，原料丰富，牌号较多，性能优越，为PP-R管的主要生产原材料。本发明中使用的低密度聚乙烯由燕山石化生产，密度范围0.91—0.938/(^13，熔指范围1 一3g/10min (190°C>2. 16kg)。本发明中使用的发泡剂母粒是低密度聚乙烯为载体的偶氮二甲酰胺(发泡剂AC) ,AC是发泡剂中最稳定的品种之一，分解温度为195 — 210°C，发气量为250— 300ml/g。是常用的有机发泡剂中最高的，它的分解产物主要为N2、C0和少量C02。偶氮二甲酰胺为粉末状，与粒料的混合效果较差，直接影响发泡效果，需要聚烯烃材料作为载体，制成母粒。偶氮二甲酰胺与低密度聚乙烯按质量比20 80混合均匀，通过牵伸分散技术，加工温度控制在165—180 0C，共挤造粒得到发泡剂母粒。下面结合附图和具体实施例对本发明保温PP-R管材作进一步详细说明。实施例I :制备一种保温PP-R管材，PP-R内管规格S2. 520*3. 4 (白色)，发泡聚乙烯外层厚度5mm,白色。制备方法如下(I)将低密度聚乙烯和白色外层色母粒按质量份数比例100 2混合，用高速搅拌机充分搅拌5 — IOmin,然后通过双螺杆挤出机挤出造粒，加工温度控制在170_200°C之间，得到外层备用粒料；(2)将PP-R树脂和白色内管色母粒按质量份数比例100 2混合，用高速搅拌机充分搅拌5 — IOmin，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒，加工温度控制在170— 220°C之间，得到PP-R内管专用粒料；(3)随后在单螺杆挤出机中投入PP-R内管专用粒料，加工温度控制在180_200°C之间，转速为70-100r/min，得PP-R熔体；发泡挤出机投入外层备用粒料和发泡剂母粒(低密度聚乙烯与发泡剂母粒的质量份数比例为100:1. 5)混合料，加工温度控制在170-190°C之间，转速为40-70r/min,得发泡聚乙烯熔体；(4)最后PP-R熔体与发泡聚乙烯熔体经过共挤模具，模具温度控制在180_220°C之间，一步成型得本实施例所述保温PP-R管材(如图I所示)。管材生产速度为8-15m/min，再经冷却、定型、打印、切割得到PP-R管规格S2. 520*3.4 (白色)，发泡聚乙烯厚度为5mm，外层白色的保温PP-R管材。样管按GB/T 18742.2-2002的要求检测，各项性能均符合要求；管材耐低温冲击性能显著，落锤冲击试验，(TC条件下，Ikg重锤，I. 3m高度，管材开裂数为2/10，而同等条件下，相同规格的普通PP-R管的开裂数为9/10。外层发泡聚乙烯的导热系数为0.035w/mk，远小于PP-R的导热系数(0.21w/mk)。采用共挤一步成型，可以缩短生产线长度，减小车间的空间占有率，提闻生广效率。
实施例2 :制备一种保温PP-R管材，PP-R管规格S3. 225*3. 5 (白色)，发泡聚乙烯厚度为6mm,灰色。制备方法如下(I)将低密度聚乙烯和灰色外层色母粒按质量份数比例100 :1. 5混合，用高速搅拌机充分搅拌5 — lOmin，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒，加工温度控制在170— 200°C之间，得到外层备用粒料；(2)将PP-R树脂和白色内管色母粒按质量份数比例100 3混合，用高速搅拌机充分搅拌5-10min，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒，加工温度控制在170_220°C之间，得到PP-R内管专用粒料；(3)随后在单螺杆挤出机中投入PP-R内管专用粒料，加工温度控制在180_200°C之间，转速为70-100r/min，得PP-R熔体；发泡挤出机投入外层备用粒料和发泡剂母粒(低密度聚乙烯与发泡剂母粒的质量份数比例为100:2)混合料，加工温度控制在170-190°C之间，转速为40-70r/min,得发泡聚乙烯熔体；(4)最后PP-R熔体与发泡聚乙烯熔体经过共挤模具，模具温度控制在180_220°C之间，一步成型得本实施例所述保温PP-R管材。管材生产速度为6-12m/min，再经冷却、定型、打印、切割得到PP-R管规格S3. 225*3. 5 (白色)，发泡聚乙烯厚度为6mm，外层灰色的保温PP-R管材。样管按GB/T 18742.2-2002的要求检测，各项性能均符合要求；管材耐低温冲击性能显著，落锤冲击试验，(TC条件下，Ikg重锤，I. 5m高度，管材开裂数为3/10，而同等条件下，相同规格的普通PP-R管的开裂数为10/10。外层发泡聚乙烯的导热系数为0.036w/mk，远小于PP-R的导热系数(0.21w/mk)。采用共挤一步成型，可以缩短生产线长度，减小车间的空间占有率，提闻生广效率。实施例3 :制备一种保温PP-R管材，PP-R管规格S2. 532*5. 4 (白色)，发泡聚乙烯厚度为8mm,绿色。制备方法如下(I)将低密度聚乙烯和绿色外层母粒按质量份数比例100 3混合，用高速搅拌机充分搅拌5 — lOmin，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒，加工温度控制在170— 200°C之间，得到外层备用粒料；(2)将PP-R树脂和白色母粒按质量份数比例100 :2. 5混合，用高速搅拌机充分搅拌5 — IOmin，然后通过双螺杆挤出机挤出造粒，加工温度控制在170— 220 V之间，得到PP-R内管专用粒料；(3)随后在单螺杆挤出机中投入PP-R管专用料，加工温度控制在180_200°C之间，转速为70-100r/min，得PP-R熔体；发泡挤出机投入外层备用料和发泡剂母粒(低密度聚乙烯与发泡剂母粒的质量份数比例为100:2. 5)混合料，加工温度控制在170-190°C之间，转速为40-70r/min,得发泡聚乙烯熔体；(4)最后PP-R熔体与发泡聚乙烯熔体经过共挤模具，模具温度控制在180_220°C之间，一步成型得本实施例所述保温PP-R管材。管材生产速度为5-10m/min，再经冷却、定型、打印、切割得到PP-R管规格S3. 232*4. 4 (白色)，发泡聚乙烯厚度为8mm，外层绿色的保温PP-R管材。
样管按GB/T 18742.2-2002的要求检测，各项性能均符合要求；管材耐低温冲击性能显著，落锤冲击试验，(TC条件下，I. 5kg重锤，I. 5m高度，管材开裂数为2/10，而同等条件下，相同规格的普通PP-R管的开裂数为8/10。外层发泡聚乙烯的导热系数为O. 034w/mk,远小于PP-R的导热系数(0.21w/mk)。采用共挤一步成型，可以缩短生产线长度，减小车间的空间占有率，提闻生广效率。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种保温PP-R管材，其特征在于，该PP-R管材分两层结构，由内到外依次为PP_R内管和发泡聚乙烯外层，所述PP-R内管与发泡聚乙烯外层采用共挤模具一步成型。
2.根据权利要求I所述的保温PP-R管材，其特征在于，所述发泡聚乙烯外层由如下质量份数的组分制备而成 低密度聚乙烯 100份； 发泡剂母粒 I. 5-3份； 外层色母粒 1-3份。
3.根据权利要求I所述的保温PP-R管材，其特征在于，所述PP-R内管由如下质量份数的组分制备而成 PP-R树脂100份； 内管色母粒 2-4份。
4.权利要求1-3任一项所述的保温PP-R管材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 (I)将低密度聚乙烯和外层色母粒按质量份数比例混合后通过双螺杆挤出机挤出造粒，加工温度控制在170-200°C，得到外层备用料； (2 )将PP-R树脂和内管色母粒按质量份数比例混合后通过双螺杆挤出机挤出造粒，力口工温度控制在170-220°C，得到PP-R管专用料； (3)将PP-R管专用粒料投入单螺杆挤出机中，加工温度控制在180-200°C，得PP-R熔体；发泡挤出机中按比例投入步骤(I)得到的外层备用料和发泡剂母粒，加工温度控制在170-190°C，得发泡聚乙烯熔体； (4)PP-R熔体与发泡聚乙烯熔体通过共挤模具，温度控制在180-220°C之间，一步成型即得所述保温PP-R管材。
全文摘要
本发明公开了一种保温PP-R管材，该PP-R管材分两层结构，由内到外依次为PP-R内管和发泡聚乙烯外层，所述PP-R内管与发泡聚乙烯外层采用共挤模具一步成型。发泡聚乙烯保温效果显著，又具有良好的抗冲击性能，能减少热量损失和保护管材受外力冲击不开裂。
文档编号F16L59/02GK102797914SQ20121030903
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者王军, 彭晓翊, 秦小梅, 李白千 申请人:佛山市日丰企业有限公司