本实用新型涉及管材
技术领域：
，具体地说是一种高耐压和高抗冲PPR管。
背景技术：
：无规共聚聚丙烯(PP-R)管道为国内主要的家用给水管道。随着技术的发展，人们对管道的要求也越来越高。纤维增强PPR管道可以一定程度上提高PPR管道的耐压性能，但是又容易出现低温脆性问题。主要是由于常规的纤维改性PPR时，界面不处理，容易出现界面薄弱；而添加相容剂后，过强的界面粘结，则会降低复合材料阻止裂纹扩展及吸收外加冲击能量的能力。综上都会使复合材料的抗冲及抗疲劳性能大幅度下降。因此在纤维改性PPR材料中，引入一层可变形的柔性界面层一定程度上可以解决脆性问题。此外，β晶特有的束状聚集体结构，使材料在受到外力冲击的时候可以引发大量的微细裂纹，从而吸收大量的冲击能量，提高材料的韧性。但是当添加纤维、β成核剂共存时，由于在挤出过程中纤维的高剪切容易抑制β成核，因此，在结构设计时，内外层添加β成核剂，而中间层从成本和有效性考虑，不添加β成核剂。技术实现要素：本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高耐压和高抗冲PPR管。本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种高耐压和高抗冲PPR管，其具有三层结构，分为内层，中间层和外层，在内层和外层之间设置中间层。中间层的材料采用纤维增强PPR树脂，中间层的材料同时引入柔性相容剂。内层的原料为采用β成核剂改性PPR树脂。外层的原料采用β成核剂改性PPR树脂。中间层的原料，其组份质量百分比为：增强纤维为25-30％；柔性相容剂为5％-10％；其他为常规PPR原料，常规PPR原料为PPR树脂、色母粒、抗氧剂等。所述的柔性相容剂为嵌段共聚物PS-PHEA，分子量为25000-50000，HEA含量30-50％。所述增强纤维为玻璃纤维，玄武岩纤维中的一种或配合使用，优选为玄武岩纤维，纤维为短切纤维。玄武岩纤维具有良好的耐化学腐蚀性、高轴向抗拉强度、抗疲劳性能、大的弹性变形能力、非磁性、重量轻等方面优异性能。内层的原料，其组份质量百分比为：β成核剂为0.1‰-2‰，相容剂为1％-5％，其他为常规PPR原料常规PPR原料为PPR树脂、色母粒、抗氧剂等。外层的原料和内层的原料相同。所述管材为三台单螺杆挤出机共挤挤出，三层结构分布为：内层10-35％，中间层30-50％，外层10-35％。所制管材的尺寸为D20*2.8。与现有技术相比，本实用新型的积极效果是：1.提高了PPR管材的耐压性能，并同时解决了PPR管存在易脆性破坏的问题。在中间层玻纤增强的同时，引入中间柔性相容剂；而内外层则进行了β成核剂改性。所制备的新型PPR管在提高PPR整体强度的同时，保证了抗冲性能，解决了脆性开裂问题，是一种高耐压、高抗冲PPR管。2.突破常规纤维增强树脂的配方，引入柔性相容剂，解决了纤维与PPR树脂之间界面薄弱的问题，更大程度的发挥纤维增强PPR的作用功效。3.引入β成核剂，在提高管材韧性的同时，还可以进一步提高管材的高温耐压性能。【附图说明】图1为一种高耐压和高抗冲PPR管示意图；其中，1a为径向剖面图，1b为轴向剖面图；图2为柔性相容剂作用在PPR/纤维界面的示意图。附图中的标号分别为：1外层，2中间层，3内层，4纤维，5β成核剂。【具体实施方式】以下提供本实用新型一种高耐压和高抗冲PPR管的具体实施方式。实施例1请参见附图1，一种高耐压和高抗冲PPR管，其具有三层结构，分为内层3，中间层2和外层1，在内层和外层之间设置中间层；中间层的材料采用纤维4增强PPR树脂，中间层的材料同时引入柔性相容剂。内层的原料为采用β成核剂5改性PPR树脂。外层的原料采用β成核剂改性PPR树脂。一种高耐压、高抗冲PPR管，其结构为30％的无规共聚聚丙烯外层，30％的无规共聚聚丙烯内层，40％的中间纤维增强层。选用树脂为大庆炼化PPR，牌号PA14D。中间增强层中，选用纤维为玄武岩纤维，纤维含量为25％；PS-PHEA的Mn为38950，添加比例为5％。内外层添加的β成核剂添加比例为1‰，相容剂为MPP(马来酸酐接枝PP)，添加比例为5％。三层原料均为根据配方设计的双螺杆挤出造粒料。三层复合管的制备是通过三台单螺杆挤出机复合挤出，并通过三段式冷却方法，最大程度保证β晶体的生长。冷却速度依次为一段、三段快速冷却，二段缓慢冷却。具体实施为：一段和三段冷却水箱通入20℃冷却水，冷却水箱长度分别为2米和6米；中间段为保温装置，关停冷却水，保证β成核剂在最佳生长温度下生长，保温段长度为20米；此外，制得产品110℃退火2h。实施例2一种高耐压和高抗冲PPR管，其结构为25％的无规共聚聚丙烯外层，25％的无规共聚聚丙烯内层，50％的中间纤维增强层。选用树脂为大庆炼化PPR，牌号PA14D。中间增强层中，选用纤维为玄武岩纤维，纤维含量为25％；PS-PHEA的Mn为38950，添加比例为5％。内外层添加的β成核剂添加比例为2‰，相容剂为MPP(马来酸酐接枝PP)，添加比例为5％。三层原料均为根据配方设计的双螺杆挤出造粒料。三层复合管的制备是通过三台单螺杆挤出机复合挤出，并通过三段式冷却方法，最大程度保证β晶体的生长。冷却速度依次为一段、三段快速冷却，二段缓慢冷却。具体实施为：一段和三段冷却水箱通入20℃冷却水，冷却水箱长度分别为2米和6米；中间段为保温装置，关停冷却水，保证β成核剂在最佳生长温度下生长，保温段长度为20米；此外，制得产品110℃退火2h。实施例3一种高耐压和高抗冲PPR管，其结构为25％的无规共聚聚丙烯外层，25％的无规共聚聚丙烯内层，50％的中间纤维增强层。选用树脂为大庆炼化PPR，牌号PA14D。中间增强层中，选用纤维为玄武岩纤维，纤维含量为25％；PS-PHEA不添加。内外层添加的β成核剂添加比例为2‰，相容剂为MPP(马来酸酐接枝PP)，添加比例为5％。三层原料均为根据配方设计的双螺杆挤出造粒料。三层复合管的制备是通过三台单螺杆挤出机复合挤出，并通过三段式冷却方法，最大程度保证β晶体的生长。冷却速度依次为一段、三段快速冷却，二段缓慢冷却。具体实施为：一段和三段冷却水箱通入20℃冷却水，冷却水箱长度分别为2米和6米；中间段为保温装置，关停冷却水，保证β成核剂在最佳生长温度下生长，保温段长度为20米；此外，制得产品110℃退火2h。实施例4一种高耐压和高抗冲PPR管，其结构为25％的无规共聚聚丙烯外层，25％的无规共聚聚丙烯内层，50％的中间纤维增强层。选用树脂为大庆炼化PPR，牌号PA14D。中间增强层中，选用纤维为玻璃纤维，纤维含量为25％；PS-PHEA的Mn为38950，添加比例为5％。内外层添加的β成核剂添加比例为2‰，相容剂为MPP(马来酸酐接枝PP)，添加比例为5％。三层原料均为根据配方设计的双螺杆挤出造粒料。三层复合管的制备是通过三台单螺杆挤出机复合挤出，并通过三段式冷却方法，最大程度保证β晶体的生长。冷却速度依次为一段、三段快速冷却，二段缓慢冷却。具体实施为：一段和三段冷却水箱通入20℃冷却水，冷却水箱长度分别为2米和6米；中间段为保温装置，关停冷却水，保证β成核剂在最佳生长温度下生长，保温段长度为20米；此外，制得产品110℃退火2h。具体的分析比较如下：制备的管材的综合性能汇总于表1：从数据可以看出，通过结构及配方改性，所制备的改性PPR管有明显的抗冲击和耐压性能的提升，适当提高成核剂比例可以进一步提高综合性能。实施例3不添加柔性相容剂，综合性能有所下降，说明柔性相容剂的添加有利于综合性能的提高。纤维的改变对性能略微变化，玄武岩纤维改性略高于玻纤。结晶情况汇总于表2：样品β晶型结晶度α晶型结晶度总结晶度Xcβ晶体相对含量纯PPR/38.72％38.72％/内外层实施例126.54％14.68％41.22％64.38％内外层实施例229.42％14.16％43.58％67.51％结晶情况分析看出，添加1‰的成核剂明显改变材料结晶性能，可以有较高的β结晶含量，进一步提高添加量后，β晶含量进一步提高，但提高不明显。以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。本
技术领域：
的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。当前第1页1 2 3