本发明涉及一种抗老化ppr复合塑料管及制备方法，属于ppr复合塑料管
技术领域：
。
背景技术：
：ppr管材，是三丙聚乙烯管的简称，又叫无规共聚聚丙烯管，采用热熔接的方式，有专用的焊接和切割工具，有较高的可塑性。ppr管价格适中、性能稳定，耐热保温，耐腐蚀，内壁光滑不结垢、管道系统安全可靠，并不渗透，使用年限可达50年。ppr管材与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比，具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等优点，广泛应用于建筑给排水、城乡给排水、城市燃气、电力和光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域。特别是在国内给水管道市场得到普及，是目前用量最大的建筑冷热水管。ppr分子链结构中含大量不稳定的叔碳原子，比pe更易受光、氧、杂质（如铜、铁离子）的作用而老化。因此，ppr管长期受紫外线照射易老化降解，同时ppr管的硬度较低、5℃以下低温脆性明显。为解决此类缺陷，行业内多采用加入由抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂和金属离子钝化剂合成的复合助剂改善抗老化性，或者加入抗冲改性剂改善低温脆性等工艺。申请号为201410218173.0的发明专利公开了一种抗老化、抗菌塑料颗粒及其双层ppr管的制备方法，将10号白油0.1-5份、聚乙烯蜡2-8份，硅烷偶联剂0.1-5份，聚乙烯树脂20-40份，80-100目的贝壳粉5-10份，80-200目的载银竹炭粉3-6份，加入高速搅拌机混合，混合均匀后经过双螺杆挤出机挤出造粒即得。该发明还公开了利用这种天然抗老化、抗菌复合塑料颗粒制备除菌、抗紫外线、防静电、阻燃双层ppr管的方法。该发明主要是对ppr管材的材质进行了改进，加入了贝壳粉、载银竹炭粉等各种助剂，容易存在助剂分散不均造成管材性能不稳定的情况。申请号为201110197675.6的发明专利公开了一种高耐候的ｐｐｒ管材及其制备方法，该高耐候的ppr管材包括如下重量份数的组分：ppr100份、色母粒4份、复合助剂1.3份，所述的复合助剂包括重量配比为8：2：2：1为抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂和金属离子钝化剂。本发明通过十八烷基乙烯醚和马来酸酐的交替共聚物作色载体，添加扩散油及硅烷偶联剂对颜料表面润湿，得到的管材内外壁光滑平整，无缺陷，产品符合国家标准中的相关要求，与普通配方生产的管材相比，管材的力学性能及耐老化性能等得到了显著的改善，管材氧化诱导时间延长、管材冲击强度的提高、管材液压强度和管材耐老化性能均有所提高。该发明也主要是对ppr管材的材质进行了改进，加入了各种助剂，容易存在助剂分散不均的情况。申请号为201310500794.3的发明专利公开了一种高抗老化性的ppr管材及其制造方法，选取ppr原料，加入一定量锌粉充分混合均匀；在混合均匀的ppr与锌粉混合物中加入dop药水；将加入dop药水的ppr与锌粉混合物置入成型机中，加热至200-230℃，保温1-3分钟，直至混合物制成胶状原料；将制成的胶状原料放入双螺杆挤出机中挤出选粒，之后用单螺杆管材挤出机进行挤管成型。该发明制成的ppr管材由于锌粉的加入可在管材内部及表面形成一层zno层，显著改善了管材的抗老化性能；同时可提升管材的硬度和低温脆性。该发明在制备原料是加入了锌粉，容易存在锌粉存在分散不均的情况，同时使用了dop增塑剂，长期通热水可能使增塑剂渗出，影响健康。技术实现要素：针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种抗老化ppr复合塑料管及制备方法。本发明解决的第一个技术问题是提供一种抗老化ppr复合塑料管。本发明抗老化ppr复合塑料管，包括一管体，所述管体包括内管层1和外管层2，所述内管层1与所述外管层2之间设置夹层3，内管层1和外管层2的材质均为无规共聚聚丙烯（即ppr），夹层3中填充微胶囊，所述微胶囊的制备方法如下：i、铝粉的预处理：将球形铝粉分散于环氧大豆油中，然后冷冻粉碎，使其粒径小于200nm；ii、喷雾沉积：将囊材树脂溶于溶剂中，保证囊材树脂溶液的浓度为20～40wt%，然后加入预处理后的铝粉，使其固含量为20～30wt%，搅拌30～60min后，喷雾干燥，得到包裹铝粉的微胶囊。本发明抗老化ppr复合塑料管，将球形铝粉颗粒分散于环氧大豆油中，然后冷冻粉碎，在其表面喷雾沉积囊材树脂，得到包覆铝粉的微胶囊，再将微胶囊填充至双层ppr管中间的夹层得到抗老化ppr复合管。从而无需将铝粉与ppr挤出共混改性，无需考虑两者相容性差的问题，胶囊中的铝粉缓释沉积于夹层中，形成一层致密的氧化膜，对内层起到良好的保护作用，改善了ppr管的抗老化性能。其中，夹层3的厚度将会影响ppr管的抗老化性能。厚度太薄，抗老化的性能差，而厚度太厚，填充的微胶囊过多，将会造成材料的浪费。优选的，所述夹层3的厚度为1～5mm；更优选的，所述夹层3的厚度为3mm。微胶囊是影响抗老化性能的重要因素。本发明的微胶囊主要是采用囊材树脂包覆纳米金属铝粉。其中，步骤i为铝粉的预处理，主要是为了得到粒径小于200nm的纳米铝粉。首先将球形铝粉分散于环氧大豆油中，优选的，球形铝粉与环氧大豆油的重量比为1～5:1；更优选的，球形铝粉与环氧大豆油的重量比为3:1。其分散均匀度将会影响后续冷冻粉碎，为了更好的进行分散，优选采用超声波分散仪器进行分散。超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，超声分散是指以液体为媒介，通过超声波在液体中的“空化”作用，将液体中的颗粒进行分散和解团聚的过程。超声分散可以采用超声波分散仪。常用的超声波分散仪均适用于本发明。本发明的冷冻粉碎可以采用常规方法，仅需保证粉碎后的铝粉粒径小于200nm即可。比如，采用冷冻粉碎机来进行粉碎。步骤ii是制备微胶囊的关键步骤。将囊材树脂溶于溶剂中，保证囊材树脂溶液的浓度为20～40wt%，然后加入预处理后的铝粉，使其固含量为20～30wt%，搅拌30～60min后，喷雾干燥，得到包裹铝粉的微胶囊。其中，所述囊材树脂为阿拉伯胶、麦芽糊精或明胶。常用的能够溶解囊材树脂的溶剂均适用于本发明。为了节约成本，优选的，所述溶剂为水。为了更好的制备得到微胶囊，优选的，步骤ii中，加入预处理后的铝粉之前，还加入乳化剂，乳化剂的加入量为囊材树脂重量的1～5%。加入乳化剂，可以使得液体具有良好的稳定性，有利于喷雾干燥过程的顺利进行。此外，加入乳化剂，还可以使溶于水的壁材树脂聚集在非常小的芯材（即铝粉）周围，形成水包油的乳化液，在喷雾干燥过程中，壁材水分迅速蒸发掉，包裹住芯材而形成微胶囊。常用的乳化剂均适用于本发明，优选的，所述乳化剂为聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺或木质素磺酸盐。喷雾干燥是系统化技术应用于物料干燥的一种方法。于干燥室中将稀料经雾化后，在与热空气的接触中，水分迅速汽化，即得到干燥产品。该法能直接使溶液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品，可省去蒸发、粉碎等工序。该方法的优点主要是干燥速率高、时间段、物料温度低等。其基本原理是将被干燥的液体通过雾化器的作用，喷成非常细微的雾滴，并依靠干燥介质如热空气、烟道气或惰性气体等与雾滴的均匀混合，进行热交换和质交换，使得溶剂气化或者使得熔融物固化。本发明采用喷雾干燥来制得包裹纳米铝粉的微胶囊。作为优选方案，步骤ii中，囊材树脂溶液的浓度为30wt%，然后加入预处理后的铝粉，使其固含量为28wt%。本发明解决的第二个技术问题是提供一种抗老化ppr复合塑料管的制备方法。本发明抗老化ppr复合塑料管的制备方法，包括如下步骤：a、微胶囊的制备：按照上述的微胶囊的制备方法制备得到微胶囊；b、复合ppr管的制备：采用无规共聚聚丙烯挤出得到两根不同直径的ppr管，并将分别作为内管层1和外管层2，组合得到具有夹层3的复合ppr管；c、填充：将微胶囊填充到复合ppr管的夹层3中，得到抗老化ppr复合塑料管。其中，a步骤和b步骤无时间顺序，可以先进行a步骤，得到微胶囊，再进行b步骤，得到复合ppr管，也可以先进行b步骤，得到复合ppr管，再进行a步骤，得到微胶囊；还可以将a步骤和b步骤同时进行。无规共聚聚丙烯，是聚丙烯的一种，它的高分子链的基本结构用加进不同种类的单体分子加以改性。乙烯是最常用的单体，它引起聚丙烯物理性质的改变。与均聚物相比，无规共聚物改进了光学性能（增加了透明度并减少了浊雾），进步了抗冲击性能，增加了挠性，降低了熔化温度，从而也降低了热熔接温度；同时在化学稳定性、水蒸汽隔离性能和器官感觉性能（低气味和味道）方面与均聚物基本相同。本发明的ppr管就是无规共聚聚丙烯管，因此，必须采用无规共聚聚丙烯为原料来进行挤出制备。其中，挤出可以采用常规的塑料管材生产设备来进行，其挤出工艺也可以采用现有的工艺。b步骤中，将两根直径大小不一的管材组合成复合管的方法也可以采用常规的，为了保证管材性能的一致性，优选的组合方法如下：将直径小的管放入直径大的管中，并保证复合ppr管横截面的两个圆的圆心在同一位置。保证横截面的圆心在同一位置，可以保证产品ppr管材的性能在管材的各个部位一致。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的抗老化ppr复合塑料管，将球形铝粉颗粒分散于环氧大豆油中，然后冷冻粉碎，在其表面喷雾沉积囊材树脂，得到包覆铝粉的微胶囊，再将微胶囊填充至复合ppr管中间的夹层得到抗老化ppr复合管。无需将铝粉与ppr挤出共混改性，无需考虑两者相容性差的问题，胶囊中的铝粉缓释沉积于夹层中，形成一层致密的氧化膜，对内层起到良好的保护作用，改善了ppr管的抗老化性能。此外，本发明无需使用其他助剂，健康安全。附图说明图1为本发明抗老化ppr复合塑料管的横截面示意图；图中，1为内管层；2为外管层；3为夹层。具体实施方式以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。实施例1采用如下方法制备得到抗老化ppr复合塑料管：a、微胶囊的制备：、铝粉的预处理：将球形铝粉加入环氧大豆油中，超声分散，然后冷冻粉碎，使其粒径小于200nm；其中，球形铝粉与环氧大豆油的重量比为1:1。、喷雾沉积：将囊材树脂溶于溶剂水中，保证囊材树脂溶液的浓度为20wt%，然后加入乳化剂，乳化剂的加入量为囊材树脂重量的1%，再加入预处理后的铝粉，使其固含量为20wt%，搅拌30min后，喷雾干燥，得到包裹铝粉的微胶囊；所述囊材树脂为阿拉伯胶；所述乳化剂为聚丙烯酸钠。b、复合ppr管的制备：采用无规共聚聚丙烯挤出得到两根不同直径的ppr管，并将分别作为内管层1和外管层2，将直径小的ppr管放入直径大的ppr管中，并保证两根ppr管横截面的圆心在同一位置，组合得到具有夹层3的复合ppr管。c、填充：将微胶囊填充到复合ppr管的夹层3中，得到抗老化ppr复合塑料管。该抗老化ppr复合塑料管的横截面如图1所示，包括内管层1和外管层2，所述内管层1与所述外管层2之间设置夹层3，内管层1和外管层2的材质均为ppr，夹层3中填充微胶囊，且夹层3的厚度为1mm。对该ppr管材进行抗老化性试验，采用疝气灯照射加速老化5000小时，测定其光洁度保持率，其结果见表1。实施例2采用如下方法制备得到抗老化ppr复合塑料管：a、复合ppr管的制备：采用无规共聚聚丙烯挤出得到两根不同直径的ppr管，并将分别作为内管层1和外管层2，将直径小的ppr管放入直径大的ppr管中，并保证两根ppr管横截面的圆心在同一位置，组合得到具有夹层3的复合ppr管。b、微胶囊的制备：、铝粉的预处理：将球形铝粉加入环氧大豆油中，超声分散，然后冷冻粉碎，使其粒径小于200nm；其中，球形铝粉与环氧大豆油的重量比为5:1。、喷雾沉积：将囊材树脂溶于溶剂水中，保证囊材树脂溶液的浓度为40wt%，然后加入乳化剂，乳化剂的加入量为囊材树脂重量的5%，再加入预处理后的铝粉，使其固含量为30wt%，搅拌60min后，喷雾干燥，得到包裹铝粉的微胶囊；所述囊材树脂为麦芽糊精；所述乳化剂为聚丙烯酰胺。c、填充：将微胶囊填充到复合ppr管的夹层3中，得到抗老化ppr复合塑料管。该抗老化ppr复合塑料管的横截面如图1所示，包括内管层1和外管层2，所述内管层1与所述外管层2之间设置夹层3，内管层1和外管层2的材质均为ppr，夹层3中填充微胶囊，且夹层3的厚度为5mm。对该ppr管材进行抗老化性试验，采用疝气灯照射加速老化5000小时，测定其光洁度保持率，其结果见表1。实施例3采用如下方法制备得到抗老化ppr复合塑料管：a、微胶囊的制备：、铝粉的预处理：将球形铝粉加入环氧大豆油中，超声分散，然后冷冻粉碎，使其粒径小于200nm；其中，球形铝粉与环氧大豆油的重量比为2:1。、喷雾沉积：将囊材树脂溶于溶剂水中，保证囊材树脂溶液的浓度为25wt%，然后加入乳化剂，乳化剂的加入量为囊材树脂重量的2%，再加入预处理后的铝粉，使其固含量为25wt%，搅拌40min后，喷雾干燥，得到包裹铝粉的微胶囊；所述囊材树脂为明胶；所述乳化剂为木质素磺酸盐。b、复合ppr管的制备：采用无规共聚聚丙烯挤出得到两根不同直径的ppr管，并将分别作为内管层1和外管层2，将直径小的ppr管放入直径大的ppr管中，并保证两根ppr管横截面的圆心在同一位置，组合得到具有夹层3的复合ppr管。c、填充：将微胶囊填充到复合ppr管的夹层3中，得到抗老化ppr复合塑料管。该抗老化ppr复合塑料管的横截面如图1所示，包括内管层1和外管层2，所述内管层1与所述外管层2之间设置夹层3，内管层1和外管层2的材质均为ppr，夹层3中填充微胶囊，且夹层3的厚度为3mm。对该ppr管材进行抗老化性试验，采用疝气灯照射加速老化5000小时，测定其光洁度保持率，其结果见表1。实施例4采用如下方法制备得到抗老化ppr复合塑料管：a、微胶囊的制备：、铝粉的预处理：将球形铝粉加入环氧大豆油中，超声分散，然后冷冻粉碎，使其粒径小于200nm；其中，球形铝粉与环氧大豆油的重量比为4:1。、喷雾沉积：将囊材树脂溶于溶剂水中，保证囊材树脂溶液的浓度为35wt%，然后加入乳化剂，乳化剂的加入量为囊材树脂重量的4%，再加入预处理后的铝粉，使其固含量为22wt%，搅拌50min后，喷雾干燥，得到包裹铝粉的微胶囊；所述囊材树脂为阿拉伯胶；所述乳化剂为聚丙烯酸钠。b、复合ppr管的制备：采用无规共聚聚丙烯挤出得到两根不同直径的ppr管，并将分别作为内管层1和外管层2，将直径小的ppr管放入直径大的ppr管中，并保证两根ppr管横截面的圆心在同一位置，组合得到具有夹层3的复合ppr管。c、填充：将微胶囊填充到复合ppr管的夹层3中，得到抗老化ppr复合塑料管。该抗老化ppr复合塑料管的横截面如图1所示，包括内管层1和外管层2，所述内管层1与所述外管层2之间设置夹层3，内管层1和外管层2的材质均为ppr，夹层3中填充微胶囊，且夹层3的厚度为2mm。对该ppr管材进行抗老化性试验，采用疝气灯照射加速老化5000小时，测定其光洁度保持率，其结果见表1。实施例5采用如下方法制备得到抗老化ppr复合塑料管：a、微胶囊的制备：、铝粉的预处理：将球形铝粉加入环氧大豆油中，超声分散，然后冷冻粉碎，使其粒径小于200nm；其中，球形铝粉与环氧大豆油的重量比为3.5:1。、喷雾沉积：将囊材树脂溶于溶剂水中，保证囊材树脂溶液的浓度为28wt%，然后加入乳化剂，乳化剂的加入量为囊材树脂重量的3%，再加入预处理后的铝粉，使其固含量为24wt%，搅拌40min后，喷雾干燥，得到包裹铝粉的微胶囊；所述囊材树脂为阿拉伯胶；所述乳化剂为聚丙烯酸钠。b、复合ppr管的制备：采用无规共聚聚丙烯挤出得到两根不同直径的ppr管，并将分别作为内管层1和外管层2，将直径小的ppr管放入直径大的ppr管中，并保证两根ppr管横截面的圆心在同一位置，组合得到具有夹层3的复合ppr管。c、填充：将微胶囊填充到复合ppr管的夹层3中，得到抗老化ppr复合塑料管。该抗老化ppr复合塑料管的横截面如图1所示，包括内管层1和外管层2，所述内管层1与所述外管层2之间设置夹层3，内管层1和外管层2的材质均为ppr，夹层3中填充微胶囊，且夹层3的厚度为4mm。对该ppr管材进行抗老化性试验，采用疝气灯照射加速老化5000小时，测定其光洁度保持率，其结果见表1。实施例6采用如下方法制备得到抗老化ppr复合塑料管：a、微胶囊的制备：、铝粉的预处理：将球形铝粉加入环氧大豆油中，超声分散，然后冷冻粉碎，使其粒径小于200nm；其中，球形铝粉与环氧大豆油的重量比为3:1。、喷雾沉积：将囊材树脂溶于溶剂水中，保证囊材树脂溶液的浓度为30wt%，然后加入乳化剂，乳化剂的加入量为囊材树脂重量的3%，再加入预处理后的铝粉，使其固含量为28wt%，搅拌50min后，喷雾干燥，得到包裹铝粉的微胶囊；所述囊材树脂为阿拉伯胶；所述乳化剂为聚丙烯酸钠。b、复合ppr管的制备：采用无规共聚聚丙烯挤出得到两根不同直径的ppr管，并将分别作为内管层1和外管层2，将直径小的ppr管放入直径大的ppr管中，并保证两根ppr管横截面的圆心在同一位置，组合得到具有夹层3的复合ppr管。c、填充：将微胶囊填充到复合ppr管的夹层3中，得到抗老化ppr复合塑料管。该抗老化ppr复合塑料管的横截面如图1所示，包括内管层1和外管层2，所述内管层1与所述外管层2之间设置夹层3，内管层1和外管层2的材质均为ppr，夹层3中填充微胶囊，且夹层3的厚度为3mm。对该ppr管材进行抗老化性试验，采用疝气灯照射加速老化5000小时，测定其光洁度保持率，其结果见表1。对比例1采用201310500794.3中实施例1中记载的方法得到ppr管材，并对其进行抗老化性试验，采用疝气灯照射加速老化5000小时，测定其光洁度保持率，其结果见表1。对比例2对普通ppr管材进行抗老化性试验，采用疝气灯照射加速老化5000小时，测定其光洁度保持率，其结果见表1。表1编号光洁度（%）实施例199.1实施例299.1实施例399.5实施例499.3实施例599.6实施例699.9对比例198.7对比例24注：光洁度保持率越低，说明材料老化造成的粉化现象越严重。当前第1页12