一种连续多层保温复合管材的制作方法

一种连续多层保温复合管材，属于建筑内管道保温技术领域。

背景技术：

目前供热管道的保温主要采用聚氨酯材料进行保温，由于当前聚氨酯发泡所用的发泡剂主要为氟氯烃类，其对臭氧层有破坏作用，目前世界各国均在限制使用。聚氨酯材料在发泡过程中还会存在对人体有害的异氰酸酯残留物，而且发泡材料无法回收利用，造成环境污染。同时聚氨酯材料成本以较高，且发泡效率较低，导致管道保温成本高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种环境友好、制备方便的连续多层保温复合管材。

解决其技术问题所采用的技术方案是：该连续多层保温复合管材，其特征在于：由外向内依次包括防护层、聚苯乙烯发泡层和工作管，所述的防护层和聚苯乙烯发泡层共挤成型，所述的聚苯乙烯发泡层内管的壁厚与防护层的壁厚的厚度比为5~30：1。

本实用新型针对目前存在的主要问题以及管道保温使用要求，本实用新型以发泡聚苯乙烯为保温材料，挤出级聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）共混物为粘结层。显著提高了防护层与保温层之间的粘结性，管材的强度也更高。在保温层内加入工作管，利用防层防护层、聚苯乙烯发泡层实现防护和保温，在提高强度和使用年限的同时，还能提供更好的卫生环境、和耐热耐氧化性能，更适合用于输送热水，作为供热管道。

优选的，所述的聚苯乙烯发泡层的材质为聚苯乙烯保温材料或高抗冲聚苯乙烯材料。聚苯乙烯发泡层的材质为CO2发泡聚苯乙烯保温材料或CO2发泡高抗冲聚苯乙烯材料。本实用新型以CO2作为主要发泡剂，避免了氟氯烃类、烷烃类发泡剂对环境的破坏。选用高抗冲聚苯乙烯（HIPS）或聚苯乙烯为发泡材料，有利于与后续工作管的匹配。

优选的，所述的防护层的材质为聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。

优选的，所述的防护层的厚度为0.1mm~6mm。在该厚度下既能够起到良好的防护作用，又能够尽可能的节省用量。

优选的，所述的防护层与聚苯乙烯发泡层中间共挤有一层聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物防护层。防护层的材质为PE、PVC或PP。增设一层与内层防护层不同材料的防护层，将三者的韧性和强度相协调，管材的耐用性更好，环境适应能力更强。

优选的，所述的聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物防护层的厚度为0.1 mm~6.0mm。在该厚度下既能够起到良好的防护作用，又能够尽可能的节省用量。

优选的，所述的工作管的材质为PE-RTII、PP-R、PB或PE-X。

优选的，所述的聚苯乙烯发泡层和工作管间通过填充的胶粘层粘接。

优选的，所述的胶粘层的材质为单组份或多组份泡沫胶。

一种上述连续多层保温复合管材的制造方法，制备步骤为：

1）将聚苯乙烯或高抗冲聚苯乙烯与低密度聚乙烯共混得到的共混物及成核剂、抗氧剂按配比采用高速搅拌机混合均匀；

2）将混合好的原料加入双螺杆挤出机进行塑化熔融，然后注入超临界状态的CO2、乙醇、和水组成的发泡剂，经管材成型口模、芯模挤出，熔体出口模后压力迅速下降，使得CO2气体在成核剂周围形成泡孔，形成CO2发泡共混聚苯乙烯保温层；

3）利用共挤机在CO2发泡共混聚苯乙烯保温层外表面共挤一层聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物得到乙烯-醋酸乙烯共聚物粘结层；

4）利用共挤机在CO2发泡共混聚苯乙烯保温层外表面共挤聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、耐热聚乙烯（PE-RT）得到防护层，再经冷却、牵引即得；

5）将工作管插入聚苯乙烯保温层的管腔内，在工作管和聚苯乙烯保温层之间充填单组份、多组分泡沫胶，将两者粘接。

本实用新型将聚苯乙烯（PS）或高抗冲聚苯乙烯（HIPS）或聚苯乙烯及成核剂、抗氧剂等组分以特定比例采用高速搅拌机混合均匀，将混合好的原料加入双螺杆挤出机进行塑化熔融，当二氧化碳的温度超过31℃、压力超过7.38MPa时，即进入超临界二氧化碳状态。以特定比例注入形成的超临界状态的CO2、乙醇、水发泡剂，使CO2气体以超临界状态均匀分散到树脂中，经管材成型口模、芯模挤出，熔体出口模后压力迅速下降，使得CO2气体在成核剂周围形成泡孔，形成发泡保温层。经初步定型后，利用共挤机在保温层外表面共挤的聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）共混物的粘结层。

优选的，制得乙烯-醋酸乙烯共聚物防护层后的管材在冷却后再利用第二个共挤机共挤聚乙烯得到聚乙烯防护层。两层外护层在线共挤，一次性成型生产效率高。

与现有技术相比，本实用新型的所具有的有益效果是：

1、发泡层内管采用CO2超临界流体发泡材料，一方面避免了氟氯烃类、烷烃类发泡剂对环境的破坏，另一方面，超临界CO2发泡材料使用的CO2从工业废气中提取而来，等于通过CO2的循环利用实现了碳补偿，对于降低温室气体排放，实现低碳循环经济具有重要意义。

2、能够采用连续挤出工艺进行生产，生产效率高，产品性能稳定。

3、选用高抗冲聚苯乙烯（HIPS）或聚苯乙烯为发泡材料，成本较低，且不含对人体有害的异氰酸酯残留物。

4、采用挤出级聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）共混物，显著提高了防护层与保温层之间的粘结性。

5、在保温层内加入工作管，利用外层防护层、聚苯乙烯发泡层实现防护和保温，在提高强度和使用年限的同时，还能提供更好的卫生环境、和耐热耐氧化性能，更适合用于输送热水，作为供热管道。

6、两层外护层在线共挤，一次性成型生产效率高。

附图说明

图1为本实用新型的一种连续多层保温复合管材的截面示意图。

其中，1、聚苯乙烯发泡层 2、聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物防护层 3、防护层 4、工作管 5、胶粘层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明，其中图1为最佳实施方式。

参照附图1：本实用新型的一种连续多层保温复合管材， 由外向内依次为聚乙烯的防护层3、聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物防护层2、聚苯乙烯发泡层1和工作管4，聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物防护层2和聚苯乙烯发泡层1共挤成型，聚苯乙烯发泡层1和工作管4间通过填充的胶粘层5粘接；聚苯乙烯发泡层1的壁厚与聚乙烯与防护层3的壁厚的厚度比为5~30：1；防护层3的厚度为0.1 mm~6.0mm，聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物防护层2的厚度为0.5mm~1.0mm；其中，聚苯乙烯发泡层1的材质为CO2发泡聚苯乙烯保温材料或CO2发泡高抗冲聚苯乙烯材料；防护层3的材质为聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC；聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物防护层2的材质为聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物；工作管4的材质为PE-RTII、PP-R、PB或PE-X；胶粘层5的材质为单组份、多组分泡沫胶。

本实用新型提供一种可行的制备方法为：

1）按重量份备料：聚苯乙烯或高抗冲聚苯乙烯90份、低密度聚乙烯10份、成核剂5份、抗氧剂2.5份、CO26.2份，乙醇：2.5份、水2.5份；将聚苯乙烯或高抗冲聚苯乙烯与低密度聚乙烯共混物及成核剂、抗氧剂按配比采用高速搅拌机混合均匀；

2）将混合好的原料加入双螺杆挤出机进行塑化熔融，然后注入超临界状态的CO2、乙醇、和水组成的发泡剂，经管材成型口模、芯模挤出，熔体出口模后压力迅速下降，使得CO2气体在成核剂周围形成泡孔，形成CO2发泡共混聚苯乙烯保温层；

3）按重量份备料：聚乙烯树脂70份，乙烯-醋酸乙烯共聚物30份，利用共挤机在CO2发泡共混聚苯乙烯保保温层外表面共挤一层聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物得到乙烯-醋酸乙烯共聚物防护层；聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物防护层的厚度为0.1~1.0mm；

4）再利用第二个共挤机在聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物防护层外共挤聚乙烯得到聚乙烯防护层，聚乙烯防护层的厚度为0.1~6.0 mm，再经冷却、牵引即得；

5）将工作管插入聚苯乙烯保温层的管腔内，在工作管和聚苯乙烯保温层之间充填泡沫胶，将两者粘接。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。