CN101293981A - 衬塑金属管内衬管料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种衬塑金属管内衬管料及其制备方法和管材。本发明公开了一种衬塑金属管的内衬管料，由下列重量比的原料制备而成：聚乙烯70－80％；聚丙烯20－30％；成核剂1－2％；抗氧剂1－2％。本发明所述金属管内衬管料的比重在0.93～0.95g/cm3，断裂伸长率≥400％、熔体流动速率0.4－0.8g/10min、拉伸性能≥20mPa、维卡软化点≥122℃。

Description

衬塑金属管内衬管料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种衬塑金属管内衬管料及其制备方法和管材。
背景技术
在建筑给水和采暖管道上，采用热塑性塑料管材替代传统的镀锌钢管是当前国内外的趋势。公认国际标准对热水管的要求是：在输送70℃热水时，长期承受1MPa压力下，可以使用50年。
近几十年，世界上开发了多种可以达到以上要求的塑料热水管和塑料-金属热水管，较常用的有以下几种：交联聚乙烯PEX管、改性聚丙烯PP-R管、聚丁烯PB管、氯化聚氯乙烯CPVC管、铝塑复合管、衬(涂)塑金属管。以上这些管材以及铜管，不锈钢管，铝合金管等金属管材，都可达到室内热水管的应用要求，都能保证防腐蚀和符合卫生要求，都有国际公认的标准，因此都已在各种工业民用建筑和住宅工程中采用。
衬(涂)塑金属复合管是以金属管为基体，内衬或内涂非金属涂层，由于其机械性能的可靠最容易被用户信任，在室内供冷热水领域被采用。根据所涂(衬)的非金属材料不同，现行行业标准《给水涂塑复合钢管》(CJ/T120-2000)把给水涂塑复合管分为聚乙烯(PE)钢塑复合管与环氧树脂(EP)钢塑复合管；《给水衬塑复合钢管》(CJ/T136-2001)把给水衬塑复合管分为聚乙烯(PE)、硬聚氯乙烯(PVC-U)、交联聚乙烯(PEX)、氯化聚氯乙烯(CPVC)和聚丙烯(PP)衬塑复合钢管。
现有衬塑复合钢管制备时，必须预先挤出内衬的塑料管，而且塑料管外壁需涂覆胶合层，复合时须经过高温高压，因此，现有衬塑复合钢管的生产工艺较复杂、所需设备较多。
发明内容
本发明目的提供一种衬塑金属管的内衬管料以及制备方法，为衬(涂)塑金属复合管提供新的非金属涂层材料。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种衬塑金属管的内衬管料，由下列重量比的原料制备而成：
聚乙烯        70-80％；
聚丙烯        20-30％；
成核剂        1-2％；
抗氧剂        1-2％。
聚乙烯分为高密度(HDPE，密度是0.941g/cm3，或更高)、中密度(MDPE，密度是0.926-0.940g/cm3)、低密度(LDPE，密度是0.910-0.925g/cm3)、和线性低密度聚乙烯(LLDPE，密度是0.910-0.925g/cm3)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、改性聚乙烯：CPE、交联聚乙烯(PEX)。参见ASTM D4976-98：聚乙烯塑料模塑和挤塑材料的标准规格。
在一实施方案里，所述聚乙烯选自HDPE、LLDPE、改性聚乙烯和LDPE中之一，其中优选为HDPE。
在一实施方案里，所述聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯混合物，二者的重量份比为4.5-5∶5-5.5。
在一实施方案里，所述成核剂可选自TM-1、NA-S20、N-1。
在一实施方案里，所述抗氧剂可以选自四(3-(3′，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯(简称抗氧剂1010)、硫代二丙酸二硬脂酸酯(简称抗氧剂DSTP)、亚磷酸酯类、复合抗氧剂PKY、双酚A中的一种或几种，其中优选为抗氧剂1010。
另一方面，本发明还公开了制备上述衬塑金属管的内衬管料的方法，包括下列步骤：
a)按重量配比称取原料；
b)混合搅拌；
c)将混合的原料放入螺杆机中挤出造粒，压力为0.4Mpa，螺杆机的温度设置为9段，第1段175～185℃，第2段185～195℃，第3段200～205℃，第4段205～210℃，第5段215～220℃，第6、7、8段225～230℃，第9段230～235℃；
d)烘干。
另一方面，本发明还公开了一种衬塑复合钢管，包括金属管基体和以本发明所述内衬管料为材质的内衬，其特征在于所述内衬的厚度为1.5-3.5mm。
在一实施方案里，所述内衬与金属管基体的连接方式可为法兰式、沟槽式或螺纹式，其中优选法兰式。
在一实施方案里，所述金属管基体可为钢管、铜管、不锈钢管、铝合金管、镀锌钢管，其中优选镀锌钢管。
另一方面，本发明还公开了上述衬塑复合钢管的制备方法，包括下列步骤：
基管表面处理：采用喷丸、打磨、酸洗等方式除去基管表面的锈渍、毛刺等，并符合GB/T 12611标准；
内衬塑料管的预先挤出：本发明所述内衬管料经塑料管材挤出机生成内衬管料，内衬塑料管的口径略小于基管内径，塑料管外壁需涂覆胶合层，长度略长于基管；
内衬复合：塑料管衬入基管后，一端密封，一端采用高压气体冲压，高温加热5-10min，自然冷却即可。
本发明所述金属管内衬管料的比重在0.93～0.95g/cm3，断裂伸长率≥400％、熔体流动速率0.4-0.8g/10min、拉伸性能≥20mPa、维卡软化点≥122℃。
具体实施方式
以下结合具体实施例，进一步阐明本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。比例和百分比基于重量，除非特别说明。
实施例1
一种衬塑金属管的内衬管料
准备下列原料：
聚乙烯78kg；聚丙烯33kg；成核剂NT-11kg；抗氧剂10101kg。
制备：
原料混合搅拌；
将混合的原料放入螺杆机中挤出造粒，压力为0.4Mpa，螺杆机的温度设置为9段，第1段175～185℃，第2段185～195℃，第3段200～205℃，第4段205～210℃，第5段215～220℃，第6、7、8段225～230℃，第9段230～235℃；烘干，100℃、40min、残留水分≤2000PPM，成品。
实施例2
一种衬塑金属管的内衬管料
准备下列原料：
聚乙烯120kg；聚丙烯27kg；成核剂NT-11.5kg；抗氧剂10101.5kg。
制备：
原料混合搅拌；
将混合的原料放入螺杆机中挤出造粒，压力为0.4Mpa，螺杆机的温度设置为9段，第1段175～185℃，第2段185～195℃，第3段200～205℃，第4段205～210℃，第5段215～220℃，第6、7、8段225～230℃，第9段230～235℃；烘干，100℃、40min、残留水分≤2000PPM，成品。
实施例3
一种衬塑金属管的内衬管料
准备下列原料：
聚乙烯95kg；聚丙烯40kg(均聚聚丙烯和共聚聚丙烯各20Kg)；成核剂NT-12.5kg；抗氧剂10102.5kg。
制备：
混合搅拌；将混合的原料放入螺杆机中挤出造粒，压力为0.4Mpa，螺杆机的温度设置为9段，第1段175～185℃，第2段185～195℃，第3段200～205℃，第4段205～210℃，第5段215～220℃，第6、7、8段225～230℃，第9段230～235℃；烘干，100℃、40min、残留水分≤2000PPM，成品。
实施例4
一种衬塑复合钢管
基管表面处理：采用喷丸、打磨、酸洗等方式除去基管表面的锈渍、毛刺等，并符合GB/T 12611标准；
内衬塑料管的预先挤出：实施例3所述内衬管料经塑料管材挤出机生成内衬管料(厚度为1.5mm)，内衬塑料管的口径略小于基管内径，塑料管外壁需涂覆胶合层，长度略长于基管；
内衬复合：塑料管衬入基管后，一端密封，一端采用高压气体冲压，高温加热5-10min，自然冷却即可。
本发明的范围不受所述具体实施方案的限制，所述实施方案只欲作为阐明本发明各个方面的单个例子，本发明范围内还包括功能等同的方法和组分。实际上，除了本文所述的内容外，本领域技术人员参照上文的描述和附图可以容易地掌握对本发明的多种改进。所述改进也落入所附权利要求书的范围之内。上文提及的每篇参考文献皆全文列入本文作为参考。

Claims (16)

1.一种衬塑金属管的内衬管料，由下列重量比的原料制备而成：
聚乙烯    70-80％；
聚丙烯    20-30％；
成核剂    1-2％；
抗氧剂    1-2％。
2.根据权利要求1所述的内衬管料，其特征在于所述聚乙烯选自HDPE、LLDPE、改性聚乙烯和LDPE中之一。
3.根据权利要求2所述的内衬管料，其特征在于所述聚乙烯为HDPE。
4.根据权利要求1所述的内衬管料，其特征在于所述聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯混合物，二者的重量份比为4.5-5∶5-5.5。
5.根据权利要求1所述的内衬管料，其特征在于所述成核剂可选自TM-1、NA-S20或N-1。
6.根据权利要求5所述的内衬管料，其特征在于所述成核剂为N-1。
7.根据权利要求1所述的内衬管料，其特征在于所述抗氧剂可以选自四(3-(3′，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯、硫代二丙酸二硬脂酸酯、亚磷酸酯类、复合抗氧剂PKY、双酚A中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的内衬管料，其特征在于所述抗氧剂为四(3-(3′，5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯。
9.制备权利要求1-7中任一项所述内衬管料的方法，包括下列步骤：
a)按重量配比称取原料；
b)混合搅拌；
c)将混合的原料放入螺杆机中挤出造粒，压力为0.4Mpa，螺杆机的温度设置为9段，第1段175～185℃，第2段185～195℃，第3段200～205℃，第4段205～210℃，第5段215～220℃，第6、7、8段225～230℃，第9段230～235℃；
d)烘干。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述烘干参数为100℃、40min，残留水分≤2000PPM。
11.一种衬塑复合钢管，包括金属管基体和以权利要求1-7中任一项所述内衬管料为材质的内衬，其特征在于所述内衬的厚度为1.5-3.5mm。
12.根据权利要求11所述的衬塑复合钢管，其特征在于所述内衬与金属管基体的连接方式可为法兰式、沟槽式或螺纹式。
13.根据权利要求12所述的衬塑复合钢管，其特征在于所述内衬与金属管基体的连接方式为法兰式。
14.根据权利要求11所述的衬塑复合钢管，其特征在于所述金属管基体可为钢管、铜管、不锈钢管、铝合金管或镀锌钢管。
15.根据权利要求15所述的衬塑复合钢管，其特征在于所述金属管基体为镀锌钢管。
16.制备权利要求11-15中任一项所述衬塑复合钢管的方法，包括下列步骤：
a)基管表面处理：采用喷丸、打磨、酸洗等方式除去基管表面的锈渍、毛刺等，并符合GB/T 12611标准；
b)内衬塑料管的预先挤出：本发明所述内衬管料经塑料管材挤出机生成内衬管料，内衬塑料管的口径略小于基管内径，塑料管外壁需涂覆胶合层，长度略长于基管；
c)内衬复合：塑料管衬入基管后，一端密封，一端采用高压气体冲压，高温加热5-10min，自然冷却即可。
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