CN103047486A - 一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管 - Google Patents

一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管 Download PDF

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应淑妮
顾彬
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Abstract

本发明涉及一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管，其特征在于，包括无规共聚聚丙烯管壁外层(1)和管壁内层(6)以及双取向纤维增强层，管壁外层(1)和管壁内层(6)之间存在沿环向纤维增强(2)和轴向纤维增强(3)的双层增强层。本发明的优点：通过引入环向纤维增强层提高了管材的耐压性能；引入轴向纤维增强层降低了管材的线膨胀系数。通过调节玻璃纤维的长度，可保证管材高耐压性能前提下，线膨胀系数可降到1/3到1/4。纤维增强层树脂采用增韧无规共聚聚丙烯，提高了管材的低温抗冲性能。该发明可用于冷热水管、建筑主立管以及其他工业用管。

Description

一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管
【技术领域】
本发明涉及管材技术领域，具体地说，是一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管。
【背景技术】
无规共聚聚丙烯(PP-R)管道因为其具有卫生、环保、热熔连接可靠等一系列良好的应用特性为市场所接受，是目前我国在建筑给水用管材料中用量最大品种之一，而深受国内用户青睐。但PP-R管道在工程应用中由于其线膨胀系数较大，用于热水系统时管道易变形；单纯的PP-R管用于主立管时，耐压强度略嫌不足等，以上诸多缺陷限制了PP-R管道在我国建筑给水市场的进一步推广应用。单纯地对PP-R管道进行轴向纤维增强，能够使管道的线膨胀系数明显下降，却使环向耐压性能有所下降；而对PP-R管进行环向纤维增强，可以提高管道的耐压性能，但不能有效降低管道的线膨胀系数。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管，其特征在于，
包括无规共聚聚丙烯管壁外层(1)和管壁内层(6)以及双取向纤维增强层，管壁外层(1)和管壁内层(6)之间存在沿环向纤维增强(2)和轴向纤维增强(3)的双层增强层；
所述无规共聚聚丙烯密度范围：0.9～1.2g/cm3，熔融指数为0.25～1.0g/10min的树脂；
增强纤维为玻璃纤维(4)，每层增强层中纤维质量百分数为20～30％，纤维直径为13～16μm，纤维长度为200μm～1000μm；
环向纤维增强层(2)和轴向纤维增强层(3)占总管壁厚50～60％，环向纤维增强层(2)与轴向纤维增强层(3)厚度比为2∶1～1∶2；
环向纤维增强层(2)和轴向纤维增强层(3)制备中需添加相容剂MPP，相容剂占增强层的质量百分数为5％～10％；
环向纤维增强层(2)和轴向纤维增强层(3)制备中需添加增韧剂，如HDPE、LLDPE、EVA、PA、POE、PPB等。其中LLDPE用量选择范围为5-20％，HDPE的用量选择范围为5-10％，EVA的用量选择范围为3-8％，POE的用量选择范围为5-15％；PPB用量选择范围为50％～80％。
一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管的制备方法，可通过双向层挤出管材后，双层缠绕方式制备而成。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
本发明所述的带有双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管的优点：通过引入环向纤维增强层提高了管材的耐压性能；引入轴向纤维增强层降低了管材的线膨胀系数。通过调节玻璃纤维的长度，可保证管材高耐压性能前提下，线膨胀系数可降到1/3到1/4。纤维增强层树脂采用增韧无规共聚聚丙烯，提高了管材的低温抗冲性能。该发明可用于冷热水管、建筑主立管以及其他工业用管。
【附图说明】
图1为双取向纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管的径向和轴向剖面图；1a为径向剖面图，1b为轴向剖面图；
附图中的标号分别为：1、无规共聚聚丙烯管壁外层；2、环向纤维增强聚丙烯层；3、轴向纤维增强聚丙烯层；4、玻璃纤维；5、增韧无规共聚聚丙烯；6、无规共聚聚丙烯内层。
【具体实施方式】
以下提供本发明一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管的具体实施方式。
实施例1
请参见附图1，一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管，包括无规共聚聚丙烯管壁外层(1)和管壁内层(6)以及双取向纤维增强层。其特征在于：管壁外层(1)和管壁内层(6)之间存在沿环向纤维增强(2)和轴向纤维增强(3)的双层增强层。
一种双取向纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管，规格尺寸为φ90*10的管道，管壁由20％的无规共聚聚丙烯外层，20％的无规共聚聚丙烯内层，30％的环向纤维增强层，30％的轴向纤维增强层。其中，环向和轴向纤维增强层中的纤维含量均为25％，纤维长度为400μm-800μm，且添加8％马来酸酐接枝聚丙烯(MPP)和50％PPB。该设计管道中，各层配比合理，纤维与树脂具有良好的粘结作用，使管道的横向与纵向的拉伸性能明显增加，有效提高管材的耐压性能、耐温性能、耐低温脆性以及明显降低线膨胀系数。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管，其特征在于，包括无规共聚聚丙烯管壁外层和管壁内层以及双取向纤维增强层；管壁外层和管壁内层之间存在沿环向纤维增强和轴向纤维增强的双层增强层。
2.如权利要求1所述的一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管，其特征在于，所述无规共聚聚丙烯密度范围：0.9～1.2g/cm3，熔融指数为0.25～1.0g/10min的树脂。
3.如权利要求1所述的一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管，其特征在于，所述的纤维为玻璃纤维。
4.如权利要求3所述的一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管，其特征在于，所述的玻璃纤维质量百分数为20～30％，玻璃纤维直径为13～16μm，玻璃纤维长度为200μm～1000μm。
5.如权利要求1所述的一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管，其特征在于，环向纤维增强层和轴向纤维增强层占总管壁厚50～60％，环向纤维增强层与轴向纤维增强层厚度比为2∶1～1∶2。
6.如权利要求1所述的一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管，其特征在于，环向纤维增强层和轴向纤维增强层中添加相容剂。
7.如权利要求6所述的一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝烯烃类聚合物。
8.如权利要求1所述的一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管，其特征在于，环向纤维增强层和轴向纤维增强层中添加增韧剂。
9.如权利要求8所述的一种双取向的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管，其特征在于，所述的增韧剂为HDPE、LLDPE、EVA、PA、POE、PPB中的一种或者几种。
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