CN103225716B - 一种三抗阻光复合管材的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种三抗阻光复合管材的制造方法，涉及一种具有抗菌、抗氧、抗紫外线和阻光的复合管材制造技术，属于新型材料与工艺技术领域。其特征在于：所述三抗阻光复合管材由三层共挤制得，且三层厚度之比是：内层比中层、中层比外层的之比为0.618。其有益效果在于：本发明增加了管材的抗菌性能，提高了管材的抗氧、抗紫外线的能力；通过改变材料的结晶度和球晶的尺寸，提高了管材的热变形温度，降低了线胀系数；提高了管材的冲击强度，特别是低温冲击强度；提高了管材的耐内压强度和硬度。

Description

一种三抗阻光复合管材的制造方法

技术领域

本发明涉及一种具有抗菌、抗氧、抗紫外线和阻光的复合管材制造技术，属于新型材料与工艺技术领域，具体地说是一种三抗阻光复合管材的制造方法。

背景技术

PP-R管又叫三型聚丙烯管，采用无规共聚聚丙烯经挤出成为管材，注塑成为管件；其采用气相共聚工艺使5%左右PE在PP的分子链中随机地均匀聚合(无规共聚)而成为新一代管道材料；它具有较好的抗冲击性能和长期蠕变性能；PP-R管的接口采用热熔技术，管材之间完全融合到了一起，所以一旦安装打压测试通过，绝不会再漏水，可靠度极高，且PP-R管材因其具有重量轻、不结垢、不生锈、流阻小、美观等特性，被广泛应用到供水、供暖、供气等各个方面。

PP-R管是20世纪90年代初发展起来的一种新一代节能环保型建筑新型塑料管材，随着其竞争优势的逐步凸显，已被市场高度认可，并得到了大面积的普遍使用，但是由于受PP-R分子链上存在大量不稳定的叔碳原子，在有氧的情况下，只需要很小的能量就能够将叔碳原子上的氢脱除而成为叔碳自由基；使得PP-R管材，耐高温、耐压性稍差些，长期工作温度不能超过70℃，抗菌、抗氧、抗紫外线的能力是几种塑料管材中较差的；且PP-R管每段长度有限，不能弯曲施工，如果管道铺设距离长或者转角处多，在施工中就要用到大量接头，管材便宜但配件价格相对较高。塑料在没有光照的情况下，使用寿命可延长10～20年；在没有氧的作用下，也可延长使用寿命10～20年；而本技术的设计可以起到阻止光线中的紫外线和氧气的效果。叔碳自由基非常活跃，它能造成分子链的各种反应的发生，包括链增长、链降解，从而造成PP原有性能的丧失，造成管材变色、龟裂、粉化及力学性能破坏，严重影响管材的使用寿命。

为了提高管道的使用寿命，目前国内外普遍采用在钢制管道内浇铸耐磨料、贴陶瓷片或耐磨塑料片，以上方法由于耐磨料的性能和贴片整体性能不好，其使用寿命并没有很大改善，尤其对于直径小于1cm或弯管等复杂管道，贴片法无法人工实施，因此在如何提高PP-R管道的耐老化性，延长管材的使用寿命，满足使用行业对PP-R管材的使用要求就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三抗阻光复合管材的制造方法，融合了高分子物理学、塑料加工技术和“黄金分割定律”等技术，通过加入助剂以及管材色母料，旨在提高管材的综合性能，延长使用寿命，杀灭水中的有害菌类及保证通过管道的水不被二次污染。

为实现上述目的，本发明所述一种三抗阻光复合管材的制造方法，其特征在于：所述三抗阻光复合管材由三层共挤制得：外层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R原料100份、抗氧、抗紫外线剂母料4.5～5.5份、成核剂母料4～4.5份、白色母料2～3份；中层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R原料100份、灰色母料2～3份、成核剂母料4～4.5份；内层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R100份、纳米银离子复合二氧化钛抗菌母料2份、白色母料2～2.5份。

所述由于管材是三复合的，三层厚度之比是：内层比中层、中层比外层的之比等于0.618或接近于0.618。

所述三抗阻光复合管材，其特征在于：所述三抗阻光复合管材表面具有色标线，其色标线由以下重量配比的原料制成：PP-R原料10份、蓝（红）色母0.4～0.5份，色标线占三抗阻光复合管材的量为常规量。

所述的PP-R为丙烯、乙烯共聚物。

所述三抗阻光复合管材，其特征在于所述色母粒由载体、分散剂、颜料组成，所述载体为PP-R材料；所述分散剂为聚乙稀蜡，所述的颜料为钛白粉、炭黑、酞菁蓝、耐晒大红、大分子红、等常规颜料中的一种或两种以上任意比的混合物。

所述三抗阻光复合管材，其特征在于所述抗菌剂为具有耐热性好、抗菌谱广、有效抗菌期长、安全性、不产生耐药性及抑制病原体能力强、活性高、能起催化活性作用的纳米银离子复合二氧化钛。

所述三抗阻光复合管材，其特征在于所述抗紫外线剂为UV531和UV-P。

所述三抗阻光复合管材，其特征在于所述抗氧剂为抗氧剂168和1010。

所述三抗阻光复合管材，其特征在于所述阻光剂为钛白粉和碳黑组成的灰色色母。

所述三抗阻光复合管材，其特征在于所述成核剂为常规聚丙烯(PP)成核剂中的一种或两种以上任意比的混合物，作用为改变材料的结晶度，细化球晶尺寸。

所述三抗阻光复合管材，其特征在于：所述白油为液体石蜡。

所述的高效混炼造粒机机筒温度为120～190℃，模头温度为200～220℃，螺杆转速为80～95rpm，扭矩为45～60%，熔体温度为180～200℃，熔体压力为135～170Kpa。

所述三抗阻光复合管材的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

1.制备抗氧、抗紫外线剂母料：PP-R原料200kg、白油200～300ml、抗氧剂168为6kg、1010为4kg、抗紫外线剂UV-531为5kg、UV-P为4kg；

2.制备成核剂母料：PP-R原料200kg、白油100～200ml、成核剂DBS为12.5kg；

3.制备管材：外层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R原料100份、抗氧、抗紫外线剂母料4.5～5.5份、成核剂母料4～4.5份、白色母料2～3份；中层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R原料100份、灰色母料2～3份、成核剂母料4～4.5份；内层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R100份、纳米银离子复合二氧化钛抗菌母料2份、白色母料2～2.5份；

4.以上原辅料精准称量后，分别加入到各自的混料干燥机，在80～85℃下，烘干60～90min，然后加入到各自的挤出机中；所述挤出机分别是内层、中层和外层的挤出机SJ45/33、SJ50/33和SJ65/33单螺杆挤出机；

5.混料时严防杂质混入料斗；

6.出料口安装磁力架，除去原料中得铁屑；造粒装入装过PP-R原料的包装袋中，封好口，标明品种，备用。

所述三抗阻光复合管材，其特征在于：安装时此管材的融化温度比普通PP-R管材高5℃左右，热熔连接时，用手施加压力2～5min，然后应自然冷却，避免用水急冷。

所述成核剂DBS为市售兰化产品。

所述纳米银离子复合二氧化钛母料，供应商为展恒凯文科技,<深圳>有限公司。

所述色母料供应商为重庆澳彩科技化工有限公司。

本发明所述一种三抗阻光复合管材的制造方法，其有益效果在于：本发明管材由三层组成，起到抗菌、抗氧、抗紫外线和阻光作用，且管材内层比中层、中层比外层的之比为0.618，使得本发明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。本发明中的管材使用白油，提高了颜料等助剂的分散性，且使助剂充分分散在PP-R材料中；添加纳米银离子复合二氧化钛抗菌母料增加了管材的抗菌性能，添加了抗紫外线剂UV531和UV-P与抗氧剂168和抗氧剂1010提高了管材的抗紫外线与抗氧的能力；通过添加成核剂改变材料的结晶度和球晶的尺寸，提高了管材的热变形温度，降低了线胀系数，提高了管材的冲击强度，特别是低温冲击强度，提高了管材的耐内压强度和硬度。

附图说明

图1为三抗阻光复合管材剖面图内层为瓷白色，中间层为灰色（也可用其它色），外层为瓷白色。

图2为三抗阻光复合PP-R冷热水管生产工艺流程。

具体实施方式

以下实施例为本发明作进一步出阐述。

实施例1

1.制备抗氧、抗紫外线剂母料：PP-R原料200kg、白油200ml、抗氧剂168为6kg、抗氧剂1010为4kg、抗紫外线剂UV-531为5kg、UV-P为4kg；

2.制备成核剂母料：PP-R原料200kg、白油100ml、成核剂DBS为12.5kg；

3.制备管材：外层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R原料100份、抗氧、抗紫外线剂母料4.5份、成核剂母料2.5份、白色母料3份；中层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R原料100份、灰色母料2份、成核剂母料4.5份；内层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R100份、纳米银离子复合二氧化钛抗菌母料2份、白色母料2份；

4.以上原辅料精准称量后，分别加入到各自的混料干燥机，在80℃下，烘干60min，然后加入到各自的挤出机中；所述挤出机分别是内层、中层和外层的挤出机SJ45/33、SJ50/33和SJ65/33单螺杆挤出机；

5.混料时严防杂质混入料斗；

6.出料口安装磁力架，除去原料中得铁屑；造粒装入装过PP-R原料的包装袋中，封好口，标明品种，备用。

实施例2

1.制备抗氧、抗紫外线剂母料：PP-R原料200kg、白油200ml、抗氧剂168为6kg、抗氧剂1010为4kg、抗紫外线剂UV-531为5kg、UV-P为4kg；

2.制备成核剂母料：PP-R原料200kg、白油100ml、成核剂DBS为12.5kg；

3.制备管材：外层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R原料100份、抗氧、抗紫外线剂母料5.5份、成核剂母料4份、白色母料2份；中层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R原料100份、灰色母料3份、成核剂母料4份；内层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R100份、纳米银离子复合二氧化钛抗菌母料2份、白色母料2.5份；

4.以上原辅料精准称量后，分别加入到各自的混料干燥机，在85℃下，烘干90min，然后加入到各自的挤出机中；所述挤出机分别是内层、中层和外层的挤出机SJ45/33、SJ50/33和SJ65/33单螺杆挤出机；

5.混料时严防杂质混入料斗；

6.出料口安装磁力架，除去原料中得铁屑；造粒装入装过PP-R原料的包装袋中，封好口，标明品种，备用。

实施例3

1.制备抗氧、抗紫外线剂母料：PP-R原料200kg、白油300ml、抗氧剂168为6kg、抗氧剂1010为4kg、抗紫外线剂UV-531为5kg、UV-P为4kg；

2.制备成核剂母料：PP-R原料200kg、白油200ml、成核剂DBS为12.5kg；

3.制备管材：外层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R原料100份、抗氧、抗紫外线剂母料5.4份、成核剂母料4份、白色母料3份；中层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R原料100份、灰色母料3份、成核剂母料4.5份；内层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R100份、纳米银离子复合二氧化钛抗菌母料2份、白色母料2.5份；

4.以上原辅料精准称量后，分别加入到各自的混料干燥机，在83℃下，烘干70min，然后加入到各自的挤出机中；所述挤出机分别是内层、中层和外层的挤出机SJ45/33、SJ50/33和SJ65/33单螺杆挤出机；

5.混料时严防杂质混入料斗；

6.出料口安装磁力架，除去原料中得铁屑；造粒装入装过PP-R原料的包装袋中，封好口，标明品种，备用。

一、生产工艺参数

表一生产工艺参数表

二、三抗阻光复合PP-R管材与普通PP-R管材比较

(1)、耐压性能比较

表二三抗阻光复合PP-R管与普通PP-R管内压对比试验表

(2)、综合性能比较

表三三抗阻光复合PP-R管与普通PP-R管综合性能比较表

Claims (2)

1.一种三抗阻光复合管材的制造方法，其特征在于：具体步骤如下：

①制备抗氧、抗紫外线剂母料：PP-R原料200kg、白油200～300ml、抗氧剂168为6kg、抗氧剂1010为4kg、抗紫外线剂UV-531为5kg、UV-P为4kg；

②制备成核剂母料：PP-R原料200kg、白油100～200ml、成核剂DBS为12.5kg；

③制备管材：外层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R原料100份、抗氧、抗紫外线剂母料4.5～5.5份、成核剂母料4～4.5份、白色母料2～3份；中层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R原料100份、灰色母料2～3份、成核剂母料4～4.5份；内层混合料由以下重量配比的原料制成：PP-R100份、纳米银离子复合二氧化钛抗菌母料2份、白色母料2～2.5份；

④以上原辅料精准称量后，分别加入到各自的混料干燥机，在80～85℃下，烘干60～90min，然后加入到各自的挤出机中；所述挤出机分别是内层、中层和外层的挤出机SJ45/33、SJ50/33和SJ65/33单螺杆挤出机；

⑤混料时严防杂质混入料斗；

⑥出料口安装磁力架，除去原料中的铁屑；造粒装入装过PP-R原料的包装袋中，封好口，标明品种，备用。

2.如权利要求1所述一种三抗阻光复合管材的制造方法，其特征在于：安装时此管材的融化温度比普通PP-R管材高5℃左右，热熔连接时，用手施加压力2～5min，然后应自然冷却，避免用水急冷。