CN108192221B

CN108192221B - 阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管及其应用

Info

Publication number: CN108192221B
Application number: CN201711480385.6A
Authority: CN
Inventors: 温殿辉
Original assignee: Henan Zhongze New Material Co ltd
Current assignee: Henan Zhongze New Material Co ltd
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2020-08-07
Anticipated expiration: 2037-12-29
Also published as: CN108192221A

Abstract

本发明公开了一种阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管，该排水管管材由厚度比为0.5～1.5∶4.5～6.5∶0.5～1.5的内层、外层和中间层组成，其内层和外层由共聚聚丙烯80％～89％、色母粒1％～3％、抗氧剂0.5％～1.5％、紫外线吸收剂1.5％～3.5％、溴类化合物6％～9％、三氧化二锑1％～4%、硬脂酸盐0.1％～0.2％、PP相容剂0.5％～1.5%组成；其中间层由共聚聚丙烯35％～50％、玻璃纤维10％～20%、填料30％～35％、色母粒1％～2％、抗氧剂0.5％～1.5％、溴类化合物6％～9％，三氧化二锑1％～4%，硬脂酸盐0.1％～0.2％，PP相容剂1％～2%组成。该排水管可在给排水管道安装中应用。该排水管成本低廉，阻燃、耐高温、耐化学腐蚀、抗冲击、寿命长；静音效果好，绿色环保。

Description

阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管及其应用

技术领域

本发明涉及给排水技术领域，具体涉及一种阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管及其应用。

背景技术

随着生活水平的不断提高，人们对建筑人居环境的要求也越来越高，噪声污染成为继空气污染之后对人类生活影响最大的污染。据统计，现在城市噪声强度比1956年增强了4倍，而排水噪声作为民用建筑主要的噪声源之一，严重影响了人们的日常生活，人们更加期望能够拥有安全、健康、舒适的室内生活空间。根据国标GBJ118-88《民用建筑隔声设计规范》中的规定：（以住宅为例）夜间卧室噪音不得超过30dB，最高不得超过40dB。而在实际测试中，目前市面上绝大多数普通排水管材及管件排水时所产生的噪音远大于40dB。在工程实例中，也不乏由于排水管道产生噪音而干扰居民睡眠和产生烦恼效应，以及由此引起的神经衰弱和其他非特异性疾病等。另外，越来越多的场所对管材本身的阻燃和耐高温性能也提出了较高的要求。

传统的静音管材有UPVC芯层发泡管、实壁UPVC内螺旋降噪管、中空壁UPVC内螺旋降噪管、聚丙烯（PP）静音管、耐高温聚丙烯静音管、沟槽式连接HDPE静音管等。

UPVC静音排水管价格低廉、安装维修简单，在全世界广泛采用，但是经噪声监测表明，其降噪效果并不明显。

国内静音管较多采用复合管壁技术，主要由内外皮层和吸音芯层构成，其中内外皮层由共聚聚丙烯树脂、抗冲改性剂、加工改性剂、润滑剂、填料和颜料组成，这两层的填料用量少，质量高，外皮层起装饰作用，内皮层起防腐作用。这两层的强度比芯层高，可以保证该静音排水管有足够的机械强度，以满足用户的使用要求。吸音芯层有普通排水管的正常配方外，还加入了足量的吸音功能填料。

虽然这类复合管壁的静音管具有一定的降噪效果，但是随着人们对静音排水管的要求提高，静音管加工工艺更加复杂，成本较高。此外，这类复合管壁技术不耐高温，更不阻燃。

近年来，国内也推出了耐高温静音管，主要通过配方的调整，使得管材本身具有降噪功能，且维卡软化温度大于140℃，但此类管材虽然能够连续排放热水，其阻燃性能差。

沟槽式连接HDPE静音管等，由于采取柔性橡胶圈连接和较厚的管材壁厚（DN110壁厚6.6.mm），所以降噪效果好，但使用温度不能超过65℃，更不阻燃。

钢管、铸铁管耐高温，且静音和阻燃效果也都较好，但容易被腐蚀，使用寿命较短，且这两种材质比重大，致使管材管件运输安装麻烦。

因此，迫切需要一种既能够阻燃，安装简单，运输方便又能够耐高温的静音排水管，以保障居民拥有更安全舒适的生活空间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种管壁结构简单，制造成本低廉的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管，简称FRHT-FRPP静音排水管，可有效解决目前排水管噪音大，阻燃、耐高温和耐化学腐蚀能力差的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管，所述排水管的管材是由厚度比为0.5～1.5∶4.5～6.5∶0.5～1.5的内层、外层和中间层组成的多层复合体；

所述内层和外层由以下重量百分比的原料组成：共聚聚丙烯80％～89％、色母粒1％～3％、抗氧剂0.5％～1.5％、紫外线吸收剂1.5％～3.5％、溴类化合物6％～9％、三氧化二锑1％～4%、硬脂酸盐0.1％～0.2％、PP相容剂0.5％～1.5%。

所述中间层由以下重量百分比的原料组成：共聚聚丙烯35％～50％、玻璃纤维10％～20%、填料30％～35％、色母粒1％～2％、抗氧剂0.5％～1.5％、溴类化合物6％～9％，三氧化二锑1％～4%，硬脂酸盐0.1％～0.2％，PP相容剂1％～2%。

优选的，所述色母粒不含PE载体。

优选的，所述抗氧剂为B215、B225、168、1010、1076、3114、1098中的至少一种。

优选的，所述紫外线吸收剂为金红石钛白粉、水杨酸苯酯、UV-531、UVP-327中的至少一种。

优选的，所述溴类化合物为十溴二苯醚、十溴联苯醚、十溴联苯乙烷中的至少一种。

优选的，所述硬脂酸盐为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钡中的至少一种。

优选的，所述PP相容剂为马来酸酐、环氧树脂、丙烯酸型相容剂中的至少一种。

优选的，所述玻璃纤维的长度为0.4～0.6mm，以使玻纤含量高，PP弹性模量、抗张、抗弯强度高，机械性能和耐热温度能够得到成倍提高。

优选的，所述填料为硫酸钡，所述硫酸钡的平均粒径为2～45μm，以便于塑料混合塑化，使管材机械性能优良。

所述阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管在给排水管道安装中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

1.本发明的排水管耐化学腐蚀性、耐热性、抗冲击性，阻燃性能好，能够连续排放90°以上高温液体介质，静音效果好，比普通塑料管要降低20dB，比铸铁管低10dB。

2.本发明的排水管静音效果优异：通过高密度的特殊分子结构材料来吸收声波的能量，静音效果明显优于其他管道，常规排水噪声值可低至40分贝以下。

3.本发明的排水管具有超强的耐化学腐蚀性：管道材质可耐受pH 2～pH 12的液体排放。

4.本发明的排水管具有优异的耐高温性：可连续排放高于90℃的热水，瞬时排水温度可达140℃。

5.本发明的排水管具有良好的阻燃性能，管材氧指数可达26以上。

6.本发明的排水管具有良好的抗冲击性能：本发明静音排水管具有优越韧性，在受到超强冲击时不会产生裂缝，即使将管材压扁，也不会出现开裂，从而且确保管材不会因受到冲击而导致的损坏。

7.本发明的排水管具有先进的柔性连接方法：拆装方便且不受安装环境限制，降低安装成本。水密性和自调节性能良好，无须使用伸缩节，节省管件同时避免水流冲击时声音向下个管件传递。

8.本发明的排水管施工速度快：管道安装、拆卸与维修非常方便，可以满足快速施工需求，帮助安装单位缩短工期。

9.本发明的排水管使用寿命长：正常使用可达50年以上，且无需日常维护。

10.本发明的排水管绿色环保：管道使用无毒无害的聚丙烯树脂为原料，连接时不需要使用粘接剂，不对水质形成二次污染。

具体实施方式

下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的试剂如无特别说明，均为市售常规试剂；所涉及的实验方法，如无特别说明，均为常规方法。

实施例一：一种阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管

管材由内层、外层和中间层组成的多层复合体，内层、中层、外层的厚度比为0.5∶4.5∶0.5。

原料需要先进行混炼造粒，中间层需采用双螺杆挤出机造粒。

内层和外层材料由以下重量百分比的原料组成：共聚聚丙烯80％、色母粒3％、B215 1.5％、金红石钛白粉3.5％、十溴二苯醚9％、三氧化二锑1.3%、硬脂酸锌0.2％、马来酸酐1.5%，总量100％混匀制成。

中间层材料由以下重量百分比的原料组成：共聚聚丙烯35％、长度为0.4mm的玻璃纤维20%、平均粒径为2μm的硫酸钡34％、色母粒2％、抗氧剂1010 0.5％、十溴二苯醚6.3％，三氧化二锑1%，硬脂酸锌0.2％，马来酸酐1%，总量100％混匀制成。

实施例二：一种阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管

管材由内层、外层和中间层组成的多层复合体，内层、中层、外层的厚度比为1∶5∶1。

内层和外层材料由以下重量百分比的原料组成：共聚聚丙烯82.85％、色母粒2％、抗氧剂168 1％、水杨酸苯酯2％、十溴联苯醚7％、三氧化二锑4%、硬脂酸钙0.15％、环氧树脂1%，总量100％混匀制成。

中间层材料由以下重量份的原料组成：共聚聚丙烯40％、长度为0.5mm的玻璃纤维11.35%、平均粒径为30μm的硫酸钡32％、色母粒0.5％、B225 1.5％、十溴联苯醚8.5％，三氧化二锑4%，硬脂酸钙0.15％，环氧树脂2%，总量100％混匀制成。

实施例三：一种阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管

管材由内层、外层和中间层组成的多层复合体，内层、中层、外层的厚度比为1.5∶6.5∶1.5。

内层和外层材料由以下重量百分比的原料组成：共聚聚丙烯89％、色母粒1％、抗氧剂3114 0.5％、UV-531 1.5％、十溴联苯乙烷6％、三氧化二锑1.4%、硬脂酸钡0.1％、丙烯酸型相容剂0.5%，总量100％混匀制成。

中间层材料由以下重量份的原料组成：共聚聚丙烯49％、长度为0.6mm的玻璃纤维10%、平均粒径为45μm的硫酸钡30％、色母粒1％、抗氧剂1098 1％、十溴联苯乙烷6％，三氧化二锑1%，硬脂酸钡0.1％，丙烯酸型相容剂1.9%，总量100％混匀制成。

实施例四：阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管评测

1. 按照行业标准CJ/T273-2012《聚丙烯静音排水管材及管件》以及企业标准Q/HNZZ006-2017《建筑排水用法兰式连接阻燃耐高温增强聚丙烯（FRHT-FRPP）静音排水管材》检验实施例1的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管：

结果显示：实施例1的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管外观达到该标准所规定的管材内外壁应光滑平整，没有砂眼、裂口和明显的痕纹、杂质、凹陷、色泽不均和分解变色线。管材端面切割平整并与轴线垂直。

2. 经采用GB/T312-2009《建筑排水管道系统噪音测试（结构声）》对比实施例2的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管、PVC-U和铸铁管进行试验，具体结果见表1：

表1 噪音测试对比结果

。

结果显示：实施例2的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管降噪效果明显，比普通塑料管要降低20dB，比铸铁管低10dB。

3. 按照GB/T 1633-2000《热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定》检测实施例3的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管的耐高温性能，结果见表2：

表2 耐高温性能测试对比结果

。

结果显示：实施例3的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管管材的维卡软化温度达到156℃度，远高于其他塑料管材。

4. 按照GB/T 9647-2015《热塑性塑料管材环刚度的测定》、GBT6111-2016《流体输送用热塑性塑料管材耐内压》检测实施例3的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管的就机械性能，结果见表3：

表3 机械性能测试结果

。

结果显示：经检测实施例3的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管机械性能高，管材强度高、抗冲击能力强。

5. 根据GB/T6111，将实施例3的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管的管材实验温度选为110℃，静液压试验选为1.9MPa，实验时间8760h管材不破裂、不渗漏。

按照国际ISO9080标准中的“时温等效变换法”推算，管材正常使用寿命可达50年。

6. 结论

阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管的管材氧指数达到26以上，纵向回缩率为0.47%，维卡软化温度> 140℃，降噪效果明显，比普通塑料管要降低20dB，比铸铁管低10dB，可连续排放高于90℃的液体介质，正常使用寿命可达50年。

阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管的阻燃、耐热性能十分良好，耐化学腐蚀性、耐低温、抗冲击、抗蠕变、长寿命、高强度、抗弯曲、耐腐蚀和无毒等优点，作为一种新型环保产品，可以全部回收重复利用。

上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims

1.一种阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管，其特征在于，所述排水管的管材是由厚度比为0.5～1.5∶4.5～6.5∶0.5～1.5的内层、中间层和外层组成的多层复合体；

所述内层和外层由以下重量百分比的原料组成：共聚聚丙烯80％～89％、色母粒1％～3％、抗氧剂0.5％～1.5％、紫外线吸收剂1.5％～3.5％、溴类化合物6％～9％、三氧化二锑1％～4%、硬脂酸盐0.1％～0.2％、PP相容剂0.5％～1.5%；

所述中间层由以下重量百分比的原料组成：共聚聚丙烯35％～50％、玻璃纤维10％～20%、填料30％～35％、色母粒1％～2％、抗氧剂0.5％～1.5％、溴类化合物6％～9％，三氧化二锑1％～4%，硬脂酸盐0.1％～0.2％，PP相容剂1～2%。

2.根据权利要求1所述的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管，其特征在于，所述色母粒不含PE载体。

3.根据权利要求1所述的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管，其特征在于，所述抗氧剂为B215、B225、168、1010、1076、3114、1098中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管，其特征在于，所述紫外线吸收剂为金红石钛白粉、水杨酸苯酯、UV-531、UVP-327中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管，其特征在于，所述溴类化合物为十溴二苯醚、十溴联苯醚、十溴联苯乙烷中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管，其特征在于，所述硬脂酸盐为硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钡中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管，其特征在于，所述PP相容剂为马来酸酐、环氧树脂、丙烯酸型相容剂中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管，其特征在于，所述玻璃纤维的长度为0.4～0.6mm。

9.根据权利要求1所述的阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管，其特征在于，所述填料为硫酸钡，所述硫酸钡的平均粒径为2～45μm。

10.权利要求1所述阻燃耐高温增强聚丙烯静音排水管在给排水管道安装中的应用。