CN109749333A - 一种波纹管材料及其制备方法和波纹管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种波纹管材料，由重量份的聚丙烯65~85份、低密度聚乙烯5~15份、乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物10~20份、防霉剂0.5~1.0份、光稳定剂0.3~0.5份、抗氧剂0.2~0.4份和润滑剂0.2~0.4份组成，其中，所述乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物在190℃，2.16Kg条件下的熔融指数为1~3g/10min，其中醋酸乙烯酯的质量分数为14~18%。制得的波纹管材料增加整个材料体系的熔融温度范围，加大工艺窗口，降低了不良率，且具有耐候和抗菌防霉的功能，非常适合作为新风机的进风和出风管道。本发明还公开了上述波纹管材料的制备方法，和由上述波纹管材料制得的波纹管。

Description

一种波纹管材料及其制备方法和波纹管

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种波纹管材料及其制备方法，还涉及由所述波纹管材料制得的波纹管。

背景技术

随着人们健康意识的增加以及环境的恶化，人们对于室内空气的要求越来越高，新风机的使用越来越多。由于室内建筑面积有限，新风机连接的管道多选用可以折叠的钢丝波纹管，该管道承担着室内室外空气交换的作用，一部分在室内，一部分在室外，室外部分需要具有优异的耐候性能；由于波纹管承担着新鲜空气输送的任务，要求其具有一定的抗菌防霉性；占地面积小，组装方便，要求波纹管具有耐弯折性好的性质。

聚丙烯本身具有优异的加工性能，耐化学好，广泛用于汽车线束波纹管以及空调，洗衣机的出水波纹管，这些波纹管的直径都比较小，可以直接挤出成型。新风机配套的波纹管直径比较大，管子内部需要钢丝进行支撑，聚丙烯材料涂覆在钢丝上缠绕成型，由于聚丙烯材料为结晶性材料，达到一定温度即结晶冷却，缠绕成型时两层聚丙烯粘结不牢，不良率较高且容易出现褶皱发白，且由于聚丙烯材料中活泼的叔碳原子，其耐候性能比较差，同时聚丙烯材料本身不具有抗菌防霉性能，极大的限制了其应用。

发明内容

基于此，本发明提供了一种波纹管材料，材料具有耐弯折、抗发白的特性，解决了聚丙烯材料难以缠绕成型、弯折发白和不抗菌防霉的问题，本发明的波纹管材料易缠绕成型且耐弯折抗发白，且具有耐候和抗菌防霉的功能，非常适合作为新风机的进风和出风管道。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种波纹管材料，包括以下重量份的组分：

所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物在190℃，2.16Kg条件下的熔融指数为1～3g/10min，其中醋酸乙烯酯的质量分数为14～18％。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)是一种通用的高分子聚合物，具有良好的耐低温性，且其为极性材料，而聚丙烯为非极性材料，当乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯的含量较低时，对复合材料的增粘效果不明显，而醋酸乙烯酯含量较高，则会使得其在材料中的相容性变差，因此，本发明优选了合适的熔融指数和醋酸乙烯酯的含量。

进一步的，所述聚丙烯为共聚聚丙烯。聚丙烯通常分为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯，而均聚聚丙烯的比较脆，不适合进行挤管，因此，本发明中的聚丙烯可优选共聚聚丙烯。

优选的，所述聚丙烯为230℃，2.16Kg条件下熔融指数为0.5～3g/10min的嵌段共聚聚丙烯。由于共聚聚丙烯又分为嵌段(耐冲击)共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯，无规共聚聚丙烯由丙烯单体和少量的乙烯(1～4％)单体在加热、加压和催化剂作用下共聚得到的，乙烯单体无规、随机地分布到丙烯的长链中，其低温韧性较差。而嵌段共聚聚丙烯其乙烯含量较高，一般为7～15％，抗冲击性能极佳。因此，本发明中可优选嵌段共聚聚丙烯，而熔融指数对材料最后的性能也有比较大的影响，熔融指数偏低，复合材料不容易挤出，而熔融指数偏高，则在后续加工过程中不易成型。因此，优选嵌段共聚聚丙烯的熔融指数为0.5～3g/10min(230℃，2.16Kg)。

进一步的，所述防霉剂为以银离子为主要成分的纳米级玻璃微球。

进一步的，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV-531)按照质量比3:1～3:2而成。受阻胺类光稳定剂是自由基捕捉剂，二苯甲酮类为紫外吸收剂，两者复配有协同作用，对浅色产品的光老化保护具有优异的效果，且当受阻胺类光稳定剂和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮的质量比为3:1～3:2时效果最佳。

进一步的，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧剂1010)或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)与三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(抗氧剂168)按照质量比1:1～1:2复配而成。以四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯作为主抗氧剂，对材料长期热氧老化起到保护的作用，同时以三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯为辅助抗氧剂，将两者按照优化的配比进行复配后添加到聚丙烯材料中，对材料本身和后续加工过程(挤出、注塑)中均起到保护作用。

进一步的，所述润滑剂为硬脂酸钙、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、硅酮中的一种或两种以上的混合物。

本发明的另一个目的在于提供一种上述波纹管材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照配比称取聚丙烯、低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、光稳定剂、防霉剂、抗氧剂和润滑剂后，高速混合均匀，得到混合均匀的物料；

(2)将所述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经过熔融混炼、挤出、冷却、切粒、干燥制得波纹管材料，其中，所述双螺杆挤出机中各段温度为170～190℃。

本发明的第三个目的在于提供一种波纹管，由上述波纹管材料制得。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和低密度聚乙烯的加入使整个材料体系的熔融温度变宽，尤其是极性EVA增加了整个材料体系的粘度，使得挤出管材的加工窗口变宽，解决了聚丙烯降低了不良率，同时解决了材料难以缠绕成型、弯折发白的问题，且可以成型直径100mm以上的管子。

2、本发明中的材料主要用于新进风机的进出口风管，波纹管承担着新鲜空气输送的任务，要求其具有一定的抗菌防霉性，为了健康考虑添加有防霉剂。

3、普通波纹管材料的耐候性比较差，本发明中加入复配的光稳定剂结合抗氧剂提高其波纹管材料的户外耐候能力。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

以下实施例中各组分的添加重量份数和测试结果见表1。

表1

注：防霉性测试参照GB/T 24128-2009；

抗弯折发白(90°)的测试方法按照美的企业标准，使波纹管处于收缩状态，90°角弯曲100次，以无尖角、无瘪角、无发白现象为优。

实施例1

实施例中的波纹管材料按照由以下步骤制备而成：

(1)按照表1中的配比称取熔融指数为0.5～1g/10min(230℃，2.16Kg)嵌段共聚聚丙烯、低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(醋酸乙烯酯含量为15％)、光稳定剂、防霉剂、抗氧剂和润滑剂后，高速混合均匀，得到混合均匀的物料；

(2)将所述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经过熔融混炼、挤出、冷却、切粒、干燥制得波纹管材料，其中，所述双螺杆挤出机中各段温度为170～190℃。

其中，本实施例中采用的防霉剂为以银离子为主要成分的纳米级玻璃微球，光稳定剂为3808PP5和UV531按照质量比3:1复配而成，抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按照质量比1:1复配而成，润滑剂为硬质酸钙和EBS。

实施例2

实施例中的波纹管材料按照由以下步骤制备而成：

(1)按照表1中的配比称取0.5～1g/10min(230℃，2.16Kg)嵌段共聚聚丙烯、低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(醋酸乙烯酯含量为17％～18％)、光稳定剂、防霉剂、抗氧剂和润滑剂后，高速混合均匀，得到混合均匀的物料；

(2)将所述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经过熔融混炼、挤出、冷却、切粒、干燥制得波纹管材料，其中，所述双螺杆挤出机中各段温度为170～190℃。

其中，本实施例中采用的防霉剂为以银离子为主要成分的纳米级玻璃微球，光稳定剂为3808PP5和UV531按照质量比3:1复配而成，抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂168按照质量比1:1复配而成，润滑剂为硬脂酸钙和EBS。

实施例3

实施例中的波纹管材料按照由以下步骤制备而成：

(1)按照表1中的配比称取1～2g/10min(230℃，2.16Kg)嵌段共聚聚丙烯、低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(醋酸乙烯酯含量为17％～18％)、光稳定剂、防霉剂、抗氧剂和润滑剂后，高速混合均匀，得到混合均匀的物料；

(2)将所述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经过熔融混炼、挤出、冷却、切粒、干燥制得波纹管材料，其中，所述双螺杆挤出机中各段温度为170～190℃。

其中，本实施例中采用的防霉剂为以银离子为主要成分的纳米级玻璃微球，光稳定剂为3808PP5和UV531按照质量比3:2复配而成，抗氧剂为抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按照质量比1:2复配而成，润滑剂为硬脂酸钙和EBS。

实施例4

实施例中的波纹管材料按照由以下步骤制备而成：

(1)按照表1中的配比称取1～2g/10min(230℃，2.16Kg)嵌段共聚聚丙烯、低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(醋酸乙烯酯含量为14％～15％)、光稳定剂、防霉剂、抗氧剂和润滑剂后，高速混合均匀，得到混合均匀的物料；

(2)将所述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经过熔融混炼、挤出、冷却、切粒、干燥制得波纹管材料，其中，所述双螺杆挤出机中各段温度为170～190℃。

其中，本实施例中采用的防霉剂为以银离子为主要成分的纳米级玻璃微球，光稳定剂为3808PP5和UV531按照质量比3:2复配而成，抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂168按照质量比1:2复配而成，润滑剂为聚乙烯蜡。

实施例5

实施例中的波纹管材料按照由以下步骤制备而成：

(1)按照表1中的配比称取聚丙烯、低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(醋酸乙烯酯含量为14％～15％)、光稳定剂、防霉剂、抗氧剂和润滑剂后，高速混合均匀，得到混合均匀的物料；

(2)将所述混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经过熔融混炼、挤出、冷却、切粒、干燥制得波纹管材料，其中，所述双螺杆挤出机中各段温度为170～190℃。

其中，本实施例中采用的防霉剂为以银离子为主要成分的纳米级玻璃微球，光稳定剂为3808PP5和UV531按照质量比3:1复配而成，抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168按照质量比1:1复配而成，润滑剂为聚乙烯蜡和EBS。

对比例1

本对比例中未添加聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，聚丙烯添加重量份数为100份，其他组分和添加量(详见表1)及制备方法均与实施例1相同。

对比例2

本对比例中未添加乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和防霉剂，其他组分和添加量(详见表1)及制备方法均与实施例1相同。、

由表1测试结果可知，EVA和LDPE的加入，明显改善了PP的缠绕成型性能，其加工窗口比较宽，且随着EVA含量的增加，波纹管的90°抗弯折发白性也明显得到改善，同时防霉剂的加入可以改善波纹管的防霉性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种波纹管材料，其特征在于，其由以下重量份的组分组成：

聚丙烯 65~85份，

低密度聚乙烯 5~15份，

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 10~20份，

防霉剂 0.5~1.0份，

光稳定剂 0.3~0.5份，

抗氧剂 0.2~0.4份，

润滑剂 0.2~0.4份；

其中，所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物在190℃，2.16Kg条件下的熔融指数为1~3g/10min，其中醋酸乙烯酯的质量分数为14~18%。

2.如权利要求1所述的波纹管材料，其特征在于，所述聚丙烯为共聚聚丙烯。

3.如权利要求2所述的波纹管材料，其特征在于，所述聚丙烯为230℃，2.16Kg条件下熔融指数为0.5~3g/10min的嵌段共聚聚丙烯。

4.如权利要求1所述的波纹管材料，其特征在于，所述防霉剂为以银离子为主要成分的纳米级玻璃微球。

5.如权利要求1所述的波纹管材料，其特征在于，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮按照质量比3:1~3:2复配而成。

6.如权利要求1所述的波纹管材料，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯按照质量比1:1~1:2复配而成。

7.如权利要求1所述的波纹管材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸钙、聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺、硅酮中的一种或两种以上的混合物。

8.一种如权利要求1~7任一项所述的波纹管材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按照配比称取聚丙烯、低密度聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、光稳定剂、防霉剂、抗氧剂和润滑剂后，高速混合均匀，得到混合物料；

（2）将所述混合物料加入双螺杆挤出机中经过熔融混炼、挤出、冷却、切粒、干燥制得波纹管材料，其中，所述双螺杆挤出机中各段温度为170~190℃。

9.一种波纹管，其特征在于，由权利要求1~7任一项所述的波纹管材料制得。