CN110103554A - 一种耐寒抑菌高强度的ppr管材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐寒抑菌高强度的PPR管材及其制备方法，PPR管材由内而外依次为内层、中间层和外层组成，所述内层由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂3‑8份，玻璃纤维10‑15份，玻纤处理剂0.3‑0.8份，抗菌剂1.5‑3.0份；所述中间层由如下重量份组成：PPR树脂100份，增强改性剂15‑20份，耐寒改性剂3‑8份；所述外层由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂3‑8份。制备方法为将内层原料、中间层原料和外层原料按照重量份分别准备后分别制粒，再通过挤塑机三层共挤制备得到成品。本发明具有管材强度高、耐寒性能优良以及适用范围广的优点。
Description
技术领域
本发明涉及塑料管及其制备技术领域，具体涉及一种耐寒抑菌高强度的PPR管材及其制备方法。
背景技术
PPR为无规共聚聚丙烯，其产品韧性好，强度高，加工性能优异，较高温度下抗蠕变性能好，并具有无规共聚聚丙烯特有的高透明性优点，可广泛用于管材、片材、日用品、包装材料、家用电器部件以及各种薄膜的生产。PPR管又叫三型聚丙烯管、无规共聚聚丙烯，采用无规共聚聚丙烯可挤出成为管材，也可注塑成为管件。乙烯是最常用的单体，它引起聚丙烯物理性质的改变。与PP均聚物相比，无规共聚物改进了光学性能，提高了抗冲击性能，增加了挠性，降低了熔化温度，从而也降低了热熔接温度；同时在化学稳定性、水蒸汽隔离性能和器官感觉性能方面与均聚物基本相同。使用于挤出、吹塑、注塑、薄膜和片材挤压加工领域，用作食品包装材料、医药包装材料和日常消费品。
PPR管材与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比，具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等优点，广泛应用于建筑给排水、城乡给排水、城市燃气、电力和光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域。
在现有技术中，由于PPR树脂在低温下容易发脆，致使管材在低温下韧性变得很差，给运输和施工带来了很大困难，大大限制了PPR管材的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐寒抑菌高强度的PPR管材及其制备方法，解决了PPR管材容易发脆的问题，并提升了PPR管材的强度。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种耐寒抑菌高强度的PPR管材，由内而外依次为内层、中间层和外层组成，所述内层由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂3-8份，玻璃纤维10-15份，玻纤处理剂0.3-0.8份，抗菌剂1.5-3.0份；所述中间层由如下重量份组成：PPR树脂100份，增强改性剂15-20份，耐寒改性剂3-8份；所述外层由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂3-8份。
耐寒抑菌高强度的PPR管材由内而外依次为内层、中间层和外层组成，其中内层添加有玻璃纤维、玻纤处理剂和抗菌剂，添加了玻璃纤维使得内层的强度增强，且仅在内层添加玻璃纤维，不会使得PPR管材整体脆性增大，使用时间不会缩短，添加了抗菌剂使其内层具有一定抑菌效果，拓宽了PPR管材的应用范围。
耐寒抑菌高强度的内层、中间层和外层均添加有耐寒改性剂，使得三层PPR管材的耐寒性能提升，拓宽了PPR管材的使用环境温度；耐寒抑菌高强度的中间层中添加增强改性剂使得中间层的强度增强。
进一步优选地，所述内层由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂8份，玻璃纤维12份，玻纤处理剂0.5份，抗菌剂2.5份；所述中间层由如下重量份组成：PPR树脂100份，增强改性剂18份，耐寒改性剂8份；所述外层由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂8份。
进一步地，所述耐寒改性剂为聚苯乙烯丁二烯共聚物或马来酸酐接枝聚丙烯；所述马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为2.0-2.5％。其中聚苯乙烯丁二烯共聚物通过天津希恩思生化科技有限公司购买得到，马来酸酐接枝聚丙烯通过广州鹿山新材料股份有限公司购买得到。
进一步地，所述玻纤处理剂为马来酸酐接枝的改性偶联剂，通过东莞市卡达尔塑胶原料有限公司购买得到马来酸酐接枝聚乙烯埃克森美孚PE 1040高接枝率偶联剂。
进一步地，所述增强改性剂为纳米二氧化硅或纳米硫酸钡；所述抗菌剂为氧化锌或氧化铜。
上述耐寒抑菌高强度的PPR管材的制备方法，包括如下步骤：
S1原料准备：将内层原料、中间层原料和外层原料按照重量份分别准备，内层原料由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂3-8份，玻璃纤维10-15份，玻纤处理剂0.3-0.8份，抗菌剂1.5-3.0份；中间层原料由如下重量份组成：PPR树脂100份，增强改性剂15-20份，耐寒改性剂3-8份；外层原料由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂3-8份；
S2制粒：
S21内层原料制粒：将PPR树脂、耐寒改性剂、玻璃纤维、玻纤处理剂、抗菌剂加入高速混合机混合均匀，再加入双螺杆挤出机混炼挤出，经冷却切粒烘干，得到内层混合料待用；
S22中间层原料制粒：将PPR树脂、耐寒改性剂、增强改性剂加入高速混合机混合均匀，再加入双螺杆挤出机混炼挤出，经冷却切粒烘干，得到中间层混合料待用；
S23外层原料制粒：将PPR树脂、耐寒改性剂加入高速混合机混合均匀，再加入双螺杆挤出机混炼挤出，经冷却切粒烘干，得到外层混合料待用；
S3三层共挤：将熔融状态的内层混合料、中间层混合料和外层混合料通过挤塑机从三个挤出模流道一次性挤出成型，冷却，得到成品。
耐寒抑菌高强度的PPR管材的制备方法简单，适用于工业化大规模生产；耐寒抑菌高强度的PPR管材的成型率高，物料利用率高，残次品少。
进一步地，所述S3步骤中挤塑机的螺杆长径比为1：(35-40)。
本发明的有益效果是：
1.耐寒抑菌高强度的PPR管材由内而外依次为内层、中间层和外层组成，其中内层添加有玻璃纤维、玻纤处理剂和抗菌剂，添加了玻璃纤维使得内层的强度增强，且仅在内层添加玻璃纤维，不会使得PPR管材整体脆性增大，使用时间不会缩短，添加了抗菌剂使其内层具有一定抑菌效果，拓宽了PPR管材的应用范围；
2.耐寒抑菌高强度的内层、中间层和外层均添加有耐寒改性剂，使得三层PPR管材的耐寒性能提升，拓宽了PPR管材的使用环境温度；耐寒抑菌高强度的中间层中添加增强改性剂使得中间层的强度增强；
3.耐寒抑菌高强度的PPR管材的制备方法简单，适用于工业化大规模生产；耐寒抑菌高强度的PPR管材的成型率高，物料利用率高，残次品少。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
一种耐寒抑菌高强度的PPR管材，由内而外依次为内层、中间层和外层组成，所述内层由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂3-8份，玻璃纤维10-15份，玻纤处理剂0.3-0.8份，抗菌剂1.5-3.0份；所述中间层由如下重量份组成：PPR树脂100份，增强改性剂15-20份，耐寒改性剂3-8份；所述外层由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂3-8份。
具体地，所述耐寒改性剂为聚苯乙烯丁二烯共聚物或马来酸酐接枝聚丙烯。
具体地，所述马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为2.0-2.5％。
具体地，所述玻纤处理剂为马来酸酐接枝的改性偶联剂。
具体地，所述增强改性剂为纳米二氧化硅或纳米硫酸钡；所述抗菌剂为氧化锌或氧化铜。
上述耐寒抑菌高强度的PPR管材的制备方法，包括如下步骤：
S1原料准备：将内层原料、中间层原料和外层原料按照重量份分别准备，内层原料由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂3-8份，玻璃纤维10-15份，玻纤处理剂0.3-0.8份，抗菌剂1.5-3.0份；中间层原料由如下重量份组成：PPR树脂100份，增强改性剂15-20份，耐寒改性剂3-8份；外层原料由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂3-8份；
S2制粒：
S21内层原料制粒：将PPR树脂、耐寒改性剂、玻璃纤维、玻纤处理剂、抗菌剂加入高速混合机混合均匀，再加入双螺杆挤出机混炼挤出，经冷却切粒烘干，得到内层混合料待用；
S22中间层原料制粒：将PPR树脂、耐寒改性剂、增强改性剂加入高速混合机混合均匀，再加入双螺杆挤出机混炼挤出，经冷却切粒烘干，得到中间层混合料待用；
S23外层原料制粒：将PPR树脂、耐寒改性剂加入高速混合机混合均匀，再加入双螺杆挤出机混炼挤出，经冷却切粒烘干，得到外层混合料待用；
S3三层共挤：将熔融状态的内层混合料、中间层混合料和外层混合料通过挤塑机从三个挤出模流道一次性挤出成型，冷却，得到成品。
具体地，所述S3步骤中挤塑机的螺杆长径比为1：(35-40)。
实施例1-实施例6的具体实施方式如表1所示，其中实施例1-实施例4为本发明中限定的技术参数，实施例5中中间层不添加增强改性剂，实施例6中内层不添加玻璃纤维、玻纤处理剂、抗菌剂，其中实施例5-实施例6为对照实施例。
表1实施例1-实施例6的具体实施参数
实施例1-实施例6的具体性能参数如表2所示，其中实施例1-实施例4为本发明中限定的技术参数，实施例5中中间层不添加增强改性剂，实施例6中内层不添加玻璃纤维、玻纤处理剂、抗菌剂，其中实施例5-实施例6为对照实施例。
简支梁冲击破损率为表征PP-R管材冲击强度的指标，GB/T 18742.2-2002规定了管材的破损率(0℃)＜试样的10％时为合格。
管材脆性性能的指标，其与管材的模量、强度相关，GB/T 18742.2-2002规定的静液压为20℃，1h条件测定下管材若无破裂、无渗漏为合格。
表1实施例1-实施例6的具体性能参数
从表2的数据中可以看出，实施例1-实施例4的在简支梁破损率的测定温度为-10℃，显著低于国家要求的情况下，但是各实施例中所测得的管材的破损率均为0，这表明制备得到的PPR管材具有较优的耐寒性；从表2中数据也可以看是实施例1-实施例4的静液压的试验中，在1h内无破损渗漏，这表明制备得到的PPR管材具有较高的强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种耐寒抑菌高强度的PPR管材，由内而外依次为内层、中间层和外层组成，其特征在于，所述内层由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂3-8份，玻璃纤维10-15份，玻纤处理剂0.3-0.8份，抗菌剂1.5-3.0份；所述中间层由如下重量份组成：PPR树脂100份，增强改性剂15-20份，耐寒改性剂3-8份；所述外层由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂3-8份。
2.根据权利要求1所述的一种耐寒抑菌高强度的PPR管材，其特征在于，所述内层由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂8份，玻璃纤维12份，玻纤处理剂0.5份，抗菌剂2.5份；所述中间层由如下重量份组成：PPR树脂100份，增强改性剂18份，耐寒改性剂8份；所述外层由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂8份。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐寒抑菌高强度的PPR管材，其特征在于，所述耐寒改性剂为聚苯乙烯丁二烯共聚物或马来酸酐接枝聚丙烯。
4.根据权利要求3所述的一种耐寒抑菌高强度的PPR管材，其特征在于，所述马来酸酐接枝聚丙烯的接枝率为2.0-2.5%。
5.根据权利要求1或2所述的一种耐寒抑菌高强度的PPR管材，其特征在于，所述玻纤处理剂为马来酸酐接枝的改性偶联剂。
6.根据权利要求1或2所述的一种耐寒抑菌高强度的PPR管材，其特征在于，所述增强改性剂为纳米二氧化硅或纳米硫酸钡；所述抗菌剂为氧化锌或氧化铜。
7.权利要求1-6任一项所述的一种耐寒抑菌高强度的PPR管材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1原料准备：将内层原料、中间层原料和外层原料按照重量份分别准备，内层原料由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂3-8份，玻璃纤维10-15份，玻纤处理剂0.3-0.8份，抗菌剂1.5-3.0份；中间层原料由如下重量份组成：PPR树脂100份，增强改性剂15-20份，耐寒改性剂3-8份；外层原料由如下重量份组成：PPR树脂100份，耐寒改性剂3-8份；
S2制粒：
S21内层原料制粒：将PPR树脂、耐寒改性剂、玻璃纤维、玻纤处理剂、抗菌剂加入高速混合机混合均匀，再加入双螺杆挤出机混炼挤出，经冷却切粒烘干，得到内层混合料待用；
S22中间层原料制粒：将PPR树脂、耐寒改性剂、增强改性剂加入高速混合机混合均匀，再加入双螺杆挤出机混炼挤出，经冷却切粒烘干，得到中间层混合料待用；
S23外层原料制粒：将PPR树脂、耐寒改性剂加入高速混合机混合均匀，再加入双螺杆挤出机混炼挤出，经冷却切粒烘干，得到外层混合料待用；
S3三层共挤：将熔融状态的内层混合料、中间层混合料和外层混合料通过挤塑机从三个挤出模流道一次性挤出成型，冷却，得到成品。
8.根据权利要求7所述的一种耐寒抑菌高强度的PPR管材的制备方法，其特征在于，所述S3步骤中挤塑机的螺杆长径比为1：（35-40）。
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