CN112477296B - 一种环保阻燃保温ppr管材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及PPR管材领域，具体公开了一种环保阻燃保温PPR管材及其制备方法。环保阻燃保温PPR管材由内至外依次包括抗菌层、主体层、阻燃层和防水层；其制备方法为：将无规共聚聚丙烯、纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂、色母粒和抗氧剂混匀，挤出成型；将无规共聚聚丙烯、硅藻土和抗氧剂混匀投入挤出机中，挤出成型，得到主体层管体；将阻燃颗粒投入到挤出机中，挤出成型，得到阻燃层管体；将TPU颗粒投入到挤出机中，挤出成型，得到PPR管材。本申请的环保阻燃保温PPR管材具有较优的阻燃性能和抗菌性；另外，本申请的制备方法制作简单，使得各层管体之间能够连接紧密。

Description

一种环保阻燃保温PPR管材及其制备方法
技术领域
本申请涉及PPR管材领域，更具体地说，它涉及一种环保阻燃保温PPR管材及其制备方法。
背景技术
PPR管又称为三型共聚丙烯管，是有无规共聚聚丙烯经挤出机挤出成型而成，具有卫生无毒、耐腐蚀、不结垢、质量轻、安装方便和使用寿命长等优点，是一种新一代节能环保建筑材料。随着建筑业、市政工程、水利工程、农业和工业等行业市场需求的不断加大，使得PPR管材的用量大幅增长，市场占有率迅速提高，广泛在建筑冷热水、饮用水系统中使用。
目前，相关企业对PPR管材做了多方面的改性，如改善PPR管材的抗冲击性，可以大大扩展PPR管材的使用范围。如相关技术CN106188872A涉及的一种抗低温冲击的PPR管材，由1.5-3质量份的色母粒、3-6质量份的增韧剂、93-98质量份的PPR组成；其制备方法为：将上述配比的色母粒、增韧剂和PPR物料进行均匀共混，经密炼机蜜炼熔合改性，熔胚进入单螺杆挤出机挤出造粒；改性后粒料通过单螺杆挤出主机模具挤出，接着通过定型水箱进行冷却定型，冷却定型后，经牵引机、切割机和翻版架下线，得到PPR管材；将PPR管材进行退火处理，再快速冷却，最后自然冷却至室温即可，上述相关技术中的PPR管材具有较高的抗冲击性。
针对上述中的相关技术，发明人认为目前的PPR管材的安装一般分为外装管网和暗敷管道，针对外装管网，虽然PPR管材具有的抗冲击性可以使PPR管材具有较长的使用寿命，但PPR管材的阻燃性能较低甚至有的PPR管道无阻燃性，当外装管网所处环境发生火灾时，PPR管材易发生燃烧，从而影响正常使用。
发明内容
为了提高PPR管材的阻燃性能，本申请提供一种环保阻燃保温PPR管材。
第一方面，本申请提供一种环保阻燃保温PPR管材，采用如下的技术方案：
一种环保阻燃保温PPR管材，所述环保阻燃保温PPR管材由内至外依次包括抗菌层、主体层、阻燃层和防水层；
所述阻燃层由阻燃颗粒制成，所述阻燃颗粒由以下重量份的原料制成：聚乙烯颗粒80-100份、石墨烯粉2.8-5.3份和水镁石接枝聚酰亚胺12-20份。
通过采用上述技术方案，聚乙烯具有较强的抗冲击性，常温下可耐酸、碱、盐类水溶液的腐蚀，同时机械性能较高，富有可挠性，而且强韧，能够赋予PPR管材一定的抗冲击性和耐老化性能，同时，聚乙烯发泡后形成的材料还具有较优的隔热保温性，能赋予PPR管材较优的保温性能；石墨烯作为一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，具有极高的强度和较优的韧性，石墨烯中密集的碳层会阻止氧气进入材料深处，因此具有较强的阻燃效果，在阻燃层中加入石墨烯粉，可有效增强阻燃层的阻燃性能。
水镁石具有较优的耐热、绝缘和阻燃性能，同时具有较强的抗碱性能，但抗酸能力较弱，强酸下会溶解，在潮湿的环境中易受侵蚀；聚酰亚胺的大分子链中含有大量的含氮五元杂环和芳环，由于芳杂环的共轭效应使其具有优良的稳定性及耐热性，且对酸稳定，但耐碱性不佳，水镁石与聚酰亚胺接枝，水镁石可赋予聚酰亚胺一定的耐碱性，聚酰亚胺可赋予水镁石一定的耐酸性，从而使得水镁石接枝聚酰亚胺能够稳定的存在于阻燃层中，使得阻燃层具有较强的阻燃性能和耐热性。另外，聚酰亚胺具有较强的耐辐射性能，可赋予PPR管材一定的抗紫外线性能，延缓PPR管材在光照下的老化时间。
抗菌层可降低PPR管材内壁滋生细菌的可能性，降低水被细菌污染的可能性；主体层可维持PPR管材的基本结构；防水层可降低潮湿环境的水分侵蚀阻燃层的可能性，降低阻燃层中的水镁石因潮湿环境而受到侵蚀的可能性。
优选的，所述水镁石接枝聚酰亚胺颗粒由以下原料制成：水镁石10-15份、硅烷偶联剂0.4-0.9份和13-17份热塑性聚酰亚胺树脂。
通过采用上述技术方案，热塑性聚酰亚胺树脂具有加高的韧性、较强的耐溶剂性、耐热性和抗热氧化能力，利用硅烷偶联剂使得水镁石接枝在热塑性聚酰亚胺树脂上，使得水镁石能够稳定的存在于阻燃层中，以增强PPR管材的阻燃性能。
优选的，所述水镁石接枝聚酰亚胺采用如下方法进行制备：
S1、按配比，将0.4-0.9份硅烷偶联剂与2-4份乙醇混合，添加水镁石，于40-50℃下搅拌60-90min；
S2、按配比，添加热塑性聚酰亚胺树脂，于50-70℃下搅拌2-4h，得水镁石接枝聚酰亚胺。
通过采用上述技术方案，利用乙醇稀释硅烷偶联剂，使得硅烷偶联剂能够与水镁石充分接触，使得水镁石能够与硅烷偶联剂进行偶联，再与热塑性聚酰亚胺树脂偶联，从而使得水镁石能够接枝在热塑性聚酰亚胺树脂上。在制备过程中，乙醇在加热过程中会逐渐蒸发，从而制备的水镁石接枝聚酰亚胺中不含有乙醇，以降低乙醇对制备PPR管材可能产生的影响。
优选的，所述阻燃颗粒采用如下方法制备：
（1）按配比，将聚乙烯颗粒、石墨烯粉和水镁石接枝聚酰亚胺混合，加热至130-150℃，搅拌30-45min；
（2）将混合物料冷却至室温，切割成颗粒，得阻燃颗粒。
通过采用上述技术方案，预先将聚乙烯颗粒、石墨烯粉和水镁石接枝聚酰亚胺混匀制成阻燃颗粒，与直接聚乙烯颗粒、石墨烯粉和水镁石接枝聚酰亚胺投入挤出机中相比，可降低石墨烯粉在挤出过程中发生团聚的可能性，有利于石墨烯粉能够均匀分布在阻燃层中。
优选的，所述热塑性聚酰亚胺树脂为均苯型聚酰亚胺树脂。
通过采用上述技术方案，均苯型聚酰亚胺树脂具有优异的耐热性，热分解温度可高达600℃，在400℃时仍具有较高的力学性能，使得PPR管材具有较优的耐热性。
优选的，所述抗菌层由以下重量份的原料制成：无规共聚聚丙烯80-95份、纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂7-10份、色母粒2-3份和抗氧剂1-3份。
通过采用上述技术方案，无规共聚聚丙烯具有较优的韧性和强度，较高温度下抗蠕变性能好，使得PPR管材能够输送较高温度的水，利用纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂可灭杀水中含有的微生物，降低微生物在管材内壁滋生细菌的可能性。
优选的，所述主体层由以下重量份的原料制成：无规共聚聚丙烯90-110份、硅藻土7-13份和抗氧剂1-3份。
通过采用上述技术方案，无规共聚聚丙烯具有较优的韧性和强度，能够保持PPR管材的基本结构，降低PPR管材在安装过程中发生弯折的可能性；硅藻土作为填充材料，可起到增强、补强作用，进一步提高PPR管材的强度；利用抗氧剂增强PPR管材的抗氧化能力，一定程度上可延长PPR管材的使用寿命。
优选的，所述防水层为TPU层。
通过采用上述技术方案，TPU层具有高防水性，耐寒、耐老化性强，可降低阻燃层受到潮湿环境侵蚀的可能性。
第二方面，本申请提供一种环保阻燃保温PPR管材的制备方法，采用如下的技术方案：
一种环保阻燃保温PPR管材的制备方法，包括如下步骤：
1）抗菌层的制作：
按配比，将80-95份无规共聚聚丙烯、7-10份纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂、2-3份色母粒和1-3份抗氧剂混匀，投入挤出机中挤出成型，冷却至室温，得到抗菌层管体；其中挤出机的料筒的温度为175-187℃，挤出机模具的温度为191-207℃，模具口模的温度为200-213℃；
2）主体层的制作：
按配比，将90-110份无规共聚聚丙烯、7-13份硅藻土和1-3份抗氧剂混匀投入挤出机中，将抗菌层管体穿过挤出机的模口，挤出成型，冷却至室温，得到主体层管体；其中，抗菌层管体的牵引速度为0.5m/s，挤出机的料筒的温度为175-187℃，挤出机模具的温度为191-207℃，模具口模的温度为200-213℃；
3）阻燃层的制作：
将阻燃颗粒投入到挤出机中，将抗菌层管体穿过挤出机的模口，挤出成型，得到PPR管材；其中，阻燃层管体牵引速度为0.3m/s，挤出机的料筒的温度为125-135℃，挤出机模具的温度为170-180℃，模具口模的温度为190-200℃；
4）防水层的制作：
将TPU颗粒投入到挤出机中，将阻燃层管体穿过挤出机的磨口，挤出成型，冷却至室温，得到PPR管材；其中，阻燃层管体的其牵引速度为0.7 m/s，挤出机的料筒的温度为160-170℃，挤出机模具的温度为172-180℃，模具口模的温度为185-190℃。
通过采用上述技术方案，依次制作PPR管材的各层管体，使得各层管体之间能够连接紧密，使得制得的PPR管材具有较优的强度、阻燃性和较长的使用寿命。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请通过在阻燃层加入石墨烯，使得PPR管材具有较优的阻燃性能；利用水镁石和聚酰亚胺之间的接枝反应，使得水镁石和聚酰亚胺能够稳定的存在于阻燃层中，从而可进一步提高PPR管材的阻燃性能和耐热性能。
2、本申请中通过在阻燃层外部设置防水层，以降低阻燃层中水镁石受潮湿环境侵蚀的可能性，有利于水镁石能够稳定的存在于阻燃层中。
3、本申请利用抗菌层降低水中的微生物在PPR管材内壁滋生细菌的可能性，可降低水被污染的可能性。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请中各原料的来源如表1：
表1 各原料的来源
Figure 270489DEST_PATH_IMAGE001
水镁石接枝聚酰亚胺的制备例
制备例1
将40g硅烷偶联剂与200g乙醇混合并搅拌均匀，将混合液与1000g水镁石混合，于40℃下搅拌60min；添加1300g均苯型聚酰亚胺树脂，于50℃下搅拌2h，得到水镁石接枝聚酰亚胺。
制备例2
将60g硅烷偶联剂与200g乙醇混合并搅拌均匀，将混合液与1200g水镁石混合，于43℃下搅拌70min；添加1400g均苯型聚酰亚胺树脂，于60℃下搅拌2.5h，得到水镁石接枝聚酰亚胺。
制备例3
将90g硅烷偶联剂与400g乙醇混合并搅拌均匀，将混合液与1500g水镁石混合，于45℃下搅拌80min；添加1600g均苯型聚酰亚胺树脂，于70℃下搅拌3.5h，得到水镁石接枝聚酰亚胺。
制备例4
将80g硅烷偶联剂与300g乙醇混合并搅拌均匀，将混合液与1400g水镁石混合，于50℃下搅拌90min；添加1700g均苯型聚酰亚胺树脂，于70℃下搅拌4h，得到水镁石接枝聚酰亚胺。
阻燃颗粒的制备例
制备例5
将7000g聚乙烯颗粒、280g石墨烯粉和1200g制备例3中得到的水镁石接枝聚酰亚胺搅拌均匀，加热至130℃，持续搅拌30min；将混合物料冷却至室温，利用切割机将混合物料切割成颗粒状，即得阻燃颗粒。
制备例6
将7500g聚乙烯颗粒、350g石墨烯粉和1000g制备例3中得到的水镁石接枝聚酰亚胺搅拌均匀，加热至140℃，持续搅拌35min；将混合物料冷却至室温，利用切割机将混合物料切割成颗粒状，即得阻燃颗粒。
制备例7
将8300g聚乙烯颗粒、460g石墨烯粉和1500g制备例3中得到的水镁石接枝聚酰亚胺搅拌均匀，加热至145℃，持续搅拌40min；将混合物料冷却至室温，利用切割机将混合物料切割成颗粒状，即得阻燃颗粒。
制备例8
将9000g聚乙烯颗粒、530g石墨烯粉和1400g制备例3中得到的水镁石接枝聚酰亚胺搅拌均匀，加热至145℃，持续搅拌45min；将混合物料冷却至室温，利用切割机将混合物料切割成颗粒状，即得阻燃颗粒。
制备例9
将8300g聚乙烯颗粒、460g石墨烯粉和1500g制备例1中得到的水镁石接枝聚酰亚胺搅拌均匀，加热至145℃，持续搅拌40min；将混合物料冷却至室温，利用切割机将混合物料切割成颗粒状，即得阻燃颗粒。
制备例10
将8300g聚乙烯颗粒、460g石墨烯粉和1500g制备例2中得到的水镁石接枝聚酰亚胺搅拌均匀，加热至145℃，持续搅拌40min；将混合物料冷却至室温，利用切割机将混合物料切割成颗粒状，即得阻燃颗粒。
制备例11
将8300g聚乙烯颗粒、460g石墨烯粉和1500g制备例4中得到的水镁石接枝聚酰亚胺搅拌均匀，加热至145℃，持续搅拌40min；将混合物料冷却至室温，利用切割机将混合物料切割成颗粒状，即得阻燃颗粒。
实施例
实施例1
一种环保阻燃保温PPR管材的制备方法，包括以下步骤：
1）抗菌层的制作：
按配比，将8000g无规共聚聚丙烯、700g纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂、250g色母粒和100g抗氧剂264混匀，投入挤出机中挤出成型，冷却至室温，得到抗菌层管体；其中挤出机的料筒的温度为175℃，挤出机模具的温度为191℃，模具口模的温度为200℃；
2）主体层的制作：
按配比，将9000g无规共聚聚丙烯、800g硅藻土和100g抗氧剂264混匀投入挤出机中，将抗菌层管体穿过挤出机的模口，挤出成型，冷却至室温，得到主体层管体；其中，抗菌层管体的牵引速度为0.5m/s，挤出机的料筒的温度为175℃，挤出机模具的温度为191℃，模具口模的温度为200℃；
3）阻燃层的制作：
将制备例7制得的阻燃颗粒投入到挤出机中，将抗菌层管体穿过挤出机的模口，挤出成型，冷却至室温，得到阻燃层管体；其中，阻燃层管体牵引速度为0.3m/s，挤出机的料筒的温度为125℃，挤出机模具的温度为170℃，模具口模的温度为190℃；
4）防水层的制作：
将TPU颗粒投入到挤出机中，将阻燃层管体穿过挤出机的磨口，挤出成型，冷却至室温，得到PPR管材；其中，阻燃层管体的其牵引速度为0.7 m/s，挤出机的料筒的温度为160℃，挤出机模具的温度为172℃，模具口模的温度为185℃。
实施例2
一种环保阻燃保温PPR管材的制备方法，包括以下步骤：
1）抗菌层的制作：
按配比，将8300g无规共聚聚丙烯、800g纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂、200g色母粒和160g抗氧剂264混匀，投入挤出机中挤出成型，冷却至室温，得到抗菌层管体；其中挤出机的料筒的温度为178℃，挤出机模具的温度为193℃，模具口模的温度为203℃；
2）主体层的制作：
按配比，将9400g无规共聚聚丙烯、700g硅藻土和150g抗氧剂264混匀投入挤出机中，将抗菌层管体穿过挤出机的模口，挤出成型，冷却至室温，得到主体层管体；其中，抗菌层管体的牵引速度为0.5m/s，挤出机的料筒的温度为178℃，挤出机模具的温度为193℃，模具口模的温度为203℃；
3）阻燃层的制作：
将制备例7制得的阻燃颗粒投入到挤出机中，将抗菌层管体穿过挤出机的模口，挤出成型，冷却至室温，得到阻燃层管体；其中，阻燃层管体牵引速度为0.3m/s，挤出机的料筒的温度为127℃，挤出机模具的温度为173℃，模具口模的温度为193℃；
4）防水层的制作：
将TPU颗粒投入到挤出机中，将阻燃层管体穿过挤出机的磨口，挤出成型，冷却至室温，得到PPR管材；其中，阻燃层管体的其牵引速度为0.7 m/s，挤出机的料筒的温度为162℃，挤出机模具的温度为174℃，模具口模的温度为186℃。
实施例3
一种环保阻燃保温PPR管材的制备方法，包括以下步骤：
1）抗菌层的制作：
按配比，将8600g无规共聚聚丙烯、900g纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂、270g色母粒和240g抗氧剂264混匀，投入挤出机中挤出成型，冷却至室温，得到抗菌层管体；其中挤出机的料筒的温度为180℃，挤出机模具的温度为196℃，模具口模的温度为207℃；
2）主体层的制作：
按配比，将9700g无规共聚聚丙烯、1000g硅藻土和250g抗氧剂264混匀投入挤出机中，将抗菌层管体穿过挤出机的模口，挤出成型，冷却至室温，得到主体层管体；其中，抗菌层管体的牵引速度为0.5m/s，挤出机的料筒的温度为180℃，挤出机模具的温度为196℃，模具口模的温度为207℃；
3）阻燃层的制作：
将制备例7制得的阻燃颗粒投入到挤出机中，将抗菌层管体穿过挤出机的模口，挤出成型，冷却至室温，得到阻燃层管体；其中，阻燃层管体牵引速度为0.3m/s，挤出机的料筒的温度为130℃，挤出机模具的温度为176℃，模具口模的温度为195℃；
4）防水层的制作：
将TPU颗粒投入到挤出机中，将阻燃层管体穿过挤出机的磨口，挤出成型，冷却至室温，得到PPR管材；其中，阻燃层管体的其牵引速度为0.7 m/s，挤出机的料筒的温度为166℃，挤出机模具的温度为177℃，模具口模的温度为187℃。
实施例4
一种环保阻燃保温PPR管材的制备方法，包括以下步骤：
1）抗菌层的制作：
按配比，将9000g无规共聚聚丙烯、900g纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂、300g色母粒和300g抗氧剂264混匀，投入挤出机中挤出成型，冷却至室温，得到抗菌层管体；其中挤出机的料筒的温度为184℃，挤出机模具的温度为203℃，模具口模的温度为211℃；
2）主体层的制作：
按配比，将10500g无规共聚聚丙烯、1200g硅藻土和300g抗氧剂264混匀投入挤出机中，将抗菌层管体穿过挤出机的模口，挤出成型，冷却至室温，得到主体层管体；其中，抗菌层管体的牵引速度为0.5m/s，挤出机的料筒的温度为184℃，挤出机模具的温度为203℃，模具口模的温度为211℃；
3）阻燃层的制作：
将制备例7制得的阻燃颗粒投入到挤出机中，将抗菌层管体穿过挤出机的模口，挤出成型，冷却至室温，得到阻燃层管体；其中，阻燃层管体牵引速度为0.3m/s，挤出机的料筒的温度为132℃，挤出机模具的温度为178℃，模具口模的温度为198℃；
4）防水层的制作：
将TPU颗粒投入到挤出机中，将阻燃层管体穿过挤出机的磨口，挤出成型，冷却至室温，得到PPR管材；其中，阻燃层管体的其牵引速度为0.7 m/s，挤出机的料筒的温度为167℃，挤出机模具的温度为179℃，模具口模的温度为189℃。
实施例5
一种环保阻燃保温PPR管材的制备方法，包括以下步骤：
1）抗菌层的制作：
按配比，将9500g无规共聚聚丙烯、1000g纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂、280g色母粒和280g抗氧剂264混匀，投入挤出机中挤出成型，冷却至室温，得到抗菌层管体；其中挤出机的料筒的温度为187℃，挤出机模具的温度为207℃，模具口模的温度为213℃；
2）主体层的制作：
按配比，将11000g无规共聚聚丙烯、1300g硅藻土和270g抗氧剂264混匀投入挤出机中，将抗菌层管体穿过挤出机的模口，挤出成型，冷却至室温，得到主体层管体；其中，抗菌层管体的牵引速度为0.5m/s，挤出机的料筒的温度为187℃，挤出机模具的温度为207℃，模具口模的温度为213℃；
3）阻燃层的制作：
将制备例7制得的阻燃颗粒投入到挤出机中，将抗菌层管体穿过挤出机的模口，挤出成型，冷却至室温，得到阻燃层管体；其中，阻燃层管体牵引速度为0.3m/s，挤出机的料筒的温度为135℃，挤出机模具的温度为180℃，模具口模的温度为200℃；
4）防水层的制作：
将TPU颗粒投入到挤出机中，将阻燃层管体穿过挤出机的磨口，挤出成型，冷却至室温，得到PPR管材；其中，阻燃层管体的其牵引速度为0.7 m/s，挤出机的料筒的温度为170℃，挤出机模具的温度为180℃，模具口模的温度为190℃。
实施例6
本实施例1与实施例3的区别仅在于：阻燃层制作时选用制备例5制得的阻燃颗粒。
实施例7
本实施例1与实施例3的区别仅在于：阻燃层制作时选用制备例6制得的阻燃颗粒。
实施例8
本实施例1与实施例3的区别仅在于：阻燃层制作时选用制备例8制得的阻燃颗粒。
实施例9
本实施例1与实施例3的区别仅在于：阻燃层制作时选用制备例9制得的阻燃颗粒。
实施例10
本实施例1与实施例3的区别仅在于：阻燃层制作时选用制备例10制得的阻燃颗粒。
实施例11
本实施例1与实施例3的区别仅在于：阻燃层制作时选用制备例11制得的阻燃颗粒。
对比例
对比例1
以相关技术（CN106188872A）中的实施例1作为本对比例。
对比例2
以相关技术（CN106188872A）中的实施例2作为本对比例。
对比例3
本对比例1与实施例7的区别仅在于阻燃颗粒的制备：将1500g水镁石和1600g均苯型聚酰亚胺树脂搅拌均匀，得初级物料；将8300g聚乙烯颗粒、460g石墨烯粉和1500g初级物料搅拌均匀，加热至145℃，持续搅拌40min；将混合物料冷却至室温，利用切割机将混合物料切割成颗粒状，即得阻燃颗粒。
对比例4
本对比例1与实施例7的区别仅在于阻燃颗粒的制备：将8300g聚乙烯颗粒、460g石墨烯粉和1500g水镁石搅拌均匀，加热至145℃，持续搅拌40min；将混合物料冷却至室温，利用切割机将混合物料切割成颗粒状，即得阻燃颗粒。
对比例5
本对比例1与实施例7的区别仅在于阻燃颗粒的制备：将8300g聚乙烯颗粒、460g石墨烯粉和1500g聚酰亚胺树脂搅拌均匀，加热至145℃，持续搅拌40min；将混合物料冷却至室温，利用切割机将混合物料切割成颗粒状，即得阻燃颗粒。
性能检测试验
测试一
参照GB/T 2408-2008《塑料燃烧性能的测定 水平法和垂直法》第9节记载的试验方法B-垂直燃烧试验，针对各实施例中PPR管材的阻燃层管体、对比例-对比例2中的PPR管材和对比例3-对比例5中PPR管材的阻燃层管体进行燃烧性能测试并记录各PPR管材的阻燃等级。
测试二
耐酸测试：常温下将各实施例中PPR管材的阻燃层管体、对比例-对比例2中的PPR管材和对比例3-对比例5中PPR管材的阻燃层管体浸入浓度为70%的硫酸中360h，观察PPR管材表面是否出现起泡、溶解现象。
测试三
耐碱测试：常温下将各实施例中PPR管材的阻燃层管体、对比例-对比例2中的PPR管材和对比例3-对比例5中PPR管材的阻燃层管体浸入浓度为20%的氢氧化钠中360h，观察PPR管材表面是否出现起泡、溶解现象。
测试一至测试三的结果见表2：
表2 测试一至测试三的结果
Figure DEST_PATH_IMAGE002
参照表2，与对比例1和对比例2相比，实施例1至实施例11中PPR管材的阻燃性能等级可达到V-0，表明本申请公开的PPR管材具有较优的阻燃性能，可降低PPR管材在所处环境发生火灾时发生燃烧的可能性。
与对比例1和对比例2相比，实施例1至实施例11中的PPR管材表现出较优的耐酸碱性能；与对比例3至对比例5相比，实施例1至实施例11中的PPR管材具有更强的耐酸碱性，表明本申请公开的水镁石接枝聚酰亚胺在增强PPR管材的阻燃性能的同时，还能相互作用，能够提升水镁石的耐酸性和聚酰亚胺的耐碱性。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种环保阻燃保温PPR管材，其特征在于，所述环保阻燃保温PPR管材由内至外依次包括抗菌层、主体层、阻燃层和防水层；
所述阻燃层由阻燃颗粒制成，所述阻燃颗粒由以下重量份的原料制成：聚乙烯颗粒80-100份、石墨烯粉2.8-5.3份和水镁石接枝聚酰亚胺12-20份；
所述水镁石接枝聚酰亚胺由水镁石、硅烷偶联剂和热塑性聚酰亚胺树脂混合改性制得。
2.根据权利要求1所述的一种环保阻燃保温PPR管材，其特征在于：所述水镁石接枝聚酰亚胺颗粒由以下原料制成：水镁石10-15份、硅烷偶联剂0.4-0.9份和13-17份热塑性聚酰亚胺树脂。
3.根据权利要求2所述的一种环保阻燃保温PPR管材，其特征在于：所述水镁石接枝聚酰亚胺采用如下方法进行制备：
S1、按配比，将0.4-0.9份硅烷偶联剂与2-4份乙醇混合，添加水镁石，于40-50℃下搅拌60-90min；
S2、按配比，添加热塑性聚酰亚胺树脂，于50-70℃下搅拌2-4h，得水镁石接枝聚酰亚胺。
4.根据权利要求1所述的一种环保阻燃保温PPR管材，其特征在于：所述阻燃颗粒采用如下方法制备：
（1）按配比，将聚乙烯颗粒、石墨烯粉和水镁石接枝聚酰亚胺混合，加热至130-150℃，搅拌30-45min；
（2）将混合物料冷却至室温，切割成颗粒，得阻燃颗粒。
5.根据权利要求2所述的一种环保阻燃保温PPR管材，其特征在于：所述热塑性聚酰亚胺树脂为均苯型聚酰亚胺树脂。
6.根据权利要求1所述的一种环保阻燃保温PPR管材，其特征在于：所述抗菌层由以下重量份的原料制成：无规共聚聚丙烯80-95份、纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂7-10份、色母粒2-3份和抗氧剂1-3份。
7.根据权利要求1所述的一种环保阻燃保温PPR管材，其特征在于：所述主体层由以下重量份的原料制成：无规共聚聚丙烯90-110份、硅藻土7-13份和抗氧剂1-3份。
8.根据权利要求1所述的一种环保阻燃保温PPR管材，其特征在于：所述防水层为TPU层。
9.权利要求1所述的一种环保阻燃保温PPR管材的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）抗菌层的制作：
按配比，将80-95份无规共聚聚丙烯、7-10份纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂、2-3份色母粒和1-3份抗氧剂混匀，投入挤出机中挤出成型，冷却至室温，得到抗菌层管体；其中挤出机的料筒的温度为175-187℃，挤出机模具的温度为191-207℃，模具口模的温度为200-213℃；
2）主体层的制作：
按配比，将90-110份无规共聚聚丙烯、7-13份硅藻土和1-3份抗氧剂混匀投入挤出机中，将抗菌层管体穿过挤出机的模口，挤出成型，冷却至室温，得到主体层管体；其中，抗菌层管体的牵引速度为0.5m/s，挤出机的料筒的温度为175-187℃，挤出机模具的温度为191-207℃，模具口模的温度为200-213℃；
3）阻燃层的制作：
将阻燃颗粒投入到挤出机中，将抗菌层管体穿过挤出机的模口，挤出成型，冷却至室温，得到阻燃层管体；其中，阻燃层管体牵引速度为0.3m/s，挤出机的料筒的温度为125-135℃，挤出机模具的温度为170-180℃，模具口模的温度为190-200℃；
4）防水层的制作：
将TPU颗粒投入到挤出机中，将阻燃层管体穿过挤出机的磨口，挤出成型，冷却至室温，得到PPR管材；其中，阻燃层管体的其牵引速度为0.7 m/s，挤出机的料筒的温度为160-170℃，挤出机模具的温度为172-180℃，模具口模的温度为185-190℃。
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