CN202220914U

CN202220914U - 三层降噪排水管

Info

Publication number: CN202220914U
Application number: CN2011203368290U
Authority: CN
Inventors: 王井洋; 王绍法
Original assignee: 王井洋
Current assignee: ZHEJIANG SANLENG PLASTIC CO., LTD.
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2021-09-02

Abstract

本实用新型公开了一种三层降噪排水管，包括排水管体，其中，所述排水管体为由抗冲击外层、降噪音中层和抗冲击内层共挤形成的三层共挤复合管。本实用新型能够有效降低排水噪音、增加排水管材强度、同时降低制造成本，三层共挤结构的优点在于降噪效果明显，具有很好的冲击强度和拉伸强度，制作工艺步骤简便。在本实用新型中，PVC塑料为再生PVC粒料，本实用新型通过利用再生PVC废旧原料能够充分降低制造成本，也解决了现实中废旧塑料的回收问题，本实用新型对于传统单层不具有吸音或隔音功能的排水管材是一次较大创新，可广泛用于工业建筑和住宅建筑的排水管道系统中。

Description

三层降噪排水管

技术领域

本实用新型涉及管道领域，尤其涉及一种三层降噪排水管。

背景技术

生活在一个声音的世界里，周边的声音过大就成为噪音，家家户户都有输水管道，日常排水管材中的排水声音，就是噪音源之一，噪音使人心烦、意乱、急噪、易怒、损害听力、影响人的心血管和神经系统，尤其是中、高层建筑，在夜深人静的时候，人们从甜蜜的梦乡中惊醒，影响睡眠、学习和工作等，给人们带来的伤害是众所周知的。

根据安装位置，排水管分为排水横管和排水立管，由卫生器具等排出的水至横管，引起水体与横管壁的冲击产生噪声，同时，排水横管中水跃作用和横管中压力波动而引起水封冒气泡又发生噪声；水流在排水立管的直落过程中，形成旋转水膜层及气塞流，随着这两种状态的急剧变化，使立管中空气压力快速波动而发出噪音，同时水流与排水管壁撞击，也引发振动噪音，排水横管和排水立管由此所产生的排水噪音，正是最常见的噪音源，为此，业内有关技术人员，一直在研制排水管材的降噪问题，然而却一直没有很好的解决方案，随着我国工业建筑和住宅建筑的快速发展，排水管材的需求量大增，要使排水管材既能保持具有符合标准要求的强度的物理性能、又要能有降噪功能，同时还要有排水管材性价比的提高，综述这一些问题的解决，具有十分重要的意义。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能够有效降低排水噪音的三层降噪排水管。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种三层降噪排水管，包括排水管体，其中，所述排水管体为由抗冲击外层、降噪音中层和抗冲击内层共挤形成的三层共挤复合管。

作为优选，所述降噪音中层为吸音中层或者可膨胀聚氯乙烯组合物材料的隔音中层。

作为优选，所述抗冲击内层的内壁上均布有多条凸起的螺旋肋，所述螺旋肋的螺旋角为4～12°，所述螺旋肋底部与所述抗冲击内层间的过渡圆角为R3～10mm，所述螺旋肋凸起的高度为3～15mm，所述螺旋肋的截面为三角形。

作为优选，所述螺旋肋为3条、6条或12条。

作为优选，所述抗冲击外层的厚度、降噪音中层的厚度和抗冲击内层的厚度在所述排水管体总厚度中所占的比例范围依次为25～35％、30～42％和28～35％。

由上述技术方案可知，本实用新型的有益效果是：

相比现有技术，本实用新型能够有效降低排水噪音、增加排水管材强度、同时降低制造成本，三层共挤结构的优点在于降噪效果明显，具有很好的冲击强度和拉伸强度，制作工艺步骤简便。在本实用新型中，PVC塑料为再生PVC粒料，本实用新型通过利用再生PVC废旧原料能够充分降低制造成本。在本实用新型中，三层降噪排水管在抗冲击内层的内壁上设有多条截面为类似三角形的凸起螺旋肋，其有益效果在于，当排水水流进入立管后，在螺旋的导流作用下，会沿内壁形成较为稳定而密实的水流膜旋流，旋转下落，由于水流紧贴管壁，避免了来自横向水流进入立管后，对立管壁的反复冲撞，由此大大减少了水流对排水管的撞击噪声；同时由于水流沿立管壁旋转下落，管中心形成了一个畅通的漩涡空气柱，减少了管道内的压力波动，避免了横向水流被冲撞后，散乱落下与空气相遇形成的管道噪声，以及混杂夹带气泡所产生的噪声。

综上所述，本实用新型所提供的一种三层降噪排水管能够有效的降低排水管材的噪音、增加强度和降低制造成本，废旧的PVC材料得以再利用，解决了现实中废旧塑料回收问题。本实用新型对于传统单层不具有吸音或隔音功能的排水管材是一次较大创新，可广泛用于工业建筑和住宅建筑的排水管道系统中。

附图说明

图1为本实用新型中三层共挤结构的制备工艺流程示意图。

图2为本实用新型管材的半截面结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图。

请参阅图1至图2所示，本实用新型提供了一种三层降噪排水管，包括排水管体，其中，所述排水管体为由抗冲击外层1、降噪音中层2和抗冲击内层3共挤形成的三层共挤复合管，所述降噪音中层为吸音中层或者可膨胀聚氯乙烯组合物材料的隔音中层，所述抗冲击内层的内壁上均布有多条凸起的螺旋肋4，所述螺旋肋的螺旋角为4～12°，所述螺旋肋底部与所述抗冲击内层间的过渡圆角5为R3～10mm，所述螺旋肋凸起的高度为3～15mm，所述螺旋肋的截面为三角形，所述螺旋肋为3条、6条或12条，所述抗冲击外层的厚度、降噪音中层的厚度和抗冲击内层的厚度在所述排水管体总厚度中所占的比例范围依次为25～35％、30～42％和28～35％，所述抗冲击外层、降噪音中层和抗冲击内层分别主要由下列原料制得：

所述抗冲击外层：聚氯乙烯树脂、氯化聚乙烯、二盐基亚磷酸铅、三盐基硫酸铅、硬脂酸钙、硬脂酸铅、石蜡、PVC加工改性剂、活性轻质碳酸钙、钛白粉、邻苯二甲酸二辛酯；

所述吸音中层：聚氯乙烯树脂、氯化聚乙烯、铅盐稳定剂、硬脂酸钙、硬脂酸、石蜡、邻苯二甲酸二辛酯、活性轻质碳酸钙、硫酸钡；

所述隔音中层：聚氯乙烯树脂、甲基丙烯酯类聚合物、无机发泡剂；

所述抗冲击内层的制作原料相比所述外层的制作原料，除聚氯乙烯树脂全部换为PVC塑料外，其余相同。

本实用新型的制造方法如下：步骤1)：分别制备构成抗冲击外层、降噪音中层和抗冲击内层的专用材料；步骤2)：用制得的所述专用材料分别制备所述抗冲击外层、降噪音中层和抗冲击内层，然后经由三层共挤复合模头一次共挤生成三层共挤复合管，步骤2)中还包括在所述抗冲击内层的内壁上成型凸起的螺旋肋的步骤，所述螺旋肋为均布在所述抗冲击内层内壁上的多条螺旋肋，步骤1)中，制备构成降噪音中层的专用材料为制备构成吸音中层的专用材料或者为制备构成隔音中层的可膨胀聚氯乙烯组合物材料，此可膨胀聚氯乙烯组合物材料具有很好的阻尼、隔音和阻燃特性，所述步骤1)中，按重量份数计：

制备所述抗冲击外层的专用材料的原料配方为：聚氯乙烯树脂100份、氯化聚乙烯4～12份、二盐基亚磷酸铅1～3份、三盐基硫酸铅4～6份、硬脂酸钙1～1.5份、硬脂酸铅0.5～1.5份、石蜡0.4～0.8份、PVC加工改性剂1～2份、活性轻质碳酸钙5～15份、钛白粉1.9～2.5份、邻苯二甲酸二辛酯3～5份；

制备所述吸音中层的专用材料的原料配方为：聚氯乙烯树脂100份、氯化聚乙烯20～60份、铅盐稳定剂3～6份、硬脂酸钙0.3～0.7份、硬脂酸0.2～0.4、石蜡0.05～0.15份、邻苯二甲酸二辛酯1～2份、活性轻质碳酸钙20～40份、硫酸钡150～300份；

制备所述隔音中层的可膨胀聚氯乙烯组合物材料的原料配方为：74±3％的聚氯乙烯树脂、12.6±1％的甲基丙烯酯类聚合物、13.4±1％的无机发泡剂；

制备所述抗冲击内层的专用材料的原料配方相比制备所述抗冲击外层的专用材料的原料配方，除聚氯乙烯树脂换为PVC塑料外，其余相同；

步骤2)包括将构成所述抗冲击外层的专用材料、降噪音中层的专用材料和抗冲击内层的专用材料分别投入等径双螺杆挤出机中挤出，分别形成抗冲击外层、降噪音中层和抗冲击内层，然后一起进入复合共挤模头一次共挤生成三层共挤复合管；

其中，所述步骤1)中：

构成所述抗冲击外层的专用材料经下述制备工艺制得：将活性轻质碳酸钙粉体放入高速加热混合机中进行加热，高速搅拌捏合，温度达到90℃时开始抽湿，当温度上升至95～125℃后，加入硬脂酸钙和硬脂酸铅再混合5～8分钟，然后放入冷却混合机中冷却，冷却到40～50℃后出料，得到改性的粉体后等待备用；将聚氯乙烯树脂、氯化聚乙烯、二盐基亚磷酸铅、三盐基硫酸铅放入高速加热混合机中继续加温，当温度上升至80～90℃时开始抽湿，抽湿的同时，将上述等待备用的改性的粉体连同石蜡、钛白粉、邻苯二甲酸二辛酯一起放入高速加热混合机中并继续加温，当温度上升至105～140℃后，将高速加热混合机中的混合料放入冷却混合机中再冷却，待冷却到80℃以下时，加入PVC加工改性剂，继续冷却到30～45℃后出料，制得构成所述抗冲击外层的专用粉料，再经挤出造粒，制得构成所述抗冲击外层的专用粒料，制得构成所述抗冲击内层的专用材料与制得构成所述抗冲击外层的专用材料的制备工艺相同；

构成所述吸音中层的专用材料经下述制备工艺制得：将活性轻质碳酸钙粉体放入高速加热混合机中进行加热，高速搅拌捏合，温度达到90℃时开始抽湿，当温度上升至95～125℃后，加入硬脂酸钙再混合5～8分钟，然后放入冷却混合机中冷却，冷却到40～50℃后出料，得到改性的粉体后等待备用；将聚氯乙烯树脂、氯化聚乙烯、硫酸钡、铅盐稳定剂放入高速加热混合机中继续加温，当温度上升至80～90℃时开始抽湿，抽湿的同时，将上述等待备用的改性的粉体连同石蜡、邻苯二甲酸二辛酯一起放入高速加热混合机中并继续加温，当温度上升至105～140℃后，将高速加热混合机中的混合料放入冷却混合机中再冷却，冷却到30～45℃后出料，制得构成所述吸音中层的专用粉料，再经挤出造粒，制得构成所述吸音中层的专用粒料；

所述步骤2)中，是将构成所述抗冲击外层的专用材料和抗冲击内层的专用材料分别投入等径双螺杆挤出机80机中挤出，将降噪音中层的专用材料投入等径双螺杆挤出机90机中挤出，所述复合模头将所述抗冲击外层、降噪音中层和抗冲击内层一次共挤成所述三层共挤复合管。

在本实用新型中，聚氯乙烯树脂为SG4，PVC加工改性剂为ACR401，活性轻质碳酸钙为800目，硫酸钡的粒子为10μm，甲基丙烯酯类聚合物的分子式为C6H10O2。

在本实用新型中，用以制得构成抗冲击外层的专用材料的各原料的主要作用是：聚氯乙烯树脂(SG4)(分子式：C2H3Cl)，其为主体构成材料；氯化聚乙烯[分子式(CH2-CHCl-CH2-CH2)n]，属于过度型冲击改性剂，饱和高分子材料，是抗冲击剂、提高弹性、强度的主体材料；二盐基亚磷酸铅(分子式：2Pb0·PbHbOS·H2O)，热稳定剂、防火防老化；三盐基硫酸铅(分子式：3PbO·PbSO4·H2O)，热稳定剂、耐热性、耐光性；硬脂酸钙[分子式：(C17H35COO)2Ca]，热稳定剂、脱模剂、润滑剂；硬脂酸铅(又称十八酸铅)[分子式：(C17H35COO)2Pb]，耐热稳定剂，润滑脂的增厚剂；石蜡(分子式：CnH2n+2)，在排水管材的工艺过程起导热作用；PVC加工改性剂(ACR401)：(分子式：C36H7004Mg)，具有提高抗冲击性、熔融速率和促进同步均匀塑化，对PVC有增强促塑化和改善流动性作用；活性轻质碳酸钙(800目)(分子式：CaCO3)，改善聚氯乙烯树脂主体的流动性，增加塑料材料刚性、韧性、弯曲强度，提高热变形温度和尺寸稳定性；钛白粉(分子式：TiO2)，起到屏蔽紫外线的作用，提高PVC的耐热性、耐光性、耐候性，增强机械强度，延长PVC使用寿命；邻苯二甲酸二辛酯(分子式：C24H38O4)，增塑剂。

在本实用新型中，降噪音中层可以优选两种方案：

方案一：降噪音中层可以为吸音中层，具有吸音功能。在此方案中，聚氯乙烯树脂(SG4)、氯化聚乙烯、硬脂酸钙、石蜡、邻苯二甲酸二辛酯、活性碳酸钙(800目)的作用与其在抗冲击外层的作用相同，铅盐稳定剂是一种复合热稳定剂，采用共生反应技术，将二盐基亚磷酸铅(分子式：2PbO·PbHbOS·H₂O)、三盐基硫酸铅(分子式3PbO·PbSO₄·H₂O)和金属皂(由碱金属以外的金属、金属氧化物或盐类与脂肪酸、松香酸、环氧酸等作用而成的肥皂)以初生态的晶粒尺寸和各种润滑剂进行混合，以保证热稳定剂的充分分散，助于构成材料体系形成的吸音功能。硬脂酸，即十八烷酸(分子式C18H36O2)、增塑剂、脱模剂、稳定剂、表面活性剂。硫酸钡(分子式：BaCO₄)工业级研磨粉料，刚性吸音材料。

方案二：降噪音中层可以为膨胀聚氯乙烯组合物材料的隔音中层，具有隔音功能。此方案主要是具有很好的阻尼、隔音和阻燃特性的可膨胀聚氯乙烯组合物材料，包括74±3％的聚氯乙烯树脂、12.6±1％的甲基丙烯酯类聚合物(分子式C6H10O₂)、13.4±1％的无机发泡剂(该无机发泡剂，主要组成有：碳酸氢钠NaHCO₃、碳酸铵(NH4)2CO₃、亚硝酸铵NH₄NO₂等)。

在本实用新型中，抗冲击外层和抗冲击内层主要由PVC树脂和助剂组成的，助剂按功能又分为：热稳定剂、润滑剂、加工改性剂、冲击改性剂、填充剂、耐老化剂等，其中构成抗冲击内层的专用材料的制备原料成分中的PVC塑料为再生PVC粒料，充分利用了废旧原料。在本实用新型中，所述专用粉料也可以三层一次共挤，区别在于，粉料有粉尘排放，从加工环境考虑，选择加工成专用粒料更好。

【实施例一】

抗冲击外层：聚氯乙烯树脂(SG4)100份、氯化聚乙烯8份、二盐基亚磷酸铅2份、三盐基硫酸铅5份、硬脂酸钙1.2份、硬脂酸铅1份、石蜡0.6份、PVC加工改性剂(ACR401)1.5份、活性轻质碳酸钙(800目)10份、钛白粉2.2份、邻苯二甲酸二辛酯4份。抗冲击外层材料选配特点：抗冲击外层材料以提高耐冲击性能为主，pvc树脂是一个极性非结晶性高聚物，分子之间有较强的作用力，是一个坚硬而脆的材料；抗冲击强度较低。本材料配方特别加人氯化聚乙烯，利用hdpe(高密度聚乙烯)在水相中进行悬浮氯化的粉状产物，随着氯化程度的增加使原来结晶的hdpe逐渐成为非结晶的弹性体，冲击改性剂后，冲击改性剂的弹性体粒子可以降低总的银纹引发应力，并利用粒子自身的变形和剪切带，阻止银纹扩大和增长，从而达到抗冲击的目的。另外本材料配方选用超细的800目活性轻质碳酸钙，使比表面积增大，即与聚合物接触面增大；相应表面活化能力增大，容易自聚成团，不易分散在聚合物中，使耐冲击性能得到稳定性。

降噪音中层：聚氯乙烯树脂(800目)100份、氯化聚乙烯20份、铅盐稳定剂4.5份、硬脂酸钙0.5份、硬脂酸0.3份、石蜡0.1份、邻苯二甲酸二辛酯1.5份、活性轻质碳酸钙(800目)30份、硫酸钡100份(粒子为10μm)。降噪音中层材料选配特点：使降噪音中层具有吸音能力，主要选用有吸音功能的硫酸钡为主要成份(破常规的是PVC的2倍)，同时以氯化聚乙烯为平衡，将硫酸钡和氯化聚乙烯以不同的配比，使之吸音能力和机械强度获得理想的要求；通过数十次的试验表明，硫酸钡在150～300份之间比较适当，如超过300单位重量份，排水管吸音能力特强，但机械强度明显下降；低于150单位重量份，吸音效果又不明显；另外，硫酸钡的粒子在5～15μm吸音效果最佳，选高了混合物塑化困难，选低了成本偏高。

抗冲击内层：PVC的再生料100份、氯化聚乙烯8份、二盐基亚磷酸铅2份、三盐基硫酸铅5份、硬脂酸钙1.2份、硬脂酸铅1份、石蜡0.6份、PVC加工改性剂(ACR401)1.5份、活性轻质碳酸钙(800目)10份、钛白粉2.2份、邻苯二甲酸二辛酯4份。抗冲击内层材料选配特点：是选用PVC的再生料，将废旧PVC回收、粉碎再造粒，直接降低成本并保持和抗冲击外层同等的物理性能要求。

工艺参数：

A，抗冲击内、外层的挤出：将上述己制备好的抗冲击内、外层混合料，分别投入等径双螺杆挤出机(80机)中挤出，熔体经复合模头分别形成内、抗冲击外层。其主机转速为30rpm、辅机转速为35rpm、主机转矩(即主机电流)55～60A。温度参数是：

区段	1区	2区	3区	4区	5区
						温度(℃)	178	170	160	160	155

B，降噪音中层的挤出：将上述已经冷却的降噪音中层料，投入等径双螺杆挤出机(90机)中挤出，熔体经复合模头分别形成降噪音中层。主机转速为10rpm、辅机转速为200rpm、主机转矩(即主机电流)50A，其温度参数是：

区段	1区	2区	3区	4区	5区	6区
							温度(℃)	170	165	165	155	150	160

C，三层的复合共挤：三层一起进入复合共挤模头，其温度参数是：

区段	1区	2区	3区	4区
					温度(℃)	155	165	170	175

【实施例二】与实施例一的工艺参数、工艺装备等完全相同，所不同的是配方：降噪音中层中的氯化聚乙烯(SG4)的用量为40份、活性轻质碳酸钙(800目)的用量为60份、硫酸钡的用量为150份。

【实施例三】与实施例一的工艺参数、工艺装备等完全相同，所不同的是：降噪音中层中的氯化聚乙烯的用量为50份、硫酸钡的用量为200份。

【实施例四】与实施例一的工艺参数、工艺装备等完全相同，所不同的是：降噪音中层中的氯化聚乙烯的用量为60份、硫酸钡的用量为250份。

【实施例五】与实施例一的工艺参数、工艺装备等完全相同，所不同的是：降噪音中层中的的用量为100份、硫酸钡的用量为300份。

为了进一步验证降噪音中层的硫酸钡、氯化聚乙烯及活性轻质碳酸钙(800目)，在本实用新型中的配比变化对吸音和其它机械性能的影响，特作三个对比例如下：

对比1，普通单层PVC排水管，其原料中的活性轻质碳酸钙(800目)用量为50份，氯化聚乙烯用量为8份，不含硫酸钡，其余原料组成及用量与实施例一中的降噪音中层(吸音层)相同，挤出工艺步骤中不用复合共挤模头，而用Dn110×3.2普通排水管模头，制成Dn110×3.2的PVC普通排水管。

对比2，与实施例一的工艺参数、工艺装备等完全相同，所不同的是：降噪音中层的硫酸钡用量为150份，氯化聚乙烯的用量为40份。

对比3，与实施例一的工艺参数、工艺装备等完全相同，所不同的是：降噪音中层的硫酸钡用量为300份，氯化聚乙烯的用量为60份。

【实施例一】至【实施例五】，以及对比1至对比2的配方和对应硫酸钡，其余原料组成及用量与实施例一中的中性能见下表：

从上表可知：在【实施例一】至【实施例五】中，随硫酸钡用量的增加，降噪效果就好，但其机械性能下降，增加氯化聚乙烯，即降噪效果更好，并且避免硫酸钡用量的增加而导致抗冲击强度的下降。

从对比1至对比3中可知：普通单层PVC排水管，由于不含硫酸钡，降噪效果最差，“对比2”中的硫酸钡为150重量份，降噪效果较好，但“对比3”中的硫酸钡升至300重量份，降噪效果虽较“对比2”好，但其机械性能下降明显。

【实施例六】

实施例六是选取实用新型内容中的方案二材料直接应用，即可膨胀的聚氯乙烯组合物材料，其中：聚氯乙烯树脂100重量份、甲基丙烯酯类聚合物17重量份、无机发泡剂18重量份。直接和外、内层组成材料进入共挤，其它均按实施例一执行。经检测均符合GB/T 5836.1-2006《建筑排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材》国家标准中的要求，降噪效果类同于上述【实施例四】。

从以上可得出：硫酸钡的最佳配比是150～300重量份，活性轻质碳酸钙(800目)也有一定的吸音能力，但硫酸钡的降噪效果，活性轻质碳酸钙强(800目)，另外适当增加氯化聚乙烯的含量，能免硫酸钡用量的增加而导致抗冲击强度的下降。

关于三层结构的排水管，从外层至内层，每层厚度的比例，优选依次是：31％∶38％∶31％；每层的作用，依次是：增强、吸音——【实施例一】至【实施例五】或隔音——【实施例六】和利用废旧PVC再增强。

但以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，并非用以局限本实用新型的专利范围，故凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均同理包含在本实用新型的范围内。

Claims

1.一种三层降噪排水管，包括排水管体，其特征在于，所述排水管体为由抗冲击外层、降噪音中层和抗冲击内层共挤形成的三层共挤复合管。

2.如权利要求1所述的三层降噪排水管，其特征在于，所述降噪音中层为吸音中层或者可膨胀聚氯乙烯组合物材料的隔音中层。

3.如权利要求2所述的三层降噪排水管，其特征在于，所述抗冲击内层的内壁上均布有多条凸起的螺旋肋，所述螺旋肋的螺旋角为4～12°，所述螺旋肋底部与所述抗冲击内层间的过渡圆角为R3～10mm，所述螺旋肋凸起的高度为3～15mm，所述螺旋肋的截面为三角形。

4.如权利要求3所述的三层降噪排水管，其特征在于，所述螺旋肋为3条、6条或12条。

5.如权利要求2至4中任一项所述的三层降噪排水管，其特征在于，所述抗冲击外层的厚度、降噪音中层的厚度和抗冲击内层的厚度在所述排水管体总厚度中所占的比例范围依次为25～35％、30～42％和28～35％。