CN217272475U - 一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管，从内到外分别为抗菌层、玻纤层、焊接用中间层、发泡保温保温层、外护层；其中抗菌层、玻纤层、焊接用中间层为三层共挤的内管结构，发泡层及阻燃层作为保温、外护层，外护层、抗冲保温层、焊接中间层、纤维增强层以及抗菌层材料厚度占比为1:27:5:3:1，本申请的带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管采用增加具有隔热、缓冲作用发泡材料层的方法，提高了复合管整体的保温性能及抗冲击性能；外护层及保温层阻燃母粒的加入提高了管材阻燃性能，内管内层抗菌母粒的加入提高了管道的卫生性能。本申请可用于建筑物内冷热水管道系统、空调管路系统等。

Description

一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管

【技术领域】

本实用新型涉及管材技术领域，具体地说，是一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管。

【背景技术】

自1999年开始塑料管道取代铸铁管、PVC给水管以来，PP-R管迅速占领整个室内给水管道市场，成为市场的主流产品，而由PP-R衍生出的纤维增强PP-R更是弥补了PP-R刚性不足、高线膨胀系数等缺点。

但是与此同时，也暴露一些问题。即使是纤维增强PP-R，也存在PP-R管材易凝露的缺点，通冷水时，管壁内外温度差较小，表面极有可能凝结水珠。通过添加的保温层可以防止这种现象，而经过阻燃处理的PE材料相比未经过阻燃处理的同类材料难于燃烧，且火焰传播速度明显降低，有助于阻止火灾形成及蔓延，提高制品使用安全性。对外护层和PE发泡层进行阻燃改性，可以提高其防火安全性。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管，其特征在于，其包含外护层，保温层以及内管，内管由外到内分别为焊接用中间层，纤维复合层以及抗菌层；其中，外护层，保温层，焊接用中间层，纤维增强PP-R层以及抗菌PP-R内层总体厚度比为1:27:5:3:1。

外护层为阻燃型的线性低密度聚乙烯，保温层为阻燃型的聚乙烯发泡材料，内管外层为无规共聚聚丙烯，中间层为二氧化硅纤维增强的无规共聚聚丙烯，最内层为含有抗菌母粒的无规共聚聚丙烯。

外护层为线性低密度聚乙烯，所述的外层的材料为阻燃粒子和无规共聚聚丙烯粒子，其中阻燃粒子在外护层材料中的质量分数为0.5～1％，该层约占管材总壁厚的2.7％。

保温层为聚乙烯发泡材料，所述的保温层材料为阻燃粒子和聚乙烯粒子通过共混、发泡成型的工艺生产的发泡材料，不仅其中阻燃粒子在外层材料中的质量分数为1～4％，该层约占总壁厚的73％。

管材内管为产品功能层，其中中间层为产品焊接用层，为保证管材在焊接时的适配性和稳定性，该层为无规共聚聚丙烯材料，该层约占总壁厚的13.5％。

第四层中纤维的加入增强了管材的刚性，以及提高管材耐压性能。所述的中间层的材料为二氧化硅纤维增强的无规共聚聚丙烯粒子，二氧化硅纤维在中间层的材料中的质量分数为20～30％，二氧化硅纤维长度为4-8mm，该层约占总壁厚的8.1％。

管材最内层保证管道输水时良好的卫生性能，完全满足饮用水材料的要求。所述的内层的材料为含有纳米银离子抗菌聚丙烯母粒的无规共聚聚丙烯粒子。纳米银离子抗菌聚丙烯母粒在内层的材料中的质量分数为5～10％，该层约占总壁厚的2.7％。

所述内管中间层材料“纤维增强无规共聚聚丙烯母粒”的制备方法，其具体步骤为：

以无规共聚聚丙烯母粒为原料，添加抗氧剂、二氧化硅短玻纤、白油、相容剂及可选色母，采用搅拌机进行搅拌处理；再采用双螺杆挤出机熔融挤出，经造粒机切粒，制备得到纤维增强型无规共聚聚丙烯母粒。

在纤维增强型无规共聚聚丙烯母粒中，纤维的质量分数为20～30％，纤维的长度为4-8mm。

所述内管内层材料“抗菌型无规共聚聚丙烯母粒”的制备方法，其具体步骤为：

以无规共聚聚丙烯母粒为原料，添加纳米银系层状无机抗菌剂，进行两者共混均匀，熔融后通过挤出造粒，得到抗菌PP-R层所用的原料。

管材具体制备方法：

本申请一种带阻燃型保温层的纤维增强无规共聚聚丙烯复合管，将阻燃粒子和线性低密度聚乙烯母粒搅拌均匀后作为外护层原料，将阻燃粒子和聚乙烯混合发泡后作为保温层原料，内管中纤维增强无规共聚聚丙烯母粒作为中间层原料，抗菌型无规共聚聚丙烯母粒作为内层原料，通过三台单螺杆挤出机熔融挤出(三层共挤)，套筒温度为60±30℃，机筒温度为200±25℃，模头温度为210±25℃，通过控制三台挤出机的螺杆转速来控制三层材料的挤出量，使得从内到外三层的比例为1:3:5，制备出纤维增强无规共聚聚丙烯复合管。同时将聚乙烯聚乙烯保温发泡管状材料牵引通过第四台挤出机生产外护层套筒温度为50±30机筒温度为180±20，模头温度为190±20，最后将两组设备生产的内、外管嵌套，得到带阻燃型保温层的纤维增强无规共聚聚丙烯复合管。

与现有技术相比，本实用新型的积极效果是：

本申请的纤维增强层树脂采用β晶型的无规共聚聚丙烯，提高了管材的低温抗冲性能，以及管材的耐压性能。本申请的阻燃线性低密度聚乙烯层树脂，采用添加了阻燃母粒的线性低密度聚乙烯，提高了管材整体的阻燃性能及保温性能，并进一步保护内管抵御冲击。

本实用新型所述的带阻燃型保温层的纤维增强无规共聚聚丙烯三层复合管的优点：通过引入二氧化硅纤维功能层提高了管材的耐压性能，以及管材的刚性，并且产品的线性膨胀系数得到较大的降低；通过调节玻璃纤维的长度，可保证管材高耐压性能前提下，线膨胀系数可降到聚丙烯材料的1/3到1/4。其次阻燃型的聚乙烯类材料，材料的阻燃性能得到了较大的改善，提高了产品的防火等级；最后抗菌剂的加入，使得管道在输送饮用水时，管道内部不易滋生细菌，达到抗菌抑菌的目的，卫生性能更好。该实用新型可用于建筑物内冷热水管道系统、空调管路系统以及其他工业用管。

【附图说明】

图1为本申请的实施例1的结构示意图；

附图中的标记为：1外护层，2保温层，3PP-R外层，4纤维增强PP-R层，5PP-R抗菌层。

【具体实施方式】

以下提供本实用新型一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管的具体实施方式。

实施例1

一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管，其如图1所示，其特征在于，其包含外护层、保温层、PP-R外层、纤维增强PP-R层以及PP-R抗菌层，外护层为阻燃型的线性低密度聚丙烯，中间层阻燃型聚乙烯发泡材料，内管为含有二氧化硅纤维，抗菌母粒的三层共挤无规共聚聚丙烯。

(1)管材外护层材料为阻燃粒子和线性低密度聚乙烯粒子，其中阻燃粒子在外护层材料中的质量分数为0.5％。

(2)管材保温层材料为阻燃粒子和聚乙烯粒子的发泡材料，其中阻燃粒子在保温层材料中的质量分数为1％。

(3)管材中间层材料为无规共聚聚丙烯材料。

(4)管材纤维增强层的材料为二氧化硅纤维增强的无规共聚聚丙烯粒子，二氧化硅纤维在中间层的材料中的质量分数为20％，二氧化硅纤维长度为4-8mm。

(5)管材最内层的材料为含有纳米银离子的抗菌聚丙烯母粒和无规共聚聚丙烯粒子。纳米银离子抗菌聚丙烯母粒在内层的材料中的质量分数为5％。

一、所述管材纤维增强层材料“纤维增强无规共聚聚丙烯母粒”的制备方法，其具体步骤为：

以无规共聚聚丙烯母粒为原料，添加抗氧剂、二氧化硅短玻纤、相容剂、白油，采用搅拌机进行搅拌处理；再采用双螺杆造粒机熔融挤出，经切粒机切粒，制备得到纤维增强型无规共聚聚丙烯母粒。

在纤维增强型无规共聚聚丙烯母粒中，纤维的质量分数为20％，纤维的长度为4-8mm。

二、所述管材最内层材料“抗菌型无规共聚聚丙烯母粒”的制备方法，其具体步骤为：

以无规共聚聚丙烯母粒为原料，添加纳米银系层状无机抗菌剂，进行两者共混，熔融后造粒挤出造粒即可。

三、所述管材具体制备方法：

将阻燃粒子和线性低密度聚乙烯母粒搅拌均匀后作为外护层原料，将阻燃粒子和聚乙烯混合发泡后作为保温层原料，内管中纤维增强无规共聚聚丙烯母粒作为中间层原料，抗菌型无规共聚聚丙烯母粒作为内层原料，通过三台单螺杆挤出机熔融挤出(三层共挤)，套筒温度为60±30℃，机筒温度为200±25℃，模头温度为210±25℃，通过控制三台挤出机的螺杆转速来控制三层材料的挤出量，使得从内到外三层的比例为1:3:5，制备出纤维增强无规共聚聚丙烯复合管。同时将聚乙烯聚乙烯保温发泡管状材料牵引通过第四台挤出机生产外护层套筒温度为50±30机筒温度为180±20，模头温度为190±20，最后将两组设备生产的内、外管嵌套，得到带阻燃型保温层的纤维增强无规共聚聚丙烯复合管。

性能测试：

实施例1所述的复合管应满足CJ/T 258-2014《纤维增强无规共聚聚丙烯复合管》对管材的一系列性能要求。其中复合管产品轴向线膨胀系数≤0.05mm/m·℃。

所述的复合管的燃烧性能等级达到国家标准GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》的B₂级；且复合管的防火等级达到欧盟标准EN13501-1:2009《建筑产品及构件燃烧性能分类》的D级。

所述的复合管的内层的抗菌性能为对大肠杆菌的抗菌性＞99％，金黄色葡萄糖球菌的抗菌性＞99％。

实施例2

一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管，其如图1所示，其特征在于，其包含外护层、保温层、PP-R外层、纤维增强PP-R层以及纤维增强层相邻两侧的PP-R层，外护层为阻燃型的线性低密度聚丙烯，中间层阻燃型聚乙烯发泡材料，内管为含有二氧化硅纤维层的三层共挤无规共聚聚丙烯。

(1)管材外护层材料为阻燃粒子和线性低密度聚乙烯粒子，其中阻燃粒子在外护层材料中的质量分数为1％。

(2)管材保温层材料为阻燃粒子和聚乙烯粒子的发泡材料，其中阻燃粒子在保温层材料中的质量分数为4％。

(3)管材中间层材料为无规共聚聚丙烯材料。

(4)管材纤维增强层的材料为二氧化硅纤维增强的无规共聚聚丙烯粒子，二氧化硅纤维在中间层的材料中的质量分数为30％，二氧化硅纤维长度为4-8mm。

(5)管材最内层材料为无规共聚聚丙烯材料。

所述管材具体制备方法：

将阻燃粒子和线性低密度聚乙烯母粒搅拌均匀后作为外护层原料，将阻燃粒子和聚乙烯混合发泡后作为保温层原料，内管中纤维增强无规共聚聚丙烯母粒作为中间层原料，无规共聚聚丙烯母粒作为纤维增强层相邻两层的原料，通过三台单螺杆挤出机熔融挤出(三层共挤)，套筒温度为60±30℃，机筒温度为200±25℃，模头温度为210±25℃，通过控制三台挤出机的螺杆转速来控制三层材料的挤出量，使得从内到外三层的比例为1:3:5，制备出纤维增强无规共聚聚丙烯复合管。同时将聚乙烯聚乙烯保温发泡管状材料牵引通过第四台挤出机生产外护层套筒温度为50±30机筒温度为180±20，模头温度为190±20，最后将两组设备生产的内、外管嵌套，得到带阻燃型保温层的纤维增强无规共聚聚丙烯复合管。

实施例2与实施例1相比，管材内层没有添加抗菌剂，没有杀菌、抑菌的功能。

性能测试：

实施例2所述的复合管应满足CJ/T 258-2014《纤维增强无规共聚聚丙烯复合管》对管材的一系列性能要求。其中复合管产品轴向线膨胀系数≤0.05mm/m·℃。

所述的复合管的燃烧性能等级达到国家标准GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》的B₂级；且复合管的防火等级达到欧盟标准EN13501-1:2009《建筑产品及构件燃烧性能分类》的D级。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管，其特征在于，其包含外护层，保温层以及内管，内管由外到内分别为焊接用中间层，纤维复合层以及抗菌层；其中，外护层，保温层，焊接用中间层，纤维增强PP-R层以及抗菌PP-R内层总体厚度比为1:27:5:3:1。

2.如权利要求1所述的一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管，其特征在于，外护层为添加了阻燃剂的线性低密度聚丙烯，约占总壁厚的2.7％。

3.如权利要求1所述的一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管，其特征在于，抗冲保温层为聚乙烯发泡材料，占总壁厚的73％。

4.如权利要求1所述的一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管，其特征在于，焊接用中间层结构为无规共聚聚丙烯，占总壁厚的13.5％。

5.如权利要求1所述的一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管，其特征在于，第四层结构为添加玻璃纤维的无规共聚聚丙烯，占总壁厚的8.1％。

6.如权利要求1所述的一种带阻燃型保温层的纤维增强型无规共聚聚丙烯复合管，其特征在于，最内层为含有抗菌母粒的无规共聚聚丙烯，占总壁厚的2.7％。

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