[发明专利]保温阻氧抗菌高抗冲聚丙烯管材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于管道领域，具体是一种保温阻氧抗菌高抗冲聚丙烯管材及其制造方法。主要应用于农田输水系统、建筑物给水系统、采暖系统以及化工管道系统等。

背景技术

聚丙烯管材具有耐高温、管道连接方便(热熔接、电熔接、管件连接)、可回收使用等特点，主要应用于农田输水系统、建筑物给水系统、采暖系统以及化工管道系统等。按照不同的PP聚合工艺条件可将其分为均聚聚丙烯(PP-H)、嵌段共聚聚丙烯(PP-B)以及无规共聚聚丙烯(PP-R)。由于PP-H管材在低温下的脆性限制了它的使用，在一些应用领域逐渐被PP-B管材、PP-R管材所取代。其中PP-B管主要用于冷水系统、地面采暖系统，PP-R管的应用则更为广泛。PP-B、PP-R管材除了具有一般塑料管特点外，还具有以下特性：良好的卫生性能，耐热、节能，安装方便、连接可靠，原料可回收使用，设备要求简单、生产工艺简便易控制，管道布设随意。

一方面，聚丙烯管材的抗蠕变能力、低温韧性较差。在温度降至32℃时，还能保持适中的冲击强度，而当温度降至-4℃时，韧性就有限了。

另一方面，20世纪80年代初，欧美技术人员发现，在应用塑料管道的热水循环系统中，设备中的金属部件容易腐蚀，导致设备快速损坏。1982年，专家得出结论：当管材加热后，氧分子更容易透过塑料层，而深入到管内的水中，导致设备中金属部件的快速腐蚀。由此而研发出了阻氧管。在欧美，采暖系统中阻氧管道的使用率到70％，经过近二十年的实践经验，阻氧管道系统中的金属部件寿命可延长10-20年。

因此保持聚丙烯管道原有的优良性能，改善其韧性不足、保温性能、阻氧抗菌性能和阻溶剂渗透性能，提高其抗冲击性、抗开裂性、延长系统使用寿命、阻隔氧和溶剂渗透进入管材内，就成了聚丙烯管道创新发展的课题之一，也是突破聚丙烯管道局限性的关键。

目前，国际上聚丙烯管道技术创新的主要方向是：通过材料、多层复合和加工工艺的技术创新，制造出比传统聚丙烯管道性能更好，兼有保温、阻氧抗菌、高强度和高韧性的管道系统。主要方式有物理共混改性和化学共聚改性。阻氧改性主要为添加阻隔树脂进行多层共挤。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种保温阻氧抗菌高抗冲聚丙烯管材，采用多层复合结构，解决聚丙烯管材的低温脆性、阻氧抗菌性、耐腐蚀性、抗老化性、耐热性、加工性、保温节能等问题。

本发明是这样实现的：一种保温阻氧抗菌高抗冲聚丙烯管材，采用多层共挤的方法制成，所述的管壁为五层复合结构，由外向内依次为：表面阻氧层，芯层发泡保温层，芯层阻氧层，玻璃纤维增强层，抗菌层。

所述表面阻氧层和芯层阻氧层使用聚丙烯树脂PP、乙烯-乙烯醇共聚物EVOH、马来酸酐接枝聚丙烯成核剂PP-g-MAH、聚丙烯增韧剂乙烯-α-辛烯嵌段共聚物OBC综合改性而成，各组分质量组份为：

所述芯层发泡保温层使用聚丙烯树脂PP、聚丙烯专用发泡剂、马来酸酐接枝聚丙烯成核剂PP-g-MAH、新型聚丙烯增韧剂乙烯-α-辛烯嵌段共聚物OBC综合改性而成，各组分质量份为：

所述玻纤增强层使用30％玻纤增强聚丙烯树脂、马来酸酐接枝聚丙烯成核剂PP-g-MAH、新型聚丙烯增韧剂乙烯-α-辛烯嵌段共聚物OBC为主要原料综合改性而成，各组分质量份为：

所述抗菌层使用聚丙烯树脂PP、纳米抗菌母粒、马来酸酐接枝聚丙烯成核剂PP-g-MAH、新型聚丙烯增韧剂乙烯-α-辛烯嵌段共聚物OBC为主要原料综合改性而成，各组分质量组份为：

一种制造上述保温阻氧抗菌高抗冲聚丙烯管材的方法，是按各层配方要求所述的原料比例，称重后分别加入各层物料混合机搅拌10-15分钟，分别将各层混合料加入挤出机造粒，制造各层粒料，将各层粒料加入共挤挤出机干燥、多层共挤真空定型、喷码、切割、检验、包装、入库；挤出温度是：进料段为150-180℃，压缩段为190-200℃，塑化段为200-210℃，均化段为200-220℃，模具温度为190-210℃，冷却水温度15-20℃；冷却定型真空为0.4MPa。

本发明中使用了PP树脂，其原料丰富，具有优异的机械性能、耐腐蚀、抗老化合柔韧性好，并且节能、卫生环保，可广泛用于多种领域。