[发明专利]一种复合PE-PPR增韧管及其制备方法

说明书

一种复合PE‑PPR增韧管及其制备方法，属于给水管材领域，包括三层，其中内层为耐热、抗菌聚乙烯层，中间层为阻光PPR层，外层为增韧PPR层，通过三复合挤出机中挤出定型。本申请的管材具有长效广谱抗菌功能，且较传统的PPR管材而言，管材的冷脆性得到显著改善。

技术领域

本发明涉及给水管材领域，特别是涉及一种复合PE-PPR增韧管及其制备方法。

背景技术

目前，市场上多用的水管为PPR(无规共聚聚丙烯)管，广泛应用于市政供水，PPR管的生产工艺一般为挤出成型工艺，首先加料斗内的PPR原料靠自重进入挤出机，在挤出机料筒内经加热挤压混合，充分塑化后从挤出机口模挤出，进入定型台，定型后的管材经牵引机，通过定长测定，由切割机切断，形成成品。其一般的生产流程为：PPR原料——真空吸送上料——料斗贮存——进料——挤压成型——冷却定型——牵引——切割——检验——入库。

PPR管有着优异的耐腐蚀性、耐热性、保温性能、卫生无毒，可以直接应用于饮用水管，且重量轻，管道内流体阻力小，管壁内壁光滑，流体阻力远低于金属管道。但是，长期使用后，管壁表面会有大量细菌、微生物等滋生并附着，很难通过水的自然压力冲洗干净，这些滋生的细菌、微生物等严重影响了用水的安全性，威胁人们的健康。目前多在管材中添加各种抗菌剂以实现长效的抗菌作用，然而，抗菌剂在一定程度上也会对人体健康造成危害。

PPR是由丙烯单体和少量乙烯单体在加热、加压和催化剂作用下无规共聚得到的，乙烯单体随机地分布到丙烯长链中，其中乙烯单体一般控制在3％～5％之间，乙烯含量和乙烯与丙烯的聚合方式决定了其具有冷脆性的特点。具体的，当环境温度较低时，PPR管韧性降低，表现为脆性，当管材受到外力的冲击或者重压时，会出现直线开裂现象，并且开裂情况是由内管开始，向外管延伸。管材受到一个点的作用力造成开裂后，在瞬间内，这种开裂会沿着管材的轴线方向快速增长，形成快速裂纹增长，这一定程度上影响了管材的适用范围。

弹性体增韧聚合物是最常用的改善PPR管材冷脆性的方法之一，如CN104059300A(公开日：20140924)公开了采用丁基橡胶作为树脂的增韧剂，能有效提高管材的蠕变性，改善其低温脆性。CN103483846A(公开日：20140101)公开了添加多元共聚增韧剂，由LDPE、APP、LMWPE、EPDM中至少两种在一定浓度的引发剂DCP存在的条件下多元接枝共聚反应制备得到，利用树脂本身的柔韧性和与PP之间的相容性，提高PPR管材的韧性，在低温条件也保持良好的冲击性能，降低了脆性温度，但是以上方法同样也降低了复合材料的弹性模量、拉伸强度和高温蠕变性能等。

无机刚性粒子增韧法是近年来发展起来的新技术，通过加入无机粒子，改善材料的冷脆性，采用无机刚性粒子增韧聚合物存在两点不足：一是纳米粒子的添加会造成材料的流变特性不稳定，不利于成型加工；二是单纯纳米粒子的加入极易发生团聚，降低改善效果。

为了改善PPR管的冷脆性，新的改性方法不断涌现，如CN106883518A(公开日：20170623)公开了通过采用石墨烯/尼龙6纳米复合材料作为增韧改性剂，片层石墨烯与已内酰胺通过原位聚合的方式有效反应，使得片层的石墨烯能均匀分散在尼龙6基体中，再利用无机刚性粒子与有机刚性粒子的增韧机理协同对对PPR材料进行增韧，提高PPR材料的低温韧性，同时又不损失PPR材料的刚性、强度和加工流动性，但是，通过该方法的制备成本较高。

基于此，本申请提出一种能显著改善PPR管抗菌性和冷脆性的方法，得到了复合性能良好的管材。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种复合PE-PPR增韧管及其制备方法，能够在成本较低的情况下显著改善PPR管抗菌性和冷脆性。

具体的，本申请的技术方案如下：

一种复合PE-PPR增韧管，包括三层，其中内层为耐热、抗菌聚乙烯层，中间层为阻光PPR层，外层为增韧PPR层；