一種芯層發(fā)泡復(fù)合管材及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種芯層發(fā)泡復(fù)合管材及其制備工藝，芯層發(fā)泡復(fù)合管材由內(nèi)層材料、芯層發(fā)泡層、外層材料三層同軸依次組成；其中制備內(nèi)層材料的原料包括：中密度聚乙烯，低密度聚乙烯，阻燃劑，碳酸鈣，抗靜電劑；制備芯層發(fā)泡層的原料包括：乙烯?馬來酸酐接枝共聚物，丁苯橡膠，發(fā)泡劑，穩(wěn)定劑；制備外層材料的原料包括：聚氯乙烯，MBS樹脂；制備工藝包括：內(nèi)層管材擠出、芯層發(fā)泡層擠出、外層管材擠出，得到三層復(fù)合管材。本發(fā)明制備得到的芯層發(fā)泡復(fù)合管材充分地提高了發(fā)泡管材的綜合性能。
【專利說明】
一種芯層發(fā)泡復(fù)合管材及其制備工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及塑料管材領(lǐng)域，具體涉及一種芯層發(fā)泡復(fù)合管材及其制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著塑料管材應(yīng)用范圍和領(lǐng)域的不斷擴大，對于塑料管材綜合性能的提升和改善 也越來越受到人們的重視。塑料管材的發(fā)展主要朝著高技術(shù)水平含量、高綜合品質(zhì)性能、高 設(shè)計研發(fā)投入、低成本原料消耗等方向快速發(fā)展。在眾多的新型塑料管材中，芯層發(fā)泡PVC 塑料管是一種十分有前途的新型塑料管材。
[0003] 芯層發(fā)泡PVC塑料管材不僅具有普通PVC塑料管材所具有的全部優(yōu)點，而且還具有 許多獨特的優(yōu)點。芯層發(fā)泡PVC材料在內(nèi)外PVC表皮層中間填充了 一層發(fā)泡材料，其突出的 特點是材料質(zhì)量輕，并且結(jié)構(gòu)強度高，還很大程度上節(jié)約了原材料，降低了生產(chǎn)制造成本。
[0004] 芯層發(fā)泡PVC材料是對傳統(tǒng)PVC材料的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和升級換代，具有非常廣闊的應(yīng)用 環(huán)境。芯層發(fā)泡PVC材料使用壽命長、質(zhì)輕強度高、耐彎折性強、抗老化性好、消音保溫好，能 夠在建筑建材、水路管網(wǎng)、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等領(lǐng)域推廣使用。
[0005] 中國專利CN201220416837.0公開了芯層發(fā)泡消音管，其包括：內(nèi)實壁層和外實壁 層，以及位于所述內(nèi)外實壁層之間的低發(fā)泡芯層，所述內(nèi)實壁層的內(nèi)壁上設(shè)有多條螺旋凸 起的導(dǎo)流線，所述導(dǎo)流線的螺旋角為75度。但是該專利僅對流通的流體而對管壁內(nèi)層進行 了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，而未對芯層發(fā)泡消音管的綜合性能進行充分提升。
[0006] 中國專利CN201510796480.1公開了一種抗靜電聚氯乙烯芯層發(fā)泡管，由以下重量 份數(shù)組份組成:聚氯乙烯100份;發(fā)泡劑0.1~2份;泡孔改性劑2~5份;填充劑5~20份;硬脂 酸添加劑〇. 1~1份;聚乙稀錯〇. 1~1份;改性炭黑1~5份;其中，所述改性炭黑是在稀硝酸 和鹽酸的混合液中浸泡3min以上，并通過過濾、干燥和烘干而成。但是該專利中使用的炭黑 材料在混酸中長時間浸泡，殘留的混酸容易破壞芯層發(fā)泡管材的分子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其使用使 用壽命明顯降低。
[0007] 因此需要發(fā)明一種新型芯層發(fā)泡復(fù)合管材，以充分提高發(fā)泡管材的綜合性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對上述問題，提供一種芯層發(fā)泡復(fù)合管材及其制備工藝。
[0009] 本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：
[0010] 一種芯層發(fā)泡復(fù)合管材，由內(nèi)層材料、芯層發(fā)泡層、外層材料三層同軸依次組成；
[0011] 其中制備內(nèi)層材料的原料及其重量份包括：中密度聚乙烯50份~70份，低密度聚 乙烯5份~15份，阻燃劑0.05份~0.15份，碳酸鈣0.05份~0.15份，抗靜電劑0.05份~0.15 份；
[0012] 制備芯層發(fā)泡層的原料及其重量份包括：乙烯-馬來酸酐接枝共聚物60份~80份， 丁苯橡膠3份~12份，發(fā)泡劑0.03份~0.09份，穩(wěn)定劑0.01份~0.05份；
[0013]制備外層材料的原料及其重量份包括：聚氯乙烯80份~100份，MBS樹脂0.5份~ 1.5份。
[0014] 進一步地，阻燃劑為:二氧化硅。
[0015] 更進一步地，二氧化硅的粒度為:過1500目~2000目篩。
[0016] 進一步地，碳酸鈣的粒度為:過2500目~3000目篩。
[0017]進一步地，抗靜電劑為:聚氧化乙烯。
[0018] 進一步地，發(fā)泡劑為:碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸氫鈉、炭黑中的任一種。
[0019] 進一步地，穩(wěn)定劑為:氧化鉬、氧化釤、氧化鋪中的任一種。
[0020] 進一步地，內(nèi)層材料、芯層發(fā)泡層、外層材料的厚度比為:1:3~5:1~1.5。
[0021] 本發(fā)明的另一發(fā)明目的，在于提供一種上述芯層發(fā)泡復(fù)合管材的制備工藝，包括 以下步驟：
[0022]步驟Sl，內(nèi)層管材擠出：將所述重量份的中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、阻燃劑、碳 酸鈣、抗靜電劑加入至料斗內(nèi)，采用熱熔擠出設(shè)備擠出定徑做內(nèi)層管材；
[0023]步驟S2,芯層發(fā)泡層擠出：將所述重量份的芯層發(fā)泡原料乙烯-馬來酸酐接枝共聚 物、丁苯橡膠、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑熱熔，沿內(nèi)層管材外壁的軸向旋轉(zhuǎn)前進，擠出成型，形成包覆 內(nèi)層管材的芯層發(fā)泡層；
[0024]步驟S3,外層管材擠出：將所述重量份的外層原料聚氯乙烯、MBS樹脂熱熔，在芯層 發(fā)泡層外壁擠出成型，使其均勻裹覆在芯層發(fā)泡層外壁，得到三層復(fù)合管材。
[0025]進一步地，還包括在外層管材擠出之后將三層復(fù)合管材冷卻、再次定徑，得到芯層 發(fā)泡復(fù)合管材的步驟。
[0026]本發(fā)明的優(yōu)點是：
[0027] 1.本發(fā)明制備的芯層發(fā)泡復(fù)合管材具有質(zhì)輕強度高的特點，抗彎折性能好，抗沖 擊和拉伸性能優(yōu)異，韌性大，結(jié)構(gòu)堅固，并且耐溫度沖擊，使用壽命長；
[0028] 2.本發(fā)明制備的芯層發(fā)泡復(fù)合管材輸運能力強，流體流通快，能量耗散小，有利于 輸送各類能源資源，內(nèi)層材料無毒、環(huán)保，且采用發(fā)泡層作為芯層材料，具有密度小、隔音效 果好、保溫效果好，成本低；
[0029] 3.本發(fā)明采用的制備方法簡便易操作，不需要更換新的設(shè)備，人工勞動強度低，中 間環(huán)節(jié)少，有利于塑料管材的大規(guī)模批量生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0030] 以下對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的 多種不同方式實施。
[0031] 實施例1
[0032] 一種芯層發(fā)泡復(fù)合管材，由內(nèi)層材料、芯層發(fā)泡層、外層材料三層同軸依次組成； [0033]其中制備內(nèi)層材料的原料及其重量份包括：中密度聚乙烯50份，低密度聚乙烯5 份，過1500目篩的二氧化硅0.05份，過2500目篩的碳酸鈣0.05份，聚氧化乙烯0.05份；
[0034]制備芯層發(fā)泡層的原料及其重量份包括：乙烯-馬來酸酐接枝共聚物60份，丁苯橡 膠3份，碳酸鈣0.03份，氧化鉬0.01份；
[0035]制備外層材料的原料及其重量份包括:聚氯乙烯80份，MBS樹脂0.5份。
[0036]內(nèi)層材料、芯層發(fā)泡層、外層材料的厚度比為:1:3:1。
[0037] 實施例2
[0038] 一種芯層發(fā)泡復(fù)合管材，由內(nèi)層材料、芯層發(fā)泡層、外層材料三層同軸依次組成； [0039]其中制備內(nèi)層材料的原料及其重量份包括：中密度聚乙烯70份，低密度聚乙烯15 份，過2000目篩的二氧化硅0.15份，過3000目篩的碳酸鈣0.15份，聚氧化乙烯0.15份；
[0040]制備芯層發(fā)泡層的原料及其重量份包括：乙烯-馬來酸酐接枝共聚物80份，丁苯橡 膠12份，碳酸鎂0.09份，氧化釤0.01份~0.05份；
[0041]制備外層材料的原料及其重量份包括:聚氯乙烯100份，MBS樹脂1.5份。
[0042]內(nèi)層材料、芯層發(fā)泡層、外層材料的厚度比為：1:5:1.5。
[0043] 實施例3
[0044] -種芯層發(fā)泡復(fù)合管材，由內(nèi)層材料、芯層發(fā)泡層、外層材料三層同軸依次組成；
[0045]其中制備內(nèi)層材料的原料及其重量份包括：中密度聚乙烯60份，低密度聚乙烯10 份，過1800目篩的二氧化硅0.1份，過2700目篩的碳酸鈣0.1份，聚氧化乙烯0.1份；
[0046]制備芯層發(fā)泡層的原料及其重量份包括：乙烯-馬來酸酐接枝共聚物70份，丁苯橡 膠8份，炭黑0.06份，氧化鈰0.03份；
[0047]制備外層材料的原料及其重量份包括:聚氯乙烯90份，MBS樹脂1.0份。
[0048]內(nèi)層材料、芯層發(fā)泡層、外層材料的厚度比為：1:4:1.2。
[0049] 實施例4
[0050] -種芯層發(fā)泡復(fù)合管材的制備工藝，包括以下步驟：
[0051] 步驟Sl，內(nèi)層管材擠出：將所述重量份的中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、阻燃劑、碳 酸鈣、抗靜電劑加入至料斗內(nèi)，采用熱熔擠出設(shè)備擠出定徑做內(nèi)層管材;從料斗到口模的溫 度分別設(shè)定為：40。(：，160。(：，160。(：，165。(：，168。(：，170。(：，176。(：，178。(：，175。(： ；
[0052]步驟S2,芯層發(fā)泡層擠出：將所述重量份的芯層發(fā)泡原料乙烯-馬來酸酐接枝共聚 物、丁苯橡膠、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑熱熔，沿內(nèi)層管材外壁的軸向旋轉(zhuǎn)前進，擠出成型，形成包覆 內(nèi)層管材的芯層發(fā)泡層;從料斗到口模的溫度分別設(shè)定為:40°C，155°C，155°C，160°C，163 °C，168°C，170°C，173°C，170°C ;
[0053] 步驟S3,外層管材擠出：將所述重量份的外層原料聚氯乙烯、MBS樹脂熱熔，在芯層 發(fā)泡層外壁擠出成型，使其均勻裹覆在芯層發(fā)泡層外壁，得到三層復(fù)合管材;從料斗到口模 的溫度分別設(shè)定為：40°C，160°C，160°C，165°C，168°C，170°C，176°C，178°C，175°C ;然后將 三層復(fù)合管材冷卻、再次定徑，得到芯層發(fā)泡復(fù)合管材的步驟。
[0054] 實施例5
[0055] -種芯層發(fā)泡復(fù)合管材的制備工藝，包括以下步驟：
[0056]步驟Sl，內(nèi)層管材擠出：將所述重量份的中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、阻燃劑、碳 酸鈣、抗靜電劑加入至料斗內(nèi)，采用熱熔擠出設(shè)備擠出定徑做內(nèi)層管材;從料斗到口模的溫 度分別設(shè)定為：40°C，165°C，165°C，170°C，173°C，178°C，185°C，188°C，185°C;
[0057] 步驟S2,芯層發(fā)泡層擠出：將所述重量份的芯層發(fā)泡原料乙烯-馬來酸酐接枝共聚 物、丁苯橡膠、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑熱熔，沿內(nèi)層管材外壁的軸向旋轉(zhuǎn)前進，擠出成型，形成包覆 內(nèi)層管材的芯層發(fā)泡層;從料斗到口模的溫度分別設(shè)定為:40°C，160°C，160°C，165°C，168 °C，173°C，180°C，183°C，180°C ;
[0058] 步驟S3,外層管材擠出：將所述重量份的外層原料聚氯乙烯、MBS樹脂熱熔，在芯層 發(fā)泡層外壁擠出成型，使其均勻裹覆在芯層發(fā)泡層外壁，得到三層復(fù)合管材;從料斗到口模 的溫度分別設(shè)定為：40°C，165°C，165°C，170°C，173°C，178°C，185°C，188°C，185°C ;然后將 三層復(fù)合管材冷卻、再次定徑，得到芯層發(fā)泡復(fù)合管材的步驟。
[0059] 實施例6
[0060] -種芯層發(fā)泡復(fù)合管材的制備工藝，包括以下步驟：
[0061] 步驟Sl，內(nèi)層管材擠出：將所述重量份的中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、阻燃劑、碳 酸鈣、抗靜電劑加入至料斗內(nèi)，采用熱熔擠出設(shè)備擠出定徑做內(nèi)層管材;從料斗到口模的溫 度分別設(shè)定為 ：40Γ，162Γ，162Γ，167Γ，17Γ(：，176Γ，18Γ(：，186Γ，184Γ;
[0062] 步驟S2,芯層發(fā)泡層擠出：將所述重量份的芯層發(fā)泡原料乙烯-馬來酸酐接枝共聚 物、丁苯橡膠、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑熱熔，沿內(nèi)層管材外壁的軸向旋轉(zhuǎn)前進，擠出成型，形成包覆 內(nèi)層管材的芯層發(fā)泡層;從料斗到口模的溫度分別設(shè)定為:40°C，157°C，157°C，162°C，165 °C，170°C，175°C，180°C，177°C ;
[0063] 步驟S3,外層管材擠出：將所述重量份的外層原料聚氯乙烯、MBS樹脂熱熔，在芯層 發(fā)泡層外壁擠出成型，使其均勻裹覆在芯層發(fā)泡層外壁，得到三層復(fù)合管材;從料斗到口模 的溫度分別設(shè)定為：40°C，163°C，163°C，166°C，168°C，173°C，178°C，183°C，180°C ;然后將 三層復(fù)合管材冷卻、再次定徑，得到芯層發(fā)泡復(fù)合管材的步驟。
[0064] 實驗例1
[0065]對實施例1~6所制的芯層發(fā)泡復(fù)合管材的性能進行測試，測試結(jié)果如表1所示。 [0066] 其中環(huán)剛度和環(huán)柔度根據(jù)GB/T9647-2003測試。抗沖擊強度根據(jù)GB/T15142-2001 測試。拉伸彈性模量根據(jù)IS0527-2測試。耐低溫性能根據(jù)GB5470-2008測試塑料管材的脆化 溫度。落錘沖擊試驗根據(jù)GB/T14152，測試溫度為0 °C。
[0067]表1芯層發(fā)泡復(fù)合管材的性能測試結(jié)果
[0070]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種芯層發(fā)泡復(fù)合管材，其特征在于，由內(nèi)層材料、芯層發(fā)泡層、外層材料三層同軸 依次組成； 其中制備所述內(nèi)層材料的原料及其重量份包括：中密度聚乙烯50份~70份，低密度聚 乙烯5份~15份，阻燃劑0.05份~0.15份，碳酸鈣0.05份~0.15份，抗靜電劑0.05份~0.15 份； 制備所述芯層發(fā)泡層的原料及其重量份包括：乙烯-馬來酸酐接枝共聚物60份~80份， 丁苯橡膠3份~12份，發(fā)泡劑0.03份~0.09份，穩(wěn)定劑0.01份~0.05份； 制備所述外層材料的原料及其重量份包括：聚氯乙烯80份~100份，MBS樹脂0.5份~ 1.5份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯層發(fā)泡復(fù)合管材，其特征在于，所述阻燃劑為:二氧化硅。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的芯層發(fā)泡復(fù)合管材，其特征在于，所述二氧化硅的粒度為:過 1500目~2000目篩。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯層發(fā)泡復(fù)合管材，其特征在于，所述碳酸鈣的粒度為：過 2500目~3000目篩。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯層發(fā)泡復(fù)合管材，其特征在于，所述抗靜電劑為： 聚氧化乙烯。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯層發(fā)泡復(fù)合管材，其特征在于，所述發(fā)泡劑為:碳酸鈣、碳酸 鎂、碳酸氫鈉、炭黑中的任一種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯層發(fā)泡復(fù)合管材，其特征在于，所述穩(wěn)定劑為:氧化鉬、氧化 釤、氧化鈰中的任一種。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯層發(fā)泡復(fù)合管材，其特征在于，所述內(nèi)層材料、芯層發(fā)泡層、 外層材料的厚度比為:1:3~5:1~1.5。9. 一種如權(quán)利要求1~8中任一項所述的芯層發(fā)泡復(fù)合管材的制備工藝，其特征在于， 包括以下步驟： 步驟S1，內(nèi)層管材擠出：將所述重量份的中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、阻燃劑、碳酸 鈣、抗靜電劑加入至料斗內(nèi)，采用熱熔擠出設(shè)備擠出定徑做內(nèi)層管材； 步驟S2,芯層發(fā)泡層擠出：將所述重量份的芯層發(fā)泡原料乙烯-馬來酸酐接枝共聚物、 丁苯橡膠、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑熱熔，沿內(nèi)層管材外壁的軸向旋轉(zhuǎn)前進，擠出成型，形成包覆內(nèi)層 管材的芯層發(fā)泡層； 步驟S3,外層管材擠出：將所述重量份的外層原料聚氯乙烯、MBS樹脂熱熔，在芯層發(fā)泡 層外壁擠出成型，使其均勻裹覆在芯層發(fā)泡層外壁，得到三層復(fù)合管材。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備工藝，其特征在于，還包括在外層管材擠出之后將三層 復(fù)合管材冷卻、再次定徑，得到芯層發(fā)泡復(fù)合管材的步驟。
【文檔編號】C08L71/02GK105860229SQ201610427864
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】潘海云
【申請人】潘海云