【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管件，具体涉及一种耐低温冲击的ppr纤维复合管及其制备方法。
技术介绍
1、ppr，即无规共聚聚丙烯，与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比，其管材具有节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便等优点且使用寿命长达50年，自引入国内以来，得到了广泛的应用。
2、然而pp-r存在低温脆性，在5℃以下的低温中，受外力易对管材造成损伤，因此在北方寒冷地区冬季施工和运输不便；此外pp-r管道用作主干管、立管时，刚性较低，易下垂弯曲，且线膨胀系数是钢材的三倍，长距离铺设在通热水后也容易膨胀弯曲。现有的pp-r玻纤复合管材通过引入玻纤，解决了线膨胀系数和刚度的问题，却降低了管材的韧性，加剧了pp-r管材的低温脆性，在实际使用时，更易在低温下受冲击后崩断。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种耐低温冲击的ppr纤维复合管。
2、本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种耐低温冲击的ppr纤维复合管的制备方法。
3、为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：一种耐低温冲击的ppr纤维复合管，包括复合管主体，复合管主体周向外壁设有ppr外层，ppr外层周向内侧设有抑菌防垢ppr内层，抑菌防垢ppr内层与ppr外层之间设有抗冲击增强层，抗冲击增强层的厚度大于复合管主体厚度的33％，抑菌防垢ppr内层的厚度大于复合管体厚度的15％。
4、在上述的一种耐低温冲击的ppr纤维复合管中，抗冲击增强层
5、在上述的一种耐低温冲击的ppr纤维复合管中，抗冲击结构包括与刚性外层内壁连接的弧形柔性部，且弧形柔性部连接通过若干支撑部连接有弧形刚性部，弧形刚性部内壁与柔性内层连接，且相邻的支撑部之间设有填充间隙，填充间隙内填充柔性绝缘材料。
6、在上述的一种耐低温冲击的ppr纤维复合管中，ppr外层周向外壁包裹有耐磨层，抑菌防垢ppr内层周向内壁设有防护内层。
7、在上述的一种耐低温冲击的ppr纤维复合管中，ppr外层由ppr材料制成，ppr材料为密度0.9～0.92g/cm3，熔融指数为0.2～0.5g/10min的树脂；
8、其中，ppr外层的ppr材料中添加有氧化镍和纳米蒙脱土材料，氧化镍和纳米蒙脱土的质量比为1:3到1:2之间，且纳米蒙脱土在管材中的质量分数为1-3％。
9、氧化镍和纳米蒙脱土材料的加入用于提升ppr管材的耐低温冲击性能。其作用原理主要包括以下几个方面：
10、1.纳米蒙脱土的插层效应：纳米蒙脱土是一种层状硅酸盐矿物，其片层结构可以通过有机改性剂插入ppr基体中形成“插层”复合材料。这种结构增强了ppr分子链与蒙脱土片层之间的相互作用，提高了材料的层间结合力。在低温环境下，插层结构能够有效阻止裂纹的快速扩展，提高材料的抗冲击性能和耐低温冲击性能。
11、2.纳米蒙脱土的增韧机制：纳米蒙脱土的片层在ppr基体中起到“应力集中器”的作用，当材料受到冲击时，片层可以分散和吸收冲击能量，从而提高材料的韧性。此外，蒙脱土的热传导性能也有助于ppr基体更均匀地散热，减少因局部温差导致的应力集中，进一步提高材料的耐低温冲击性能。
12、3.氧化镍的强化作用：氧化镍作为纳米颗粒添加剂，其纳米尺度效应可以改善ppr基体的微观结构，如提高结晶度、细化晶粒尺寸、减少缺陷等。这些微观结构的改善可以提高材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能，增强ppr管材的耐低温冲击性能。
13、4.氧化镍的阻隔效应：氧化镍颗粒在ppr基体中形成“屏障”，能够阻止裂纹的扩展，提高材料的抗裂纹传播能力。特别是在低温环境下，氧化镍颗粒可以减少低温下ppr分子链的运动，减少脆性转变，提高材料的低温韧性。
14、5.协同效应：纳米蒙脱土和氧化镍的协同作用可以进一步提高ppr管材的耐低温冲击性能。蒙脱土的“插层”结构和增韧机制与氧化镍的强化和阻隔效应相互配合，共同提高材料的抗冲击性能和耐低温性能。
15、综上所述，氧化镍和纳米蒙脱土的加入可以提升ppr管材的耐低温冲击性能，其作用原理包括纳米蒙脱土的插层效应和增韧机制、氧化镍的强化作用和阻隔效应以及两者之间的协同效应。实际应用时，根据具体工艺条件、性能要求以及成本等因素综合考虑，选择最合适的氧化镍和纳米蒙脱土，并通过实验验证其对ppr管材耐低温冲击性能的提升效果。
16、抑菌防垢ppr内层12为抗菌防垢型ppr材料制成，其重量组分包括：ppr树脂100份，抗菌母粒2-5份，防结垢母粒0.1-0.5份；其中，所述防结垢母粒为聚四氟乙烯细粉、硅氧烷、硅氧烷共聚物、硅酮润滑剂的一种或多种引入ppr中造粒制成，抗菌母粒为锌系抗菌剂或银系抗菌剂引入ppr中造粒制成；
17、抗冲击增强层13包括以下重量组分：ppr树脂100份，玻璃纤维30-60份，增韧剂5-15份，相容剂10-15份，防老母粒1.5-2份，pert树脂10-40份，嵌段共聚聚丙烯5-10份；玻璃纤维为连续长玻纤，玻璃纤维的保留长度为400-800μm，增韧剂为热塑性弹性体poe，相容剂为聚丙烯-马来酸酐接枝物。
18、根据上述的一种耐低温冲击的ppr纤维复合管提供一种耐低温冲击的ppr纤维复合管的制备方法，本法包括以下步骤：
19、s1、抑菌防垢层制备；
20、s2、抗冲击增强层13制备；
21、s3、选用ppr树脂材料作为ppr外层11；
22、s4、复合管挤出。
23、步骤s1具体包括以下步骤：
24、s11、按重量份称取ppr材料100份、锌离子抗菌母粒5份、防结垢母粒0.4份，置于高速混合机中进行搅拌，搅拌时间为4-6min；
25、s12、采用高混炼双螺杆挤出机，设置加工温度为170-200进行熔融共混、造粒，制备得到抑菌防垢ppr复合材料。
26、步骤s2具体包括以下步骤：
27、s21、按重量份称取ppr100份、相容剂11份、pert树脂20份、增韧剂6份、嵌段共聚聚丙烯6份、防老母粒1.6份，置于高速混合机中进行搅拌9-11min；
28、s22、使用高混炼双螺杆挤出机进行熔融共混，并通过侧喂料引入长玻纤50份，设置加工温度180-210℃，挤出后切粒，获得高抗冲增强的ppr复合材料，干燥后储存待用。
29、步骤s4具体包括以下步骤：
30、s41、将步骤s1-步骤s3中获得的抑菌防垢ppr复合材料、高抗冲增强的ppr复合材料以及ppr材料分别作为抑菌防垢ppr内层12、抗冲击增强层13、ppr外层11的原料置于三台螺杆挤出机中，进行熔融共挤，设置共挤温度为180-230℃；
31、s42、控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐低温冲击的PPR纤维复合管，包括复合管主体(1)，所述的复合管主体(1)周向外壁设有PPR外层(11)，其特征在于，所述的PPR外层(11)周向内侧设有抑菌防垢PPR内层(12)，所述的抑菌防垢PPR内层(12)与PPR外层(11)之间设有抗冲击增强层(13)，所述的抗冲击增强层(13)的厚度大于复合管主体(1)厚度的33％，所述的抑菌防垢PPR内层(12)的厚度大于复合管体厚度的15％。
2.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击的PPR纤维复合管，其特征在于，所述的抗冲击增强层(13)包括与PPR外层(11)内壁相连的刚性外层(131)，所述的刚性外层(131)周向内侧设有与抑菌防垢PPR内层(12)周向外壁相连的柔性内层(132)，所述的柔性内层(132)与刚性外层(131)之间设有若干抗冲击结构(2)。
3.根据权利要求2所述的一种耐低温冲击的PPR纤维复合管，其特征在于，所述的抗冲击结构(2)包括与刚性外层(131)内壁连接的弧形柔性(21)部，且弧形柔性(21)部连接通过若干支撑部(22)连接有弧形刚性部(23)，所述的弧形刚性部(23)
4.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击的PPR纤维复合管，其特征在于，所述的PPR外层(11)周向外壁包裹有耐磨层(111)，所述的抑菌防垢PPR内层(12)周向内壁设有防护内层(121)。
5.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击的PPR纤维复合管，其特征在于，所述的PPR外层(11)由PPR材料制成并添加有氧化镍和纳米蒙脱土材料，氧化镍和纳米蒙脱土的质量比为1:3到1:2之间，且纳米蒙脱土在管材中的质量分数为1-3％，所述的PPR材料为密度0.9～0.92g/cm3，熔融指数为0.2～0.5g/10min的树脂；
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种耐低温冲击的PPR纤维复合管的一种耐低温冲击的PPR纤维复合管的制备方法，其特征在于，本法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种耐低温冲击的PPR纤维复合管制备方法，其特征在于，步骤S1具体包括以下步骤：
8.根据权利要求6所述的一种耐低温冲击的PPR纤维复合管制备方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：
9.根据权利要求6所述的一种耐低温冲击的PPR纤维复合管制备方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下步骤：
10.根据权利要求6所述的一种耐低温冲击的PPR纤维复合管制备方法，其特征在于，单独将步骤S22中的高抗冲增强的PPR复合材料通过注塑机注塑成缺口冲击样条和弯曲样条。
...【技术特征摘要】
1.一种耐低温冲击的ppr纤维复合管，包括复合管主体(1)，所述的复合管主体(1)周向外壁设有ppr外层(11)，其特征在于，所述的ppr外层(11)周向内侧设有抑菌防垢ppr内层(12)，所述的抑菌防垢ppr内层(12)与ppr外层(11)之间设有抗冲击增强层(13)，所述的抗冲击增强层(13)的厚度大于复合管主体(1)厚度的33％，所述的抑菌防垢ppr内层(12)的厚度大于复合管体厚度的15％。
2.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击的ppr纤维复合管，其特征在于，所述的抗冲击增强层(13)包括与ppr外层(11)内壁相连的刚性外层(131)，所述的刚性外层(131)周向内侧设有与抑菌防垢ppr内层(12)周向外壁相连的柔性内层(132)，所述的柔性内层(132)与刚性外层(131)之间设有若干抗冲击结构(2)。
3.根据权利要求2所述的一种耐低温冲击的ppr纤维复合管，其特征在于，所述的抗冲击结构(2)包括与刚性外层(131)内壁连接的弧形柔性(21)部，且弧形柔性(21)部连接通过若干支撑部(22)连接有弧形刚性部(23)，所述的弧形刚性部(23)内壁与柔性内层(132)连接，且相邻的支撑部(22)之间设有填充间隙(24)，所述的填充间隙(24)内填充柔性绝缘材料。
4.根据权利要求1所述的一种耐低温冲击的ppr纤...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈云海，应淑妮，沈家麟，
申请(专利权)人：上海伟星新型建材有限公司，
类型：发明
国别省市：
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