一種芯層發泡復合管材及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種芯層發泡復合管材及其制備工藝，芯層發泡復合管材由內層材料、芯層發泡層、外層材料三層同軸依次組成；其中制備內層材料的原料包括：中密度聚乙烯，低密度聚乙烯，阻燃劑，碳酸鈣，抗靜電劑；制備芯層發泡層的原料包括：乙烯?馬來酸酐接枝共聚物，丁苯橡膠，發泡劑，穩定劑；制備外層材料的原料包括：聚氯乙烯，MBS樹脂；制備工藝包括：內層管材擠出、芯層發泡層擠出、外層管材擠出，得到三層復合管材。本發明制備得到的芯層發泡復合管材充分地提高了發泡管材的綜合性能。
【專利說明】
一種芯層發泡復合管材及其制備工藝
技術領域
[0001] 本發明涉及塑料管材領域，具體涉及一種芯層發泡復合管材及其制備工藝。
【背景技術】
[0002] 隨著塑料管材應用范圍和領域的不斷擴大，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。塑料管材的發展主要朝著高技術水平含量、高綜合品質性能、高 設計研發投入、低成本原料消耗等方向快速發展。在眾多的新型塑料管材中，芯層發泡PVC 塑料管是一種十分有前途的新型塑料管材。
[0003] 芯層發泡PVC塑料管材不僅具有普通PVC塑料管材所具有的全部優點，而且還具有 許多獨特的優點。芯層發泡PVC材料在內外PVC表皮層中間填充了 一層發泡材料，其突出的 特點是材料質量輕，并且結構強度高，還很大程度上節約了原材料，降低了生產制造成本。
[0004] 芯層發泡PVC材料是對傳統PVC材料的結構優化和升級換代，具有非常廣闊的應用 環境。芯層發泡PVC材料使用壽命長、質輕強度高、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、城市基礎設施建設等領域推廣使用。
[0005] 中國專利CN201220416837.0公開了芯層發泡消音管，其包括：內實壁層和外實壁 層，以及位于所述內外實壁層之間的低發泡芯層，所述內實壁層的內壁上設有多條螺旋凸 起的導流線，所述導流線的螺旋角為75度。但是該專利僅對流通的流體而對管壁內層進行 了結構優化，而未對芯層發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泡管，由以下重量 份數組份組成:聚氯乙烯100份;發泡劑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泡管材的分子結構，導致其使用使 用壽命明顯降低。
[0007] 因此需要發明一種新型芯層發泡復合管材，以充分提高發泡管材的綜合性能。
【發明內容】
[0008] 本發明針對上述問題，提供一種芯層發泡復合管材及其制備工藝。
[0009] 本發明解決上述問題所采用的技術方案是：
[0010] 一種芯層發泡復合管材，由內層材料、芯層發泡層、外層材料三層同軸依次組成；
[0011] 其中制備內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，發泡劑0.03份~0.09份，穩定劑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，穩定劑為:氧化鉬、氧化釤、氧化鋪中的任一種。
[0020] 進一步地，內層材料、芯層發泡層、外層材料的厚度比為:1:3~5:1~1.5。
[0021] 本發明的另一發明目的，在于提供一種上述芯層發泡復合管材的制備工藝，包括 以下步驟：
[0022]步驟Sl，內層管材擠出：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，采用熱熔擠出設備擠出定徑做內層管材；
[0023]步驟S2,芯層發泡層擠出：將所述重量份的芯層發泡原料乙烯-馬來酸酐接枝共聚 物、丁苯橡膠、發泡劑、穩定劑熱熔，沿內層管材外壁的軸向旋轉前進，擠出成型，形成包覆 內層管材的芯層發泡層；
[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 發泡層外壁擠出成型，使其均勻裹覆在芯層發泡層外壁，得到三層復合管材。
[0025]進一步地，還包括在外層管材擠出之后將三層復合管材冷卻、再次定徑，得到芯層 發泡復合管材的步驟。
[0026]本發明的優點是：
[0027] 1.本發明制備的芯層發泡復合管材具有質輕強度高的特點，抗彎折性能好，抗沖 擊和拉伸性能優異，韌性大，結構堅固，并且耐溫度沖擊，使用壽命長；
[0028] 2.本發明制備的芯層發泡復合管材輸運能力強，流體流通快，能量耗散小，有利于 輸送各類能源資源，內層材料無毒、環保，且采用發泡層作為芯層材料，具有密度小、隔音效 果好、保溫效果好，成本低；
[0029] 3.本發明采用的制備方法簡便易操作，不需要更換新的設備，人工勞動強度低，中 間環節少，有利于塑料管材的大規模批量生產。
【具體實施方式】
[0030] 以下對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以由權利要求限定和覆蓋的 多種不同方式實施。
[0031] 實施例1
[0032] 一種芯層發泡復合管材，由內層材料、芯層發泡層、外層材料三層同軸依次組成； [0033]其中制備內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]內層材料、芯層發泡層、外層材料的厚度比為:1:3:1。
[0037] 實施例2
[0038] 一種芯層發泡復合管材，由內層材料、芯層發泡層、外層材料三層同軸依次組成； [0039]其中制備內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]內層材料、芯層發泡層、外層材料的厚度比為：1:5:1.5。
[0043] 實施例3
[0044] -種芯層發泡復合管材，由內層材料、芯層發泡層、外層材料三層同軸依次組成；
[0045]其中制備內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]內層材料、芯層發泡層、外層材料的厚度比為：1:4:1.2。
[0049] 實施例4
[0050] -種芯層發泡復合管材的制備工藝，包括以下步驟：
[0051] 步驟Sl，內層管材擠出：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，采用熱熔擠出設備擠出定徑做內層管材;從料斗到口模的溫 度分別設定為：40。(：，160。(：，160。(：，165。(：，168。(：，170。(：，176。(：，178。(：，175。(： ；
[0052]步驟S2,芯層發泡層擠出：將所述重量份的芯層發泡原料乙烯-馬來酸酐接枝共聚 物、丁苯橡膠、發泡劑、穩定劑熱熔，沿內層管材外壁的軸向旋轉前進，擠出成型，形成包覆 內層管材的芯層發泡層;從料斗到口模的溫度分別設定為: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 發泡層外壁擠出成型，使其均勻裹覆在芯層發泡層外壁，得到三層復合管材;從料斗到口模 的溫度分別設定為：40°C，160°C，160°C，165°C，168°C，170°C，176°C，178°C，175°C ;然后將 三層復合管材冷卻、再次定徑，得到芯層發泡復合管材的步驟。
[0054] 實施例5
[0055] -種芯層發泡復合管材的制備工藝，包括以下步驟：
[0056]步驟Sl，內層管材擠出：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，采用熱熔擠出設備擠出定徑做內層管材;從料斗到口模的溫 度分別設定為：40°C，165°C，165°C，170°C，173°C，178°C，185°C，188°C，185°C;
[0057] 步驟S2,芯層發泡層擠出：將所述重量份的芯層發泡原料乙烯-馬來酸酐接枝共聚 物、丁苯橡膠、發泡劑、穩定劑熱熔，沿內層管材外壁的軸向旋轉前進，擠出成型，形成包覆 內層管材的芯層發泡層;從料斗到口模的溫度分別設定為: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 發泡層外壁擠出成型，使其均勻裹覆在芯層發泡層外壁，得到三層復合管材;從料斗到口模 的溫度分別設定為：40°C，165°C，165°C，170°C，173°C，178°C，185°C，188°C，185°C ;然后將 三層復合管材冷卻、再次定徑，得到芯層發泡復合管材的步驟。
[0059] 實施例6
[0060] -種芯層發泡復合管材的制備工藝，包括以下步驟：
[0061] 步驟Sl，內層管材擠出：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，采用熱熔擠出設備擠出定徑做內層管材;從料斗到口模的溫 度分別設定為 ：40Γ，162Γ，162Γ，167Γ，17Γ(：，176Γ，18Γ(：，186Γ，184Γ;
[0062] 步驟S2,芯層發泡層擠出：將所述重量份的芯層發泡原料乙烯-馬來酸酐接枝共聚 物、丁苯橡膠、發泡劑、穩定劑熱熔，沿內層管材外壁的軸向旋轉前進，擠出成型，形成包覆 內層管材的芯層發泡層;從料斗到口模的溫度分別設定為: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 發泡層外壁擠出成型，使其均勻裹覆在芯層發泡層外壁，得到三層復合管材;從料斗到口模 的溫度分別設定為：40°C，163°C，163°C，166°C，168°C，173°C，178°C，183°C，180°C ;然后將 三層復合管材冷卻、再次定徑，得到芯層發泡復合管材的步驟。
[0064] 實驗例1
[0065]對實施例1~6所制的芯層發泡復合管材的性能進行測試，測試結果如表1所示。 [0066] 其中環剛度和環柔度根據GB/T9647-2003測試。抗沖擊強度根據GB/T15142-2001 測試。拉伸彈性模量根據IS0527-2測試。耐低溫性能根據GB5470-2008測試塑料管材的脆化 溫度。落錘沖擊試驗根據GB/T14152，測試溫度為0 °C。
[0067]表1芯層發泡復合管材的性能測試結果
[0070]以上僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人 員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、 等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種芯層發泡復合管材，其特征在于，由內層材料、芯層發泡層、外層材料三層同軸 依次組成； 其中制備所述內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，發泡劑0.03份~0.09份，穩定劑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. 根據權利要求1所述的芯層發泡復合管材，其特征在于，所述阻燃劑為:二氧化硅。3. 根據權利要求2所述的芯層發泡復合管材，其特征在于，所述二氧化硅的粒度為:過 1500目~2000目篩。4. 根據權利要求1所述的芯層發泡復合管材，其特征在于，所述碳酸鈣的粒度為：過 2500目~3000目篩。5. 根據權利要求1所述的芯層發泡復合管材，其特征在于，所述抗靜電劑為： 聚氧化乙烯。6. 根據權利要求1所述的芯層發泡復合管材，其特征在于，所述發泡劑為:碳酸鈣、碳酸 鎂、碳酸氫鈉、炭黑中的任一種。7. 根據權利要求1所述的芯層發泡復合管材，其特征在于，所述穩定劑為:氧化鉬、氧化 釤、氧化鈰中的任一種。8. 根據權利要求1所述的芯層發泡復合管材，其特征在于，所述內層材料、芯層發泡層、 外層材料的厚度比為:1:3~5:1~1.5。9. 一種如權利要求1~8中任一項所述的芯層發泡復合管材的制備工藝，其特征在于， 包括以下步驟： 步驟S1，內層管材擠出：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，采用熱熔擠出設備擠出定徑做內層管材； 步驟S2,芯層發泡層擠出：將所述重量份的芯層發泡原料乙烯-馬來酸酐接枝共聚物、 丁苯橡膠、發泡劑、穩定劑熱熔，沿內層管材外壁的軸向旋轉前進，擠出成型，形成包覆內層 管材的芯層發泡層； 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，在芯層發泡 層外壁擠出成型，使其均勻裹覆在芯層發泡層外壁，得到三層復合管材。10. 根據權利要求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 復合管材冷卻、再次定徑，得到芯層發泡復合管材的步驟。
【文檔編號】C08L71/02GK105860229SQ201610427864
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月15日
【發明人】潘海云
【申請人】潘海云