一种二次定型高遮光性能的PPR塑料管材及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种二次定型高遮光性能的PPR塑料管材及制备方法，属于PPR塑料管材技术领域。本发明专利技术一种二次定型高遮光性能的PPR塑料管材的制备方法，在纺出异形聚酯纤维的过程中，将炭黑与热塑性聚烯烃颗粒均匀混合并加热成熔融状态，经挤压流经定径孔并在冷却后附着于异形纤维表层，再将其填充至中空的双层PPR管材的层间空腔内即得到二次定型高遮光性能的PPR塑料管材。本发明专利技术的制备方法简单，工艺成本较低。且得到的PPR管材，通过在中空夹层填充炭黑包覆的异形纤维来实现高遮光的性能，克服了遮光剂分散不均的问题，克服了共混改性对管材的力学性能的影响问题。

A two time PPR plastic tube with high shading performance and its preparation method

The invention relates to a PPR plastic tube material with two times setting high shading performance and a preparation method thereof, belonging to the technical field of PPR plastic pipes. The invention is a preparation method of PPR plastic pipe with high light shading performance of two times. In the process of spinning out the special-shaped polyester fiber, the carbon black is mixed evenly with the thermoplastic polyolefin particles and heated into melting state. It is squeezed through the diameter hole and attached to the surface of the special-shaped fiber after cooling, then it is filled to the hollow double layer PP. Two R PPR tubes with high shade properties were obtained in the interlayer cavity of the tube. The preparation method of the invention is simple and the process cost is low. In addition, the PPR pipe is filled with carbon black coated with the special shape fiber to achieve high light shading performance, overcoming the problem of the uneven dispersion of the shading agent, and overcoming the influence of the blending modification on the mechanical properties of the pipe.

【技术实现步骤摘要】
一种二次定型高遮光性能的PPR塑料管材及制备方法
本专利技术涉及一种二次定型高遮光性能的PPR塑料管材及制备方法，属于PPR塑料管材

技术介绍
PPR管材，是三丙聚乙烯管的简称，又叫无规共聚聚丙烯管，采用热熔接的方式，有专用的焊接和切割工具，有较高的可塑性。PPR管材与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比，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、使用寿命长等优点，广泛应用于建筑给排水、城乡给排水、城市燃气、电力和光缆护套、工业流体输送、农业灌溉等建筑业、市政、工业和农业领域。特别是在国内给水管道市场得到普及，是目前用量最大的建筑冷热水管。目前市场上常见的PPR管材为白色、灰色、绿色、黄色四种颜色。PPR管材按安装方式分可分为明装和暗装。ISO及EN等标准中对塑料管材及管件均有透光率≤0.2%的要求。PPR管材透光率的改善一般都是通过添加色母进行遮光，颜色深的管材遮光度高，白色管材从目前的技术手段，即使添加再多的色母也存在透光现象。从测试结果看，灰色管材的透光率＜0.01%，绿色管材的透光率＜0.01%，白色管材的透光率约为3.5%。因此白色PPR管材明装使用缺陷较多。因为明装时管道将受到日光的照射，在透光率不合格的情况下，光线将透过管材对管内停留的水中的原有的少量藻类植物和微生物孢子产生光合作用并进行繁殖生长，长期以往，藻类依附于管材内壁，严重影响水质，影响人体健康。但是，PPR管材在市场应用过程中，明装较多，尤其是农村市场。其中白色管材也有大量明装，白色管材在使用一年后藻类滋生严重。因此，有必要控制给水管尤其是饮用水管的自然光透过率以保证饮水安全。现有的PPR遮光管一般是采用添加遮光剂来进行制备的。比如，申请号为201410733704.X的专利技术专利公开了一种PPR管用着色母料，包括以下按质量百分比计的原材料：金红石钛白粉50～65%，PPR树脂28～40%，铁红3.9～9%，钛黄1.0～1.5%，炭黑0.1～0.5%，聚有机硅氧烷0.5～1.5%；所述的金红石钛白粉的平均粒径0.2～0.25μm之间，折射率为2.7的金红石钛白粉，其遮盖力强，紫外线吸收能力强，可耐300℃的温度；所述的炭黑为用槽法生产的平均粒径为10～27nm的色素炭黑。该专利技术还公开了其制备方法：包括原料选择、计量、混料、冷却、切粒、包装等步骤，该专利技术具有钛白粉含量高，分散性好，遮光性好，不易发生色变的优点。该专利仅对遮光剂进行了改进，将遮光剂添加到PPR管材中制备得到遮光材料的方法为现有的，无法避免由于遮光剂的分散不均导致的遮光性能不稳定的缺陷。申请号为201510638288.X的专利技术专利公开了一种高遮光度白色PPR管材及其制备方法。它包括如下重量份数的组分：PPR100份，高遮光度白色母粒2-5份，复合助剂0.8-1.8份主光截止剂0.001-0.02份，经造粒、单螺杆管材挤出机进行挤管成型得到。该专利技术通过采用上述技术，生产的高遮光度白色PPR管材产品符合GB/T18742中的各项指标要求，管材的耐温耐压性能得到改善，管材的透光率大大降低，透光率从3.5%降到低于0.01%，使白色PPR管材也能用于户外，有效改善了管材在户外使用过程中因阳光透过管材而造成绿藻的滋生与繁殖，进一步保障了饮用水的安全。但是，该管材依旧存在遮光剂分散不均等问题，造成PPR管透光率不稳定，易滋生藻类和细菌。
技术实现思路
针对目前的PPR遮光管材存在遮光剂分散不均，造成PPR管透光率不稳定，易滋生藻类和细菌的问题，本专利技术的提出一种二次定型高遮光性能的PPR塑料管材及制备方法，该管材无需采用遮光剂，极大程度的改善了管材的遮光性能。本专利技术解决的第一个技术问题是提供一种二次定型高遮光性能的PPR塑料管材的制备方法。本专利技术二次定型高遮光性能的PPR塑料管材的制备方法，包括如下步骤：a、异形聚酯纤维的制备：将炭黑与热塑性聚烯烃颗粒按重量比1～8:10混合均匀，并加热成熔融状态，挤压流经异形定径孔，在聚酯纺丝成纤维时,附着于异形纤维表层，冷却，得到异形聚酯纤维；b、双层PPR管材的制备：采用无规共聚聚丙烯挤出得到两根直径相差3～8mm的PPR内管和外管，在内管外层粘附步骤a得到的异形聚酯纤维，并嵌套大直径外管，得到双层PPR管材；c、二次拉伸定型：将b步骤得到的双层PPR管材送入定经棒，加热拉伸使内管和外管紧密贴合，并使异形聚酯纤维取向，形成聚酯纤维夹层，得到二次定型高遮光性能的PPR塑料管材。本专利技术PPR塑料管材的制备方法，在纺出异形聚酯纤维的过程中，将炭黑与热塑性聚烯烃颗粒均匀混合并加热成熔融状态，经挤压流经定径孔并在冷却后附着于异形纤维表层，再将其粘附在小直径的内管表面，并嵌套大直径外管，得到双层PPR管材；进一步热拉伸取向，即得到高遮光性能管材。该方法通过在双层PPR管材的层间空腔内填充炭黑包覆的异形纤维，无需解决遮光剂分散不均的问题，便使其透光率极大降低，极大改善了管材的遮光性能，此外，本专利技术方法无需共混改性基体树脂，通过拉伸死的管材力学性能得到提升。a步骤中，热塑性聚烯烃颗粒为具有加热软化、冷却硬化特性的聚烯烃颗粒。常用的热塑性聚烯烃颗粒均适用于本专利技术。优选的，所述热塑性聚烯烃颗粒为聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯或聚异丁烯。炭黑，又名碳黑，是一种无定形碳。为轻、松而极细的黑色粉末，表面积非常大，范围从10～3000m2/g，是含碳物质（煤、天然气、重油、燃料油等）在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。本专利技术在生产异形聚酯纤维的过程中，加入炭黑，使其附于纤维中或者纤维表面，能够起到遮光的作用。优选的，所述炭黑的粒径为300nm以下。炭黑与热塑性聚烯烃颗粒的配比不仅影响异形聚酯纤维的成型，更重要的是将会影响最终产品PPR塑料管材的遮光性能。炭黑与热塑性聚烯烃颗粒的配比过大，炭黑含量过多，将会对纤维的成型产生很大的影响，甚至无法拉伸得到纤维；而炭黑与热塑性聚烯烃颗粒的配比过小，炭黑的含量太少的话，又将达不到很好的遮光效果，因此，本专利技术的炭黑与热塑性聚烯烃颗粒的重量比为1～8:10为宜。优选的，炭黑与热塑性聚烯烃颗粒的重量比为2～5:10。更优选的，炭黑与热塑性聚烯烃颗粒的重量比为3:10，采用该比例制备得到的PPR塑料管材遮光性能最优。异形纤维是在纺丝成形加工中,采用非圆形孔眼的喷丝板制取的各种不同截面形状的纤维，也叫异形截面纤维。异形纤维的表面积大，能增强覆盖能力，且截面呈特殊形状，能增强纤维间的抱合力，因此，本专利技术采用异形纤维能够提高PPR管的遮光性能。优选的，所述异形纤维的截面为三角形、五角形、三叶形、四叶形、五叶形或扇形，即a步骤中所述的异形定径孔为三角形定径孔、五角形定径孔、三叶形定径孔、四叶形定径孔、五叶形定径孔或扇形定径孔。作为优选方案，所述异形定径孔为三角形定径孔。b步骤采用无规共聚聚丙烯挤出得到两根直径相差3～8mm的PPR管，无规共聚聚丙烯，是聚丙烯的一种，它的高分子链的基本结构用加进不同种类的单体分子加以改性。乙烯是最常用的单体，它引起聚丙烯物理性质的改变。与均聚物相比，无规共聚物改进了光学性能（增加了透明度并减少了浊雾），进步了抗冲击性能，增加了挠性，降低了熔化温度，从而也降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次定型高遮光性能的PPR塑料管材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a、异形聚酯纤维的制备：将炭黑与热塑性聚烯烃颗粒按重量比1～8:10混合均匀，并加热成熔融状态，挤压流经异形定径孔，在聚酯纺丝成纤维时, 附着于异形纤维表层，冷却，得到异形聚酯纤维；b、双层PPR管材的制备：采用无规共聚聚丙烯挤出得到两根直径相差3～8mm的PPR内管和外管，在内管外层粘附步骤a得到的异形聚酯纤维，并嵌套大直径外管，得到双层PPR管材；c、二次拉伸定型：将b步骤得到的双层PPR管材送入定经棒，加热拉伸使内管和外管紧密贴合，并使异形聚酯纤维取向，形成聚酯纤维夹层，得到二次定型高遮光性能的PPR塑料管材。

【技术特征摘要】
1.一种二次定型高遮光性能的PPR塑料管材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：a、异形聚酯纤维的制备：将炭黑与热塑性聚烯烃颗粒按重量比1～8:10混合均匀，并加热成熔融状态，挤压流经异形定径孔，在聚酯纺丝成纤维时,附着于异形纤维表层，冷却，得到异形聚酯纤维；b、双层PPR管材的制备：采用无规共聚聚丙烯挤出得到两根直径相差3～8mm的PPR内管和外管，在内管外层粘附步骤a得到的异形聚酯纤维，并嵌套大直径外管，得到双层PPR管材；c、二次拉伸定型：将b步骤得到的双层PPR管材送入定经棒，加热拉伸使内管和外管紧密贴合，并使异形聚酯纤维取向，形成聚酯纤维夹层，得到二次定型高遮光性能的PPR塑料管材。2.根据权利要求1所述的二次定型高遮光性能的PPR塑料管材的制备方法，其特征在于：a步骤中，所述热...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆，昝航，
申请(专利权)人：成都新柯力化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51