本申请涉及PPR管材领域，具体公开了一种环保阻燃保温PPR管材及其制备方法。环保阻燃保温PPR管材由内至外依次包括抗菌层、主体层、阻燃层和防水层；其制备方法为：将无规共聚聚丙烯、纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂、色母粒和抗氧剂混匀，挤出成型；将无规共聚聚丙烯、硅藻土和抗氧剂混匀投入挤出机中，挤出成型，得到主体层管体；将阻燃颗粒投入到挤出机中，挤出成型，得到阻燃层管体；将TPU颗粒投入到挤出机中，挤出成型，得到PPR管材。本申请的环保阻燃保温PPR管材具有较优的阻燃性能和抗菌性；另外，本申请的制备方法制作简单，使得各层管体之间能够连接紧密。
【技术实现步骤摘要】
一种环保阻燃保温PPR管材及其制备方法
本申请涉及PPR管材领域，更具体地说，它涉及一种环保阻燃保温PPR管材及其制备方法。
技术介绍
PPR管又称为三型共聚丙烯管，是有无规共聚聚丙烯经挤出机挤出成型而成，具有卫生无毒、耐腐蚀、不结垢、质量轻、安装方便和使用寿命长等优点，是一种新一代节能环保建筑材料。随着建筑业、市政工程、水利工程、农业和工业等行业市场需求的不断加大，使得PPR管材的用量大幅增长，市场占有率迅速提高，广泛在建筑冷热水、饮用水系统中使用。目前，相关企业对PPR管材做了多方面的改性，如改善PPR管材的抗冲击性，可以大大扩展PPR管材的使用范围。如相关技术CN106188872A涉及的一种抗低温冲击的PPR管材，由1.5-3质量份的色母粒、3-6质量份的增韧剂、93-98质量份的PPR组成；其制备方法为：将上述配比的色母粒、增韧剂和PPR物料进行均匀共混，经密炼机蜜炼熔合改性，熔胚进入单螺杆挤出机挤出造粒；改性后粒料通过单螺杆挤出主机模具挤出，接着通过定型水箱进行冷却定型，冷却定型后，经牵引机、切割机和翻版架下线，得到PPR管材；将PPR管材进行退火处理，再快速冷却，最后自然冷却至室温即可，上述相关技术中的PPR管材具有较高的抗冲击性。针对上述中的相关技术，专利技术人认为目前的PPR管材的安装一般分为外装管网和暗敷管道，针对外装管网，虽然PPR管材具有的抗冲击性可以使PPR管材具有较长的使用寿命，但PPR管材的阻燃性能较低甚至有的PPR管道无阻燃性，当外装管网所处环境发生火灾时，PPR管材易发生燃烧，从而影响正常使用。
技术实现思路
为了提高PPR管材的阻燃性能，本申请提供一种环保阻燃保温PPR管材。第一方面，本申请提供一种环保阻燃保温PPR管材，采用如下的技术方案：一种环保阻燃保温PPR管材，所述环保阻燃保温PPR管材由内至外依次包括抗菌层、主体层、阻燃层和防水层；所述阻燃层由阻燃颗粒制成，所述阻燃颗粒由以下重量份的原料制成：聚乙烯颗粒80-100份、石墨烯粉2.8-5.3份和水镁石接枝聚酰亚胺12-20份。通过采用上述技术方案，聚乙烯具有较强的抗冲击性，常温下可耐酸、碱、盐类水溶液的腐蚀，同时机械性能较高，富有可挠性，而且强韧，能够赋予PPR管材一定的抗冲击性和耐老化性能，同时，聚乙烯发泡后形成的材料还具有较优的隔热保温性，能赋予PPR管材较优的保温性能；石墨烯作为一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，具有极高的强度和较优的韧性，石墨烯中密集的碳层会阻止氧气进入材料深处，因此具有较强的阻燃效果，在阻燃层中加入石墨烯粉，可有效增强阻燃层的阻燃性能。水镁石具有较优的耐热、绝缘和阻燃性能，同时具有较强的抗碱性能，但抗酸能力较弱，强酸下会溶解，在潮湿的环境中易受侵蚀；聚酰亚胺的大分子链中含有大量的含氮五元杂环和芳环，由于芳杂环的共轭效应使其具有优良的稳定性及耐热性，且对酸稳定，但耐碱性不佳，水镁石与聚酰亚胺接枝，水镁石可赋予聚酰亚胺一定的耐碱性，聚酰亚胺可赋予水镁石一定的耐酸性，从而使得水镁石接枝聚酰亚胺能够稳定的存在于阻燃层中，使得阻燃层具有较强的阻燃性能和耐热性。另外，聚酰亚胺具有较强的耐辐射性能，可赋予PPR管材一定的抗紫外线性能，延缓PPR管材在光照下的老化时间。抗菌层可降低PPR管材内壁滋生细菌的可能性，降低水被细菌污染的可能性；主体层可维持PPR管材的基本结构；防水层可降低潮湿环境的水分侵蚀阻燃层的可能性，降低阻燃层中的水镁石因潮湿环境而受到侵蚀的可能性。优选的，所述水镁石接枝聚酰亚胺颗粒由以下原料制成：水镁石10-15份、硅烷偶联剂0.4-0.9份和13-17份热塑性聚酰亚胺树脂。通过采用上述技术方案，热塑性聚酰亚胺树脂具有加高的韧性、较强的耐溶剂性、耐热性和抗热氧化能力，利用硅烷偶联剂使得水镁石接枝在热塑性聚酰亚胺树脂上，使得水镁石能够稳定的存在于阻燃层中，以增强PPR管材的阻燃性能。优选的，所述水镁石接枝聚酰亚胺采用如下方法进行制备：S1、按配比，将0.4-0.9份硅烷偶联剂与2-4份乙醇混合，添加水镁石，于40-50℃下搅拌60-90min；S2、按配比，添加热塑性聚酰亚胺树脂，于50-70℃下搅拌2-4h，得水镁石接枝聚酰亚胺。通过采用上述技术方案，利用乙醇稀释硅烷偶联剂，使得硅烷偶联剂能够与水镁石充分接触，使得水镁石能够与硅烷偶联剂进行偶联，再与热塑性聚酰亚胺树脂偶联，从而使得水镁石能够接枝在热塑性聚酰亚胺树脂上。在制备过程中，乙醇在加热过程中会逐渐蒸发，从而制备的水镁石接枝聚酰亚胺中不含有乙醇，以降低乙醇对制备PPR管材可能产生的影响。优选的，所述阻燃颗粒采用如下方法制备：（1）按配比，将聚乙烯颗粒、石墨烯粉和水镁石接枝聚酰亚胺混合，加热至130-150℃，搅拌30-45min；（2）将混合物料冷却至室温，切割成颗粒，得阻燃颗粒。通过采用上述技术方案，预先将聚乙烯颗粒、石墨烯粉和水镁石接枝聚酰亚胺混匀制成阻燃颗粒，与直接聚乙烯颗粒、石墨烯粉和水镁石接枝聚酰亚胺投入挤出机中相比，可降低石墨烯粉在挤出过程中发生团聚的可能性，有利于石墨烯粉能够均匀分布在阻燃层中。优选的，所述热塑性聚酰亚胺树脂为均苯型聚酰亚胺树脂。通过采用上述技术方案，均苯型聚酰亚胺树脂具有优异的耐热性，热分解温度可高达600℃，在400℃时仍具有较高的力学性能，使得PPR管材具有较优的耐热性。优选的，所述抗菌层由以下重量份的原料制成：无规共聚聚丙烯80-95份、纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂7-10份、色母粒2-3份和抗氧剂1-3份。通过采用上述技术方案，无规共聚聚丙烯具有较优的韧性和强度，较高温度下抗蠕变性能好，使得PPR管材能够输送较高温度的水，利用纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂可灭杀水中含有的微生物，降低微生物在管材内壁滋生细菌的可能性。优选的，所述主体层由以下重量份的原料制成：无规共聚聚丙烯90-110份、硅藻土7-13份和抗氧剂1-3份。通过采用上述技术方案，无规共聚聚丙烯具有较优的韧性和强度，能够保持PPR管材的基本结构，降低PPR管材在安装过程中发生弯折的可能性；硅藻土作为填充材料，可起到增强、补强作用，进一步提高PPR管材的强度；利用抗氧剂增强PPR管材的抗氧化能力，一定程度上可延长PPR管材的使用寿命。优选的，所述防水层为TPU层。通过采用上述技术方案，TPU层具有高防水性，耐寒、耐老化性强，可降低阻燃层受到潮湿环境侵蚀的可能性。第二方面，本申请提供一种环保阻燃保温PPR管材的制备方法，采用如下的技术方案：一种环保阻燃保温PPR管材的制备方法，包括如下步骤：1）抗菌层的制作：按配比，将80-95份无规共聚聚丙烯、7-10份纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂、2-3份色母粒和1-3份抗氧剂混匀，投入挤出机中挤出成型，冷却至室温，得到抗菌层管体；其中挤出机的料筒的温度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环保阻燃保温PPR管材，其特征在于，所述环保阻燃保温PPR管材由内至外依次包括抗菌层、主体层、阻燃层和防水层；/n所述阻燃层由阻燃颗粒制成，所述阻燃颗粒由以下重量份的原料制成：聚乙烯颗粒80-100份、石墨烯粉2.8-5.3份和水镁石接枝聚酰亚胺12-20份。/n
【技术特征摘要】
1.一种环保阻燃保温PPR管材，其特征在于，所述环保阻燃保温PPR管材由内至外依次包括抗菌层、主体层、阻燃层和防水层；
所述阻燃层由阻燃颗粒制成，所述阻燃颗粒由以下重量份的原料制成：聚乙烯颗粒80-100份、石墨烯粉2.8-5.3份和水镁石接枝聚酰亚胺12-20份。
2.根据权利要求1所述的一种环保阻燃保温PPR管材，其特征在于：所述水镁石接枝聚酰亚胺颗粒由以下原料制成：水镁石10-15份、硅烷偶联剂0.4-0.9份和13-17份热塑性聚酰亚胺树脂。
3.根据权利要求2所述的一种环保阻燃保温PPR管材，其特征在于：所述水镁石接枝聚酰亚胺采用如下方法进行制备：
S1、按配比，将0.4-0.9份硅烷偶联剂与2-4份乙醇混合，添加水镁石，于40-50℃下搅拌60-90min；
S2、按配比，添加热塑性聚酰亚胺树脂，于50-70℃下搅拌2-4h，得水镁石接枝聚酰亚胺。
4.根据权利要求1所述的一种环保阻燃保温PPR管材，其特征在于：所述阻燃颗粒采用如下方法制备：
（1）按配比，将聚乙烯颗粒、石墨烯粉和水镁石接枝聚酰亚胺混合，加热至130-150℃，搅拌30-45min；
（2）将混合物料冷却至室温，切割成颗粒，得阻燃颗粒。
5.根据权利要求2所述的一种环保阻燃保温PPR管材，其特征在于：所述热塑性聚酰亚胺树脂为均苯型聚酰亚胺树脂。
6.根据权利要求1所述的一种环保阻燃保温PPR管材，其特征在于：所述抗菌层由以下重量份的原料制成：无规共聚聚丙烯80-95份、纳米二氧化硅负载纳米银抗菌剂7-10份、色母粒2-3份和抗氧剂1-3份。
7.根据权利要求1所述的一种环保阻燃保温P...
【专利技术属性】
技术研发人员：牟秀峰，
申请(专利权)人：爱喏工业科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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