[发明专利]三层复合共聚聚丙烯复合管材及其制备方法

说明书

本发明提供一种三层复合共聚聚丙烯复合管材及其制备方法，复合管材由内而外分别为内层、中层以及外层，内层和外层均为纯无规共聚聚丙烯，中层为玻璃纤维增强料，复合管材采用挤出机头的芯棒或/和口模旋转的挤出技术，中层的增强纤维沿环向取向；复合管材的制备方法为：复合管材采用挤出机头挤出，挤出机头包括内中层复合段、旋转剪切段以及外层包裹段。本发明中层和内层先经过复合形成双层管坯，并且管坯在旋转过程中受到环向剪切，增强纤维和大分子在环向剪切的作用下，逐渐变为环向取向，可以有效地提高管材的环向强度，管材能够承受更高的环向应力，充分地表现出增强纤维的优势。

技术领域

本发明涉及塑料管制备领域，尤其涉及一种三层复合共聚聚丙烯复合管材及其制备方法。

背景技术

聚丙烯无规共聚物也是聚丙烯的一种，与PP均聚物相比，无规共聚物改进了光学性能，进步了抗冲击性能，增加了挠性，降低了熔化温度，从而也降低了热熔接温度；同时在化学稳定性、水蒸汽隔离性能和器官感觉性能（低气味和味道）方面与均聚物基本相同。应用于吹塑、注塑、挤塑、薄膜和片材挤压加工领域。但随着使用要求的提高，普通的单层挤出管材在性能方面已不能满足使用要求，用普通挤出技术成型的管材，其大分子长链和增强纤维沿流动方向取向， 因此其轴向强度远高于环向强度；而经理论计算，管材承受内压时管壁的环向应力大约是轴向应力的两倍，因此材料的性能特别是纤维增强的优势不能充分地表现出来。但现有的旋转挤出技术仅适用于单层管材，且挤出速度慢，管材内壁留有旋转痕迹等缺点。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的三层复合共聚聚丙烯复合管材及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种三层复合共聚聚丙烯复合管材及其制备方法，所述复合管材由内而外分别为内层、中层以及外层，所述内层和所述外层均为纯无规共聚聚丙烯，所述中层为玻璃纤维增强料，所述复合管材采用挤出机头的芯棒或/和口模旋转的挤出技术，所述中层的增强纤维沿环向取向；

所述复合管材的制备方法为：所述复合管材采用挤出机头挤出，所述挤出机头包括内中层复合段、旋转剪切段以及外层包裹段；所述复合管材挤出成型的步骤如下：

步骤一：在所述内中层复合段，所述中层的材料，即所述玻璃纤维增强料围绕芯棒形成管坯；

步骤二：在内中层复合段，所述内层的材料，即纯无规共聚聚丙烯经流道沿圆周均匀分布后，与所述管坯复合，形成双层管坯；

步骤三：在所述旋转剪切段，所述双层管坯受到环向剪切，增强纤维和大分子转变为环向取向；

步骤四：在所述外层包裹段，所述外层的材料，即纯无规共聚聚丙烯沿圆周均匀分布后，包裹在取向管坯的外表面形成三层管坯；

步骤五：所述三层管坯经过口模环调节管壁厚度后挤出成型。

优选地，所述挤出机头的口模旋转速度为10-90转/分钟。

优选地，所述复合管材的外直径为40-200毫米。

优选地，所述内层的厚度为所述复合管材的管壁厚度的1/10-3/10，所述中层的厚度为所述复合管材的管壁厚度的2.5/10-3.5/10，所述外层的厚度为所述复合管材的管壁厚度的4/10-5/10。

优选地，所述纯无规共聚聚丙烯的熔体质量流动速率为0.3克/10分钟。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：