[发明专利]一种防垢型纤维增强β晶型PP-R复合管及其制备方法

说明书

本发明涉及一种防垢型纤维增强β晶型PP‑R复合管及其制备方法，其特征在于，其包含外层，中间层以及内层，在外层以及内层之间设置中间层；外层为β晶型的无规共聚聚丙烯(PP‑R)，中间层为高分散短切玻璃纤维增强的β晶型PP‑R，内层为防结垢改性β晶型PP‑R。本发明申请的纤维增强层树脂采用β晶型PP‑R，提高了管材的刚性，以及管材的耐压性能和耐弯折性能；含氟改性β晶型PP‑R母粒的加入，降低了管材内壁的表面能和粗糙度，提高了疏水性，有效减少了水垢的附着。本申请可用于建筑物内冷热水管道系统、建筑内主立管、空调管路系统以及其他工业用管。

技术领域

本发明涉及PP-R复合管技术领域，具体的说，是一种防垢型纤维增强β晶型PP-R复合管及其制备方法。

背景技术

自1999年塑料管道开始取代铸铁管、PVC给水管以来，PP-R管迅速占领整个室内给水管道市场，成为市场的主流产品。不完全统计，在整个室内给水管道市场里面，PP-R占比高达80％以上，但是与此同时，也暴露一些问题。比如产品在高温领域的应用，偶尔出现爆管，以及在冬季低温脆性较大。在一些特殊领域，例如建筑主立管，目前国内市场存在一些产品，比如钢塑复合管、衬塑钢管、不锈钢钢管等产品，前两者存在的主要问题是塑料和金属之间的相容性差，粘合不好易出现分层；薄壁不锈钢钢管存在的问题是连接可靠性低，主要采用卡压方式进行管材与管件的连接，密封性均靠内部的三元乙丙橡胶圈，然而现如今三元乙丙橡胶材质在热水领域的寿命最多为20年，后续问题如何解决成为最大质量隐患。因此，急需一款增强型塑料管道产品作为替代品，满足高温、高压领域的需求。

β晶型成核剂可有效解决普通无规共聚聚丙烯(PP-R)刚性不足的缺点，明显提高PP-R的拉伸强度和弯曲模量，并且提高PP-R的热变形温度10～15℃。众所周知，玻璃纤维加入热塑性基体树脂中，分散的长束状纤维在基体中穿插连接形成一种网状结构，起到骨架支撑作用，从而能够提高纤维增强复合材料的抗形变能力、弯曲强度、弯曲模量与热变形温度，并极大地降低线膨胀系数。然而，玻纤是含有极性基团的无机材料，与非极性的有机聚合物PP-R之间的界面相容性差，而这会极大影响纤维增强复合材料的综合性能。

PP-R材料虽然卫生、无毒，但其本身不具备抗菌能力，对细菌、有机化合物、重金属离子起不到处理作用。在建筑物冷热水实际输送过程中，大气中的氧气容易通过管壁渗入管道系统内部，而与PP-R管相连的金属材料制造的管件及其它部件锈蚀，并且由于氧气的渗入而导致微生物的滋生，从而对输送的水质造成不良影响，此外，也容易形成积垢而阻塞管路。

有机氟材料是最常用的低表面能材料，具有优异的输油疏水、自清洁与防污性。然而，其与聚烯烃树脂之间的界面相容性较差，采用直接物理共混的方式，难以起到良好的分散效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种防垢型纤维增强β晶型PP-R复合管及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种防垢型纤维增强β晶型PP-R复合管，其特征在于，其包含外层，中间层以及内层，在外层以及内层之间设置中间层；外层的材料为β晶型PP-R，中间层的材料为高分散短切玻璃纤维增强的β晶型PP-R；管材内层的材料为防结垢改性β晶型PP-R。

管材外层的材料为β晶型PP-R，保证了塑料管道的可热熔连接性。

管材中间层的材料为高分散短切玻璃纤维增强的β晶型PP-R，高分散短切玻璃纤维在中间层的质量份数为5～30份，纤维的长度为2～8mm；管材中间层为产品增强层，高分散短切玻璃纤维的加入能增强管材的刚性，以及提高管材耐压性能；高分散短切玻璃纤维为预处理短切玻璃纤维，能增强纤维与β晶型PP-R粒子的相容性。