一種家裝用PPR保溫複合管及其製備方法與流程
2023-12-04 03:10:21 1
本發明屬於塑料管道保溫技術領域，具體涉及一種家裝用PPR保溫複合管及其製備方法。
背景技術：
現代家裝對管道隱蔽式安裝工程的安全性、舒適性以及節能效果越來越關注。比如，日常熱水管道的保溫節能，冬季管道防凍裂凍裂；南方夏天高溫、高溼環境管道防「冷凝」，都迫切需要保溫複合管道的開發應用。在有些吊頂以及戶外明裝工況下，要求管道同時還要具有耐候性、耐刮擦和剛性。傳統的橡塑保溫材料和安裝工法，還存在一些缺陷：1.現場套裝施工不方便，導致貼合不緊密影響保溫效果；2.橡塑材料易吸溼保溫效果差，容易老化使用壽命短；3.表面沒有防護層，穿牆時容易刮傷。
為此本發明開發出新型家裝用PPR保溫複合管及其生產工藝，解決了上述行業問題，其優點為：1.功能上具有優異保溫性、耐候且耐刮擦；2.一體化成型工藝預製保溫層，減少了現場套裝工藝，安裝效率更高；3.對管道內的冷熱水起到更好的保溫,提高能量利用率，利於推動綠色建築發展；4.保護內管免收其他接觸物的衝擊和損壞，提高整個管路的安全性。
技術實現要素：
針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在於提供一種家裝用PPR保溫複合管及其製備方法。
所述的一種家裝用PPR保溫複合管，為三層複合結構，其特徵在於PPR或PPR鋁塑複合管內層上通過設備包覆有發泡聚乙烯保溫層，發泡聚乙烯保溫中間層上通過擠出機塗覆耐候耐刮擦外護層，發泡聚乙烯保溫層採用閉孔發泡材料，其泡孔尺寸為0.2-0.5mm，PPR或PPR鋁塑複合管內層的外徑大於等於16mm，厚度大於等於2.3mm，所述的發泡聚乙烯保溫層厚度大於等於5mm，所述的耐候耐刮擦外層厚度大於等於0.2mm。
所述的一種家裝用PPR保溫複合管，其特徵在於發泡聚乙烯保溫層厚度為5-15mm。
所述的一種家裝用PPR複合保溫管，其特徵在於耐候耐刮擦外層為LLDP 、HDPE 、EVOH與矽烷改性納米二氧化鈦製成的複合材料層，厚度為0.2-0.8mm。
所述的家裝用PPR保溫複合管的製備方法，其特徵在於採用一步法包覆預製保溫的生產工藝，包括PPR或PPR鋁塑複合管內層擠出、冷卻定徑、發泡聚乙烯保溫層包覆、耐候耐刮擦外層塗覆、牽引切割及收集包裝。
所述的家裝用PPR保溫複合管的製備方法，其特徵在於包括如下步驟：
1）內管成型：PPR或PPR鋁塑複合管內層的PPR或PPR鋁塑複合管先在管材設備上擠出成型；
2）保溫層切割包覆焊接段：將發泡聚乙烯保溫層的發泡聚乙烯管沿軸向切割後包覆於步驟1）的連續擠出的PPR或PPR鋁塑複合管上，並通過120-500℃熱焊接溫度的焊槍將切縫粘合，緊密包覆在PPR或PPR複合管外，形成發泡聚乙烯保溫中間層；
3）耐候層擠出包覆定型段
3.1）耐候耐刮擦外層由以下重量百分含量的組份組成：60-90%LLDPE、5-15%HDPE、4-20%EVOH、0.5-2%矽烷改性納米二氧化鈦及0.5-2%複合助劑；
3.2）將步驟3.1）的LLDPE、HDPE、EVOH、矽烷改性納米二氧化鈦及複合助劑按投料量混合攪拌均勻，在擠出溫度為170-240℃，擠出速度為2-15米/分鐘的擠出機中熔融通過擠出模頭包覆於步驟2）的發泡聚乙烯保溫中間層外，形成一體化的耐候耐刮擦外層，再經過冷卻定型，得到PPR保溫複合管；
4）收集包裝段：將步驟3）定型完成後的保溫複合管經過噴碼、切割、包裝後得到家裝用PPR保溫複合管。
所述的家裝用PPR保溫複合管的製備方法，其特徵在於步驟3.2）中的冷卻定型採用5-25℃的水。
所述的家裝用PPR保溫複合管的製備方法，其特徵在於步驟2）中的熱焊接溫度的焊槍為200-400℃。
所述的家裝用PPR保溫複合管的製備方法，其特徵在於3.2）中的擠出模頭口模內襯有聚四氟乙烯管，聚四氟乙烯管長度為5-15mm，將擠出模頭內表面溫度控制在75-105℃範圍內。
通過採用上述技術，與現有技術相比，本發明的有益效果如下：
1）本發明的PPR保溫複合管通過三層複合結構，在PPR或PPR鋁塑複合管外依次包覆發泡聚乙烯保溫層和耐候耐刮擦外護層，使得傳統的PPR管道產品，兼具有保溫、防凍、耐刮擦等性能，使得傳統產品實現功能化，解決了傳統PPR套黑色橡塑的保溫管存在的不耐刮擦、保溫層容易變形、易老化等問題，提高了管道的保溫效果、延長了管道的使用壽命，可作為未來家裝的新型保溫結構；
2）本發明的發泡聚乙烯保溫層採用閉孔發泡結構結髮泡聚乙烯材料，其水汽阻隔性能好，保溫效果較好，且將發泡材料的泡孔直徑限定為0.2 -0.5mm，泡孔強度高，使得外層擠出機塗覆時，發泡層不易變形坍塌，外層塗覆均勻，複合管外徑尺寸圓整度較好；
3）本發明的外護層為耐候抗刮擦材料，在施工及使用過程中，有效的保護內管，延長了PPR管道的使用壽命，且可以通過外護層顏色的改變，輕易區分家庭冷熱水管路，易於後期管路維護通過採用上述技術得到的PPR保溫複合管，解決了傳統PPR套黑色橡塑的保溫管存在的不耐刮擦、保溫層容易變形、易老化等問題，提高了管道的保溫效果、延長了管道的使用壽命，提高了家庭管路的安全性，可作為未來家裝的新型保溫產品；
4）本發明通過在擠出模頭口模內襯有聚四氟乙烯管，且將聚四氟乙烯管長度限定為5-15mm，起到絕熱作用，能將擠出模頭內表面溫度控制在75-105℃範圍內，防止耐候層擠出包覆時，模頭燙傷發泡聚乙烯保溫層。
附圖說明
圖1為本發明的管材結構示意圖。
圖中：1- PPR或PPR鋁塑複合管內層，2-發泡聚乙烯保溫層，3-耐候耐刮擦外層。
具體實施方式
下面結合說明書附圖和實施例對本發明作進一步說明。
下面通過實施例，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
如圖1所示，本發明的一種家裝用PPR複合保溫複合管，為三層複合結構，PPR或PPR鋁塑複合管內層1上通過設備包覆有發泡聚乙烯保溫層2，發泡聚乙烯保溫中間層2上通過擠出機塗覆耐候耐刮擦外護層3，發泡聚乙烯保溫層2採用閉孔發泡材料，其泡孔尺寸為0.2-0.5mm，PPR或PPR鋁塑複合管內層1的外徑大於等於16mm，厚度大於等於2.3mm，所述的發泡聚乙烯保溫層2厚度大於等於5mm，優選為5-15mm；所述的耐候耐刮擦外層3厚度大於等於0.2mm；耐候耐刮擦外層3為LLDP 、HDPE 、EVOH與矽烷改性納米二氧化鈦製成的複合材料層，厚度為0.2-0.8mm。
本發明提供的PPR複合保溫複合管具體加工時，首先，通過擠出機製備連續的PPR或PPR鋁塑複合管內層1，然後在PPR或PPR鋁塑複合管內層1上連續包覆發泡聚乙烯保溫中間層2，待其包覆好再於發泡聚乙烯保溫中間層2上連續擠出包覆耐候耐刮擦外層3。
本發明的家裝用PPR複合保溫複合管採用一步法預製保溫的生產工藝，包括PPR或PPR複合管內層1擠出、冷卻定徑、發泡聚乙烯保溫中間層2包覆、耐候耐刮擦外層3塗覆、牽引切割及收集包裝。
實施例1-4：本發明的一種家裝用PPR保溫複合管的生產工藝，包括如下步驟：
1）內管成型：內層PPR或PPR複合管先在管材設備上擠出成型；
2）保溫層切割包覆焊接段：將發泡聚乙烯管沿軸向切割後包覆於步驟1）的連續擠出的PPR或PPR複合管上，並通過120-500℃熱焊接溫度的焊槍將切縫粘合，緊密包覆在PPR或PPR複合管外，形成發泡聚乙烯保溫中間層2；
3）耐候層擠出包覆定型段
3.1）耐候耐刮擦外層3由以下重量百分含量的組份組成：60-90%LLDPE、5-15%HDPE、4-20%EVOH、0.5-2%矽烷改性納米二氧化鈦及0.5-2%複合助劑；
3.2）將步驟3.1）的LLDPE、HDPE、EVOH、矽烷改性納米二氧化鈦及複合助劑按投料量混合攪拌均勻，在擠出溫度為170-240℃，擠出速度為2-15米/分鐘的擠出機熔融通過擠出模頭包覆於步驟2）的發泡聚乙烯保溫中間層2外，形成一體化的耐候耐刮擦外層3，再經過冷卻定型，所述擠出模頭口模內襯有聚四氟乙烯管，聚四氟乙烯管長度為5-15mm，將擠出模頭內表面溫度控制在75-105℃範圍內；
4）收集包裝段：將步驟3）定型完成後的保溫複合管經過噴碼、切割、包裝後得到裝用PPR保溫複合管。
實施例1-4的耐候耐刮擦外層配方、工藝方案及得到的家裝用PPR保溫複合管的性能參數表分別如表1、表2和表3所示。
表1 耐候耐刮擦外層的配方
助劑包括重量配比為1：1的光穩定劑770 ：抗氧劑1010。
表2 耐候耐刮擦外層的工藝參數
表3本發明實施例1-4得到的家裝用PPR保溫複合管的性能參數表
1.本發明得到的保溫管與常規校塑保溫管的保溫效果比較，如表4所示：
試驗條件：模擬冬季供熱水，管內溫度60度，環境溫度10度，內管PPR規格為D20，保溫層厚度7mm：
表4本發明得到的保溫管與常規校塑保溫管的保溫效果比較結果表
2. 本發明採用的一步法包覆工藝與傳統橡塑工藝的優勢對比，如表5所示：
表5本發明採用的一步法包覆工藝與傳統橡塑工藝的優勢對比表
從表4和表5可以得出：一體化保溫複合管的管材相比傳統的PPR套橡塑保溫管，保溫性能更優越，耐候性更加，產品使用壽命更長。
上述實施例用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護範圍內，對本發明做出的任何修改和改變，都落入本發明的保護範圍。