一種超強靜音pe芯層微發(fā)泡排水管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種增強型排污、下水管，屬于管材領(lǐng)域，主要涉及一種超強靜音PE芯層微發(fā)泡排水管。適用于別墅小區(qū)、高層住宅小區(qū)、高檔住宅公寓小區(qū)等廢水排放、工程改造項目、家庭裝修、及工業(yè)企業(yè)排水、排污、排廢等工業(yè)建筑領(lǐng)域。本發(fā)明超靜音PE復(fù)合排水管，由高密度聚乙烯樹脂內(nèi)層、中間PE微發(fā)泡層和高密度聚乙烯樹脂外層制成的多層復(fù)合體，內(nèi)、中、外層厚度比為1∶4∶1，其中所述PE微發(fā)泡層由如下組分制備而成：再生聚乙烯樹脂粉、無機填料或者有機填料、天然纖維、交聯(lián)劑、偶聯(lián)劑、潤滑劑、發(fā)泡劑、抗氧劑。本發(fā)明具有優(yōu)越的降噪靜音性、超強的耐化學(xué)腐蝕性、良好的抗沖擊性能。
【專利說明】一種超強靜音PE芯層微發(fā)泡排水管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種增強型排污、下水管，屬于管材領(lǐng)域，主要涉及一種超強靜音PE芯層微發(fā)泡排水管及其制備方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]隨著生活水平的不斷提高，人們對建筑人居環(huán)境的要求也越來越高，噪聲污染成為繼空氣污染之后對人類生活影響最大的污染，據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在城市噪聲強度比1956年增強了 4倍，而排水噪聲作為民用建筑主要的噪聲源之一，是影響房間舒適性的常見問題，尤其是高檔住宅區(qū)、賓館、酒店、教室、醫(yī)院等場所對噪聲影響更為敏感。噪聲不僅會影響聽力，而且還對人的心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，有人稱噪聲為“致人死命的慢性毒藥”。在工程實例中，不乏由于管道產(chǎn)生噪音而干擾居民睡眠和產(chǎn)生煩惱效應(yīng)，以及由此引起的神經(jīng)衰弱和其他非特異性疾病等。人們更加期望能夠擁有安全、健康、舒適的室內(nèi)生活空間。根據(jù)國標GBJ118-88《民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范》中的規(guī)定:(以住宅為例)夜間臥室噪音不得超過30dB，最高不得超過40dB。而在實際測試中，目前市面上絕大多數(shù)普通排水管材及管件排水時所產(chǎn)生的噪音遠大于40dB。
[0003]管道噪聲是由氣動聲傳遞和固動聲傳遞組合而成，可解釋為:建筑排水管道中充滿空氣，排水時既有以空氣為介質(zhì)的聲波傳遞，又有因水和固體雜質(zhì)流動及對管壁撞擊造成管震動所形成的噪聲。因此，要降低塑料排水管道中的噪聲，首先要求塑料管的材質(zhì)應(yīng)能吸收可聞及聲波和管壁振動產(chǎn)生的噪聲。靜音排水管的設(shè)計包括以下3方面:(1)改變管材內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)；(2)增加管材的密度和厚度；(3)加入特殊的吸聲材料。
[0004]二十年前奧地利POLO PLAST率先研發(fā)出三層共擠型靜音管，隨后荷蘭WAVIN開發(fā)出實壁靜音管，在歐洲、土耳其等國家和地區(qū)，靜音管已完全取代PVC管，主要用于熱水排放。近幾年來我國在建筑領(lǐng)域大力推廣使用塑料管，排水噪聲一直為消費者所關(guān)注。為了減少排水管內(nèi)水流噪聲的影響，很多企業(yè)相繼投入了大量研究開發(fā)出了 UPVC芯層發(fā)泡管、實壁UPVC內(nèi)螺旋降噪管、空壁UPVC內(nèi)螺旋降噪管、PP靜音管、建筑用PE芯層發(fā)泡管并申請了相關(guān)專利。
[0005]國內(nèi)目前應(yīng)用較多的靜音排水管主要是PVC實壁管和多重復(fù)合管材，例如PVC芯層發(fā)泡管，實壁PVC內(nèi)螺旋降噪管、空壁PVC內(nèi)螺旋降噪管。PVC材質(zhì)的靜音管材雖有一定的靜音效果，但是效果總是不盡人意，無法滿足客戶不斷提高的要求，并且耐熱、耐腐蝕能力差。另外近幾年新研發(fā)出的PP和PE材質(zhì)靜音管，雖然在結(jié)構(gòu)上，工藝上相對簡單，但又面臨價格聞等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種超靜音PE復(fù)合排水管，可有效解決目前排水管噪音大，耐化學(xué)腐蝕能力和強度差的問題。
[0007]本發(fā)明所提出超靜音PE復(fù)合排水管及生產(chǎn)技術(shù)實現(xiàn)方案采用雙機共擠或三機共擠的增強超靜音PE、三層復(fù)合的方法生產(chǎn)，其外層和內(nèi)層以高密度聚乙烯樹脂為原料，中間層為PE微發(fā)泡層，主要生產(chǎn)過程包括內(nèi)外表面和中間微發(fā)泡層混配料、雙機共擠或三機共擠擠出、真空定型、牽引、切割、包裝五步。
[0008]具體的本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0009]一種超靜音PE復(fù)合排水管，其特征在于，由高密度聚乙烯樹脂內(nèi)層、中間PE微發(fā)泡層和高密度聚乙烯樹脂外層制成的多層復(fù)合體，內(nèi)、中、外層厚度比為1: 4: 1，其中所述PE微發(fā)泡層各組分的重量份組成如下:
[0010]
再生聚乙烯樹脂粉60-80份
無機填料或者有機填料40-50份
天然纖維20-40份
交聯(lián)劑0.5-2份
偶聯(lián)劑1-2份
潤滑劑0.5-2份
發(fā)泡劑1-3份
抗氧劑0.05-0.1份
[0011]優(yōu)選地，所述PE微發(fā)泡層各組分的重量份組成如下:
[0012]
再生聚乙烯樹脂粉60份
無機填料(或者有機填料)40份
天然纖維30份
交聯(lián)劑I份
偶聯(lián)劑2份
潤滑劑I份
發(fā)泡劑2份
抗氧劑0.05份
[0013]所述無機填料可以是碳酸鈣、滑石粉、硫酸鋇、粉煤灰、礦粉、玻璃纖維等無機礦物；
[0014]所述有機填料是合成填料或廢舊熱固性塑料填料；
[0015]所述天然纖維是指木屑、竹粉、稻殼、秸梗、麻類中的一種或幾種的混合；
[0016]所述交聯(lián)劑是高溫交聯(lián)劑，在150-180°C范圍內(nèi)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)；
[0017]所述偶聯(lián)劑為烷硅偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種；
[0018]所述潤滑劑可以是聚酯蠟、聚乙烯蠟、硬脂肪酸類、工業(yè)石蠟、甘油中的一種或者多種的復(fù)配；
[0019]所述發(fā)泡劑是化學(xué)發(fā)泡劑，可以是偶氮二甲酰胺或4，4’ -氧代雙苯磺酰肼，或者是其與NaHCO3復(fù)配；
[0020]所述抗氧劑是抗氧劑1010與168復(fù)配抗氧劑。
[0021]具體地，所述交聯(lián)劑為2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過氧化己炔、I，1-二叔丁基過氧化-3，3，5-三甲基環(huán)己烷或1，3-二叔丁基過氧化異丙基苯中的一種或多種的混合物。
[0022]優(yōu)選地本發(fā)明一種超靜音PE復(fù)合排水管，內(nèi)外表面層均為衛(wèi)生許可級PE樹脂層，厚度為0.5-lmm。
[0023]本發(fā)明的目的之二是提供一中超靜音PE復(fù)合排水管中間PE微發(fā)泡層混料的制備方法。
[0024]一種超靜音PE復(fù)合排水管中間PE微發(fā)泡層混料的制備方法，包含如下步驟:
[0025](I)將天然纖維粉碎并過250-500um孔徑篩，烘干至水分含量小于0.6%，得天然纖維粉末；然后將纖維粉、無機填料(280-300目)和偶聯(lián)劑高速混合至80°C ；
[0026](2)按質(zhì)量比例分別加入聚乙烯、復(fù)合潤滑劑、交聯(lián)劑，攪拌混合至110°C后由熱混系統(tǒng)卸料至冷混系統(tǒng)，冷卻至40°C，得到預(yù)混料；
[0027](3)將預(yù)混料經(jīng)平行雙螺桿擠出機擠出造粒，工藝溫度設(shè)定在180_200°C ；
[0028](4)將半成品粒料與化學(xué)發(fā)泡劑、抗氧劑等助劑進行混合后，加入到錐形雙螺桿中擠出成型，工藝溫度設(shè)定在140-180°C，通過聚乙烯專用發(fā)泡模具擠出。
[0029]具體地，本發(fā)明所述的一種超靜音PE復(fù)合排水管中間PE微發(fā)泡層混料的制備方法，包含如下步驟:
[0030]將30份天然纖維粉碎并過250-500um孔徑篩，80°C烘干至水分含量小于0.6%，得天然纖維粉末；然后加入40份無機填料(280-300目)并用2份偶聯(lián)劑處理；然后按質(zhì)量比例分別加入60份聚乙烯、I份潤滑劑、I份交聯(lián)劑，將上述混料110°C熱混后卸料至40°C冷混系統(tǒng)冷卻，得到預(yù)混料；將預(yù)混料經(jīng)平行雙螺桿擠出機擠出造粒，工藝溫度設(shè)定在180-200°C，制的半成品粒料；將半成品粒料與2份化學(xué)發(fā)泡劑、0.05份抗氧劑等助劑進行混合后，加入到步驟二的錐形雙螺桿中擠出成型，工藝溫度發(fā)定在140-180°C，通過聚乙烯專用發(fā)泡模具擠出。
[0031]本發(fā)明的目的之三是提供一中超靜音PE復(fù)合排水管的制備方法。
[0032]一種如權(quán)利要求1-6任一所述的一種超靜音PE復(fù)合排水管的制備方法，包含如下步驟:
[0033]I)雙機共擠或三機共擠擠出步驟:用I臺聚乙烯專用發(fā)泡80錐形雙螺桿擠出機擠出中間層和2臺65單螺桿擠出機擠出內(nèi)層及外層；
[0034]2)真空定型步驟:選用兩段式真空定型技術(shù)定型真空定型；
[0035]3)牽引步驟:本發(fā)明生產(chǎn)靜音管要有足夠大的牽引力，其牽引機的牽引力要比生產(chǎn)普通PE管大，同時管材與履帶的接觸長度要比生產(chǎn)普通PE管的機組長。
[0036]4)切割包裝:使用無屑切割機。
[0037]所述的一種超靜音PE復(fù)合排水管的制備方法中三機共擠擠出包含如下步驟:
[0038]I)內(nèi)外皮層擠出
[0039]將高密度聚乙烯樹脂原料投入65螺桿擠出機擠出，熔體由皮層進料口進入復(fù)合模頭形成內(nèi)外皮層，中間微發(fā)泡芯層擠出，將PE微發(fā)泡層混料投入80錐形雙螺桿中擠出，熔體由芯層進料口進入復(fù)合模頭形成芯層，[0040]2)內(nèi)外皮層和中間微發(fā)泡芯層復(fù)合共擠
[0041 ] 擠出的內(nèi)外皮層及芯層一起進入復(fù)合共擠模頭，形成三層復(fù)合結(jié)構(gòu)靜音管。
[0042]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比在發(fā)泡芯層使用改性再生聚乙烯磨粉，加入大量表面活化的無機填料以增加管材密度和強度，同時加入天然纖維做吸音材料；合理地控制各層之間的比例為1: 4: 1，內(nèi)外表面使用高密度聚乙烯樹脂，保證外表面抗磨，內(nèi)表面光潔阻力小，具有良好的消音、耐腐蝕和環(huán)保特性。同時產(chǎn)品還具有明顯的成本優(yōu)勢。
[0043]本發(fā)明內(nèi)外表面層均為衛(wèi)生許可級PE樹脂層，厚度僅為0.5-lmm。內(nèi)外管壁光滑，外表美觀，內(nèi)層防腐，具有良好的耐化學(xué)腐蝕性，同時這兩層的強度比芯層高，可以保證靜音排水管具有足夠的機械強度和良好的抗沖擊性。
[0044]本發(fā)明中間層使用無機填料、PE和天然纖維共混組成的芯層微發(fā)泡的結(jié)構(gòu)，天然纖維可以增強中間層強度，同時和微發(fā)泡結(jié)構(gòu)協(xié)同作用，從材質(zhì)和結(jié)構(gòu)上改變了聲波的傳播路徑，達到明顯的消音效果。
[0045]本發(fā)明芯層填充大量的無機礦物可以增加管材的密實度和剛度，減少流水的沖擊震動，達到降噪的效果。
[0046]本發(fā)明所生產(chǎn)的管材內(nèi)外壁光滑平整，沒有砂眼、裂口和明顯的痕紋、雜質(zhì)、凹陷、色澤不均和分解變色線。
[0047]本發(fā)明靜音管具有良好如下特點:
[0048](I)優(yōu)越的降噪靜音性。通過加入天然纖維和無機礦物填料可以調(diào)整管材的密度和微觀結(jié)構(gòu)，吸收可聞及聲波，以阻止聲波傳出，降噪效果明顯，比普通塑料管要降低30dB，比鑄鐵管低20dB。
[0049](2)優(yōu)于鑄鐵管。
[0050]超強的耐化學(xué)腐蝕性。管材內(nèi)層耐酸可達PH2、耐堿可達pH12，可用于排放pH2?PH12的液體。
[0051](3)良好的抗沖擊性能。本發(fā)明使用三層管材復(fù)合結(jié)構(gòu)技術(shù)，保證了靜音管具有良好的抗沖擊強度。堅硬的外層不僅保護著中層結(jié)構(gòu)，而且確保管材具有良好的抗沖擊性倉泛。
[0052](4)經(jīng)濟性能。本發(fā)明增強超靜音PE管，中間層使用大量的改性再生聚乙烯樹脂和無機填料，天然纖維且為發(fā)泡結(jié)構(gòu)，可以大大節(jié)約樹脂的使用量，可以節(jié)約成本，具有成本優(yōu)勢。
[0053](5)環(huán)保性能。使用壽命長:正常使用可達50年以上，無需日常維護；且聚乙烯屬于綠色環(huán)保建材，可重復(fù)回收利用。
【具體實施方式】:
[0054]凡依本發(fā)明專利構(gòu)思所述的結(jié)構(gòu)、原材料及方法原理等所做的等效或簡單變化，均包括于本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0055]實施例:中間微發(fā)泡層混料制備
[0056]將30份天然纖維粉碎并過250-500um孔徑篩，80°C烘干至水分含量小于0.6%，得天然纖維粉末；然后加入40份無機填料(280-300目)并用2份偶聯(lián)劑處理。然后按質(zhì)量比例分別加入60份聚乙烯、1份潤滑劑、1份交聯(lián)劑，將上述混料110°C熱混后卸料至40°C冷混系統(tǒng)冷卻，得到預(yù)混料；將預(yù)混料經(jīng)平行雙螺桿擠出機擠出造粒，工藝溫度設(shè)定在180-200°C，制的半成品粒料；將半成品粒料與2份化學(xué)發(fā)泡劑、0.05份抗氧劑等助劑進行混合后，加入到步驟二的錐形雙螺桿中擠出成型，工藝溫度設(shè)定在140-180°C，通過聚乙烯專用發(fā)泡模具擠出。
[0057]內(nèi)外皮層擠出
[0058]將高密度聚乙烯樹脂原料投入65螺桿擠出機擠出，熔體由皮層進料口進入復(fù)合模頭形成內(nèi)外皮層，其工藝條件見表1
[0059]表1內(nèi)外皮層擠出工藝條件
[0060]
【權(quán)利要求】
1.一種超靜音PE復(fù)合排水管，其特征在于，由高密度聚乙烯樹脂內(nèi)層、中間PE微發(fā)泡層和高密度聚乙烯樹脂外層制成的多層復(fù)合體，內(nèi)、中、外層厚度比為1: 4:1。
2.如權(quán)利要求1所述的超靜音PE復(fù)合排水管，其特征在于，所述PE微發(fā)泡層由如下組分制備而成:再生聚乙烯樹脂粉、無機填料或者有機填料、天然纖維、交聯(lián)劑、偶聯(lián)劑、潤滑劑、發(fā)泡劑、抗氧劑。
3.如權(quán)利要求2所述的超靜音PE復(fù)合排水管，其特征在于，由高密度聚乙烯樹脂內(nèi)層、中間PE微發(fā)泡層和高密度聚乙烯樹脂外層制成的多層復(fù)合體，內(nèi)、中、外層厚度比為1:4: 1，其中所述PE微發(fā)泡層各組分的重量份組成如下:再生聚乙烯樹脂粉60-80份
無機填料或者有機填料40-50份 天然纖維20-40份交聯(lián)劑0.5-2份 偶聯(lián)劑1-2份 潤滑劑0.5-2份 發(fā)泡劑1-3份抗氧劑0.05-0.1份。
4.如權(quán)利要求3所述的一種超靜音PE復(fù)合排水管，其特征在于所述PE微發(fā)泡層各組分的重量份組成如下:`再生聚乙烯樹脂粉60份無機填料(或者有機填料)40份天然纖維30份 交聯(lián)劑1份 偶聯(lián)劑2份 潤滑劑1份 發(fā)泡劑2份抗氧劑0.05份。
5.如權(quán)利要求4所述的一種超靜音PE復(fù)合排水管，其特征在于: 所述無機填料可以是碳酸鈣、滑石粉、硫酸鋇、粉煤灰、礦粉、玻璃纖維等無機礦物； 所述有機填料是合成填料或廢舊熱固性塑料填料； 所述天然纖維是指木屑、竹粉、稻殼、秸梗、麻類中的一種或幾種的混合； 所述交聯(lián)劑是高溫交聯(lián)劑，在150-180°C范圍內(nèi)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)； 所述偶聯(lián)劑為烷硅偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑中的一種； 所述潤滑劑可以是聚酯蠟、聚乙烯蠟、硬脂肪酸類、工業(yè)石蠟、甘油中的一種或者多種的復(fù)配； 所述發(fā)泡劑是化學(xué)發(fā)泡劑，可以是偶氮二甲酰胺或4，4’ -氧代雙苯磺酰肼，或者是其與NaHCO3復(fù)配； 所述抗氧劑是抗氧劑1010與168復(fù)配抗氧劑。
6.如權(quán)利要求5所述的一種超靜音PE復(fù)合排水管，其特征在于所述的交聯(lián)劑為2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基過氧化己炔、1，1- 二叔丁基過氧化_3，3，5-三甲基環(huán)己烷或1，3- 二叔丁基過氧化異丙基苯中的一種或多種的混合物。
7.如權(quán)利要求6所述的一種超靜音PE復(fù)合排水管，其特征在于內(nèi)外表面層均為衛(wèi)生許可級PE樹脂層，厚度為0.5-1mm。
8.—種如權(quán)利要求1-7任一所述的一種超靜音PE復(fù)合排水管中間PE微發(fā)泡層混料的制備方法，包含如下步驟: (1)將天然纖維粉碎并過250-500um孔徑篩，烘干至水分含量小于0.6%，得天然纖維粉末；然后將纖維粉、無機填料(280-300目)和偶聯(lián)劑高速混合至80°C ； (2)按質(zhì)量比例分別加入聚乙烯、復(fù)合潤滑劑、交聯(lián)劑，攪拌混合至110°C后由熱混系統(tǒng)卸料至冷混系統(tǒng)，冷卻至40°C，得到預(yù)混料； (3)將預(yù)混料經(jīng)平行雙螺桿擠出機擠出造粒，工藝溫度設(shè)定在180-200°C； (4)將半成品粒料與化學(xué)發(fā)泡劑、抗氧劑等助劑進行混合后，加入到錐形雙螺桿中擠出成型，工藝溫度設(shè)定在140-180°C，通過聚乙烯專用發(fā)泡模具擠出。
9.如權(quán)利要求8所述的一種超靜音PE復(fù)合排水管中間PE微發(fā)泡層混料的制備方法，包含如下步驟: 將30份天然纖維粉碎并過250-500um孔徑篩，80°C烘干至水分含量小于0.6%，得天然纖維粉末；然后加入40份無機填料(280-300目)并用2份偶聯(lián)劑處理；然后按質(zhì)量比例分別加入60份聚乙烯、1份潤滑劑、1份交聯(lián)劑，將上述混料110°C熱混后卸料至40°C冷混系統(tǒng)冷卻，得到預(yù)混料；將預(yù)混料經(jīng)平行雙螺桿擠出機擠出造粒，工藝溫度設(shè)定在180-200°C，制的半成品粒料；將半成品粒料與2份化學(xué)發(fā)泡劑、0.05份抗氧劑等助劑進行混合后，加入到步驟二的錐形雙螺桿中擠出成型，工藝溫度設(shè)定在140-180°C，通過聚乙烯專用發(fā)泡模具擠出。
10.一種如權(quán)利要求1-9任一所述的一種超靜音PE復(fù)合排水管的制備方法，包含如下步驟: 1)雙機共擠或三機共擠擠出步驟:用I臺聚乙烯專用發(fā)泡80錐形雙螺桿擠出機擠出中間層和2臺65單螺桿擠出機擠出內(nèi)層及外層； 2)真空定型步驟:選用兩段式真空定型技術(shù)定型真空定型: 3)牽引步驟； 4)切割包裝:使用無屑切割機。
11.一種如權(quán)利要求10所述的一種超靜音PE復(fù)合排水管的制備方法，其特征在于三機共擠擠出包含如下步驟: 1)內(nèi)外皮層擠出 將高密度聚乙烯樹脂原料投入65螺桿擠出機擠出，熔體由皮層進料口進入復(fù)合模頭形成內(nèi)外皮層，中間微發(fā)泡芯層擠出，將PE微發(fā)泡層混料投入80錐形雙螺桿中擠出，熔體由芯層進料口進入復(fù)合模頭形成芯層， 2)內(nèi)外皮層和中間微發(fā)泡芯層復(fù)合共擠擠出的內(nèi)外皮層及芯`層一起進入復(fù)合共擠模頭，形成三層復(fù)合結(jié)構(gòu)靜音管。
【文檔編號】C08L23/06GK103486355SQ201310405227
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】王愛國, 王帥波, 褚言永, 郝聚凱, 袁春雷 申請人:臨沂東立塑膠建材有限公司