CN110901005A - 一种阻氧防垢复合管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种阻氧防垢复合管及其制备方法，属于管材技术领域。本发明阻氧防垢复合管有5层结构，从内到外依次为超疏水层、黏合剂层A、阻氧层、黏合剂层B以及保护层，超疏水层的材料包括耐热聚乙烯和超疏水助剂，通过引入阻氧层和超疏水助剂，降低了管材的渗氧性，防止管道内壁结垢，提高了地暖***的安全性、供暖效率及经济性。
Description
技术领域
本发明属于管材技术领域，涉及一种阻氧防垢复合管及其制备方法。
背景技术
随着社会的进步与发展，采暖方式已经由散热片采暖逐步转变为地下采暖。地暖管指低温热水地面辐射采暖***中用来作为低温热水循环流动载体的一种管材，近年来使用日益广泛，为了使低温热水更好的循环流动需要管材本身具有良好的力学性能、耐高温以及耐低温性。耐热聚乙烯(PERT)管材是当前世界范围内管材用作地暖管的理想产品。
但是耐热聚乙烯管材在日常使用中也有一些不足，主要表现在两个方面：一方面是存在渗氧性，并且随着温度的升高而增加，热水管中含有较多的氧不仅会对***中的金属管件造成腐蚀，还会导致微生物大量繁殖，从而使管内壁生成一层生物粘泥，影响水流量和换热效率；另一方面是地暖管在长时间使用后管道内壁上常常会结垢，随着管道使用的时间增加管内流通面积不断变小，影响了***的水流量和换热效率，甚至造成管道***的堵塞，因此需要对管道内壁进行周期性清洗，不仅费时费力，清洗不当还会造成管道的破裂，损失严重。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种阻氧防垢复合管及其制备方法，以提高地暖***的安全性、供暖效率及经济性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
第一方面，本发明提供了一种阻氧防垢复合管，其有5层结构，从内到外依次为超疏水层、黏合剂层A、阻氧层、黏合剂层B以及保护层，所述超疏水层的材料包括耐热聚乙烯和超疏水助剂。通过采用超疏水助剂提高了超疏水层的疏水性能；通过同时引入阻氧层和超疏水层，降低了管材的渗氧性，防止管道内壁结垢。
作为本发明阻氧防垢复合管的优选实施方式，所述超疏水助剂为以耐热聚乙烯为基体且含表面能在20J/m2以下物质的树脂。
作为本发明阻氧防垢复合管的优选实施方式，所述表面能在20J/m2以下的物质为氟和/或有机硅；作为本发明阻氧防垢复合管更优选的实施方式，所述超疏水助剂为聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、分子量为10-30万的聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
作为本发明阻氧防垢复合管的优选实施方式，所述超疏水层的材料中，耐热聚乙烯和超疏水助剂的重量比为耐热聚乙烯:超疏水助剂＝100:1-10。
作为本发明阻氧防垢复合管的优选实施方式，所述超疏水层的材料还包括色母。
作为本发明阻氧防垢复合管更优选的实施方式，所述超疏水层的材料中，耐热聚乙烯和色母的重量比为耐热聚乙烯:色母＝100:1-2。
作为本发明阻氧防垢复合管的优选实施方式，所述阻氧层的材料为EVOH。
作为本发明阻氧防垢复合管的优选实施方式，所述黏合剂层A和所述黏合剂层B的材料均为热熔胶。
作为本发明阻氧防垢复合管的优选实施方式，所述保护层的材料为耐热聚乙烯或耐热聚乙烯与色母的混合物。
作为本发明阻氧防垢复合管更优选的实施方式，所述保护层的材料中，耐热聚乙烯与色母的重量比为耐热聚乙烯:色母＝100:2。
作为本发明阻氧防垢复合管的优选实施方式，所述粘合层A和所述粘合层B的厚度为0.04-0.15mm，所述阻氧层的厚度为0.04-0.15mm。
所述保护层和超疏水层为承压层，符合相应标准。
第二方面，本发明还提供了上述阻氧防垢复合管的制备方法，其采用五层共挤技术，包括以下步骤：同时将耐热聚乙烯和超疏水助剂的混合物或者耐热聚乙烯、超疏水助剂和色母的混合物通过第一双螺杆挤出机挤出超疏水层，将热熔胶通过第二双螺杆挤出机挤出涂覆于所述超疏水层外壁的黏合剂层A，将阻氧剂通过第三双螺杆挤出机挤出涂覆于所述黏合剂层A外壁的阻氧层，将热熔胶通过第四双螺杆挤出机挤出涂覆于所述阻氧层外壁的黏合剂层B，将耐热聚乙烯与色母的混合物或耐热聚乙烯通过第五双螺杆挤出机挤出涂覆于所述黏合剂层B外的保护层；之后依次经真空定径、冷却定型，得到所述阻氧防垢复合管。
作为本发明制备方法的优选实施方式，所述超疏水层的挤出温度为190-210℃，所述黏合剂层A、所述阻氧层以及所述黏合剂层B的挤出温度均为195-220℃，所述保护层的挤出温度为195-210℃。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：本发明通过引入阻氧层和超疏水助剂，降低了管材的渗氧性，防止管道内壁结垢，提高了地暖***的安全性、供暖效率及经济性。
附图说明
图1为本发明阻氧防垢复合管的立体图；
图2为本发明阻氧防垢复合管的剖面图；
图中标记说明：1-超疏水层；2-黏合剂层；3-阻氧层；4-黏合剂层；5-保护层。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明阻氧防垢复合管的一种实施例，该阻氧防垢复合管的结构示意图如图1所示，其有5层长度相同的结构，从内到外依次为超疏水层1、黏合剂层2、阻氧层3、黏合剂层4以及保护层5，其中超疏水层1由以下重量份的材料制成：耐热聚乙烯100份、超疏水助剂1份、色母2份；黏合剂层2和黏合剂层4的材料均为热熔胶，保护层5由以下重量份的材料制成：耐热聚乙烯100份、色母2份；黏合剂层2、阻氧层3以及黏合剂层4的厚度均为0.04mm～0.15mm。该阻氧防垢复合管的制备方法包括以下步骤：同时将耐热聚乙烯、超疏水助剂和色母的混合物通过第一双螺杆挤出机挤出超疏水层1，将热熔胶通过第二双螺杆挤出机挤出涂覆于超疏水层1外壁的黏合剂层2，将阻氧剂通过第三双螺杆挤出机挤出涂覆于黏合剂层2外壁的阻氧层3，将热熔胶通过第四双螺杆挤出机挤出涂覆于阻氧层3外壁的黏合剂层4，将耐热聚乙烯与色母的混合物第五双螺杆挤出机挤出涂覆于黏合剂层4外的保护层5；之后依次经真空定径、冷却定型，得到该阻氧防垢复合管。
实施例2
本发明阻氧防垢复合管的一种实施例，该阻氧防垢复合管的结构示意图如图1所示，其有5层长度相同的结构，从内到外依次为超疏水层1、黏合剂层2、阻氧层3、黏合剂层4以及保护层5，其中超疏水层1由以下重量份的材料制成：耐热聚乙烯100份、超疏水助剂2份、色母2份；黏合剂层2和黏合剂层4的材料均为热熔胶，保护层5由以下重量份的材料制成：耐热聚乙烯100份、色母2份；黏合剂层2、阻氧层3以及黏合剂层4的厚度均为0.04mm～0.15mm。该阻氧防垢复合管的制备方法同实施例1。
实施例3
本发明阻氧防垢复合管的一种实施例，该阻氧防垢复合管的结构示意图如图1所示，其有5层长度相同的结构，从内到外依次为超疏水层1、黏合剂层2、阻氧层3、黏合剂层4以及保护层5，其中超疏水层1由以下重量份的材料制成：耐热聚乙烯100份、超疏水助剂5份、色母2份；黏合剂层2和黏合剂层4的材料均为热熔胶，保护层5由以下重量份的材料制成：耐热聚乙烯100份、色母2份；黏合剂层2、阻氧层3以及黏合剂层4的厚度均为0.04mm～0.15mm。该阻氧防垢复合管的制备方法同实施例1。
实施例4
本发明阻氧防垢复合管的一种实施例，该阻氧防垢复合管的结构示意图如图1所示，其有5层长度相同的结构，从内到外依次为超疏水层1、黏合剂层2、阻氧层3、黏合剂层4以及保护层5，其中超疏水层1由以下重量份的材料制成：耐热聚乙烯100份、超疏水助剂10份、色母2份；黏合剂层2和黏合剂层4的材料均为热熔胶，保护层5由以下重量份的材料制成：耐热聚乙烯100份、色母2份；黏合剂层2、阻氧层3以及黏合剂层4的厚度均为0.04mm～0.15mm。该阻氧防垢复合管的制备方法同实施例1。
实施例1-5中的超疏水助剂均为PVF(聚氟乙烯)、PVDF(聚偏氟乙烯)、分子量为10-30万的聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
对比例
本对比例为一种单层管，其由以下重量份的材料制成：耐热聚乙烯100份、色母2份。
效果例
将实施例1-5以及对比例中的管材进行性能测试，结果如表1所示。
表1管材性能测试结果
注：透氧率标准参照ISO17455，疏水性能标准参照GB/T30693-2014，静液压标准参照GB/T6111-2003。
本发明最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种阻氧防垢复合管，其特征在于：所述阻氧防垢复合管有5层结构，从内到外依次为超疏水层、黏合剂层A、阻氧层、黏合剂层B以及保护层，所述超疏水层的材料包括耐热聚乙烯和超疏水助剂。
2.根据权利要求1所述的阻氧防垢复合管，其特征在于，所述超疏水助剂为以耐热聚乙烯为基体且含表面能在20J/m2以下物质的树脂。
3.根据权利要求2所述的阻氧防垢复合管，其特征在于，所述表面能在20J/m2以下的物质为氟和/或有机硅。
4.根据权利要求3所述的阻氧防垢复合管，其特征在于，所述超疏水助剂为聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、分子量为10-30万的聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的阻氧防垢复合管，其特征在于：所述超疏水层的材料中，耐热聚乙烯和超疏水助剂的重量比为耐热聚乙烯:超疏水助剂＝100:1-10。
6.根据权利要求1所述的阻氧防垢复合管，其特征在于，所述超疏水层的材料还包括色母；所述超疏水层的材料中，耐热聚乙烯和色母的重量比为耐热聚乙烯:色母＝100:1-2。
7.根据权利要求1所述的阻氧防垢复合管，其特征在于，所述阻氧层的材料为EVOH，所述黏合剂层A和所述黏合剂层B的材料均为热熔胶，所述保护层的材料为耐热聚乙烯或耐热聚乙烯与色母的混合物。
8.根据权利要求1所述的阻氧防垢复合管，其特征在于，所述粘合层A和所述粘合层B的厚度为0.04-0.15mm，所述阻氧层的厚度为0.04-0.15mm。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的阻氧防垢复合管的制备方法，其特征在于，所述制备方法采用五层共挤技术，包括以下步骤：同时将耐热聚乙烯和超疏水助剂的混合物或者耐热聚乙烯、超疏水助剂和色母的混合物通过第一双螺杆挤出机挤出超疏水层，将热熔胶通过第二双螺杆挤出机挤出涂覆于所述超疏水层外壁的黏合剂层A，将阻氧剂通过第三双螺杆挤出机挤出涂覆于所述黏合剂层A外壁的阻氧层，将热熔胶通过第四双螺杆挤出机挤出涂覆于所述阻氧层外壁的黏合剂层B，将耐热聚乙烯与色母的混合物或耐热聚乙烯通过第五双螺杆挤出机挤出涂覆于所述黏合剂层B外的保护层；之后依次经真空定径、冷却定型，得到所述阻氧防垢复合管。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述超疏水层的挤出温度为190-210℃，所述黏合剂层A、所述阻氧层以及所述黏合剂层B的挤出温度均为195-220℃，所述保护层的挤出温度为195-210℃。
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