微孔塑覆PPR内衬铜增强复合管及其制造方法

摘要

本发明涉及金属塑料复合管道，特别是一种微孔塑覆PPR内衬铜增强复合管及其制造方法。它包括内衬铜管和铜管外侧沿周向和纵向通过抗老化粘接层连接包覆的PPR塑料层；所述的PPR塑料层外侧沿周向和纵向再依次覆盖有发泡体隔热保温层和塑料保护外层。它主要解决现有铜管或塑覆铜管无法达到一级保温材料标准，使用中容易造成热量流失的技术问题，它兼具有节能保温和使用寿命长的优点，而且便于管道、管接头的安装连接。

说明书

技术领域

本发明涉及金属塑料复合管道，特别是一种微孔塑覆PPR内衬铜增强复合管及其制造方法。

背景技术

中国建设部于2006年8月1日开始实施的《管道直饮水系统技术规程》行业标准中，将铜管列为直饮水系统指定选用管材之一。铜水管之所以列为直饮水系统是因为其具有以下特性：

1、铜的塑性好而没有低温脆性，可以承受很高的温度而又不会产生副作用或长期老化现象；铜能防腐、耐高温不会燃烧；在高温环境下仍能保持其形状和强度永不变质，真正能保用50年以上。

2、铜无论是细菌、氧气或紫外线均不能穿透它，寄生虫也无法栖息在铜管内，而且能防止管外的污染物污染管内的水质；铜离子可以抑制水中细菌滋生，有益于使用者身体健康，因此，铜水管的应用非常安全。

但是，由于裸铜管系良好的导热体材料[铜的导热系数为383.8W/(m·K)]，在输送热水时热量极易流失，造成管末端无法达到所需温度，浪费热源能量；同时，对建筑物混凝土还会因受到经常性的热胀冷缩产生应力，造成材料疲乏甚至龟裂。裸铜水管还会在其表面产生“结露”现象，容易给周围建筑带来损害。另外，厚壁型裸铜水管的成本较高，以及采用螺纹连接或焊接工艺的施工难度较大，影响其推广使用。

鉴于上述情况，业者发明了塑覆铜管(如：铜管外覆PPR塑料)，管道连接传统的热熔焊接方法，因此施工方便。但产品的保温等级仍然无法达到一级保温材料的标准(经测试铜管外覆PPR塑料的管体仅达到四级保温材料的导热系数0.21W/(m·K)]标准)，也就是说在使用中仍然容易造成热量流失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微孔塑覆PPR内衬铜增强复合管及其制造方法，主要解决现有铜管或塑覆铜管无法达到一级保温材料标准，使用中容易造成热量流失的技术问题，它兼具有节能保温和使用寿命长的优点，而且便于管道、管接头的安装连接。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种微孔塑覆PPR内衬铜增强复合管，其特征在于：它包括内衬铜管和铜管外侧沿周向和纵向通过抗老化粘接层连接包覆的PPR塑料层；所述的PPR塑料层外侧沿周向和纵向再依次覆盖有发泡体隔热保温层和塑料保护外层；其中：

选择PPR塑料为主体原料，胶粘剂及抗铜老化剂等混合原料，其重量份数配比如下：

原料      重量份数

胶粘剂    10

抗铜剂    3-7

选择PE塑料作微孔发泡体、外护层的主体原料，其中，塑料微孔发泡体的重量份数配比如下：

原料      重量份数

PE        100

发泡剂    20-50

阻燃剂    3-20

抗老化剂  0.5-5。

所述的微孔塑覆PPR内衬铜增强复合管，其特征在于：所述的胶粘剂采用接枝改性61M热熔胶，所述的抗铜剂采用Lrganox MD。

所述的微孔塑覆PPR内衬铜增强复合管，其特征在于：所述的发泡剂采用N₂，所述的阻燃剂采用Sb₂O₃，所述的抗老化剂为1010。

所述的微孔塑覆PPR内衬铜增强复合管，其特征在于：所述的内衬铜管采用薄壁型TP2纯铜铜管，Cu％≥99.90。

一种如权利要求上所述的微孔塑覆PPR内衬铜增强复合管的制造方法，其特征在于：它包括如下步骤：

A铜管表面处理；

B预热；

C通过复合挤塑机分别在铜管外挤出抗金属老化粘结层和PPR塑料层，形成Cu-PPR管；

D冷却；

E通过复合挤塑机分别在Cu-PPR管外挤出发泡体层和外保护层；

F水冷并检验后成品。

所述的方法，其特征在于：所述的步骤B是高频加热到铜管表面温度至180-280℃。

所述的方法，其特征在于：所述的步骤D是将空气风道逆向冷却至60-120℃。

所述的方法，其特征在于：所述的步骤C是利用上述原料在PPR塑料和铜管之间设置自行配制的胶粘剂和抗铜剂的混合物，并在挤塑机机筒温度为180-280℃，模套温度200-250℃，挤塑机螺杆转速50-150转/分，机头压力50-80兆帕和铜管牵引速度1-10米/分的工艺参数下获得一次性热熔粘结复合Cu-PPR管。

所述的方法，其特征在于：所述的步骤E中发泡体隔热保温层采用充N₂的PE塑料闭气孔发泡体塑料材料。

与现有技术相比，本发明的特点如下：

1、经测试，该微孔塑覆PPR内衬铜增强复合管的导热系数低于0.036W/(m·K)，达到了一级保温材料的标准，避免了热量在管道使用过程中的流失现象。

2、本发明微孔塑覆PPR内衬铜增强复合管具有一定的耐高压性及抗冻胀性能，不易老化，更不会遇火燃烧，内壁光滑流体阻力小，尤其是铜的化学性能稳定不易被腐蚀，不会附着油脂、碳水化合物，特别是溶入水中的铜离子具有显著的杀菌、抑菌作用，使用安全可靠。

3、本发明微孔塑覆PPR内衬铜增强复合管可以通过PPR塑料层进行管道和管接头的热熔连接，相比于裸铜水管的螺纹连接和焊接连接，操作更加方便且成本低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：

1-铜管；

2-抗老化粘接层；

3-PPR塑料层；

4-发泡体隔热保温层；

5-塑料保护外层；

图2是本发明的制造工艺流程图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明公开了一种微孔塑覆PPR内衬铜增强复合管。如图所示：它包括内衬铜管1和铜管1外侧沿周向和纵向通过抗老化粘接层2连接包覆的PPR塑料层3；所述的PPR塑料层3外侧沿周向和纵向再依次覆盖有发泡体隔热保温层4和塑料保护外层5。

所述的内衬铜管1可采用薄壁型TP2纯铜铜管(Cu％≥99.90)，所述的抗老化粘接层2具有很好的抗铜老化的性能，所述的PPR塑料层3具有一定的保温性能且具有较好的热熔连接性能。所述的发泡体隔热保温层4可采用充N₂的PE塑料闭气孔发泡体塑料材料，材料的孔隙大小由冲入N₂的体积来决定，它使复合管的保温性能得到了很大的提升。所述的塑料保护外层5，其材料具有一定机械强度，起到保护发泡体不易受损坏，还有防腐、抗光热老化、防火阻燃的作用，可以选择聚乙烯塑料。

如图2所示，本发明产品的制造工艺包括如下流程：

A铜管表面处理；

B预热；高频加热到铜管表面温度至180-280℃；

C通过复合挤塑机1分别在铜管外挤出抗金属老化粘结层和PPR塑料层，形成Cu-PPR管；

D冷却；空气风道逆向冷却至60-120℃；

E通过复合挤塑机2分别在Cu-PPR管外挤出发泡体层和外保护层；

F水冷并检验后成品。

以下举例来详细说明本发明产品的具体制造工艺：

1、首先，选择共聚丙烯(PPR)塑料为主体原料，胶粘剂及抗铜老化剂等混合原料，其重量份数配比如下：

原料                         重量份数

胶粘剂(接枝改性61M热熔胶)    10

抗铜剂(Lrganox MD)            3-7

利用上述原料在PPR塑料和铜管之间设置自行配制的胶粘剂和抗铜剂的混合物，并在挤塑机机筒温度为180-280℃，模套温度200-250℃，挤塑机螺杆转速50-150转/分，机头压力50-80兆帕和铜管牵引速度1-10米/分的工艺参数下获得一次性热熔粘结复合Cu-PPR管。

2、选择聚乙烯(PE)塑料作微孔发泡体、外护层的主体原料，其中，塑料微孔发泡体的重量份数配比如下：

原料            重量份数

聚乙烯(PE)      100

发泡剂(N₂)      20-50

阻燃剂Sb₂O₃     3-20

抗老化剂1010    0.5-5

利用上述原料在Cu-PPR复合管体上继续连续包覆闭气孔保温层和阻燃、抗老化型的外护套层，本发明的微孔塑覆PPR内衬铜增强复合管的性能特征如下：

(1)导热系数为0.036W/(m·K)，属一级保温材料类，具有防冻、保温、节能效果；

(2)PE塑料保护层设计阻燃防火措施，氧指数OI值≥28％；

(3)采用热熔焊接技术工艺，安装简便，真正实现“一次焊接，终身连接，滴水不漏，永无隐患”的安全供水理念；

(4)内衬铜管系全铜触水，铜离子可抑制水中细菌滋生，具有杀菌功能，使用非常安全；

(5)制造工艺、成型方式和复合模具结构独特合理，可大规模工业化生产，满足市场要求。

综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。