一种阻燃的高强度PP-R管的制作方法

一种阻燃的高强度pp-r管
技术领域
1.本实用新型涉及管材技术领域，特别是涉及一种阻燃的高强度pp-r管。

背景技术：

2.pp-r(polypropylene random)管又称三丙聚丙烯管、无规共聚聚丙烯管或ppr管，是一种采用无规共聚聚丙烯为原料的管材，其具有耐腐蚀性好、耐热性能好、保温性能好及膨胀力小的优点，广泛应用于建筑物的供热系统、供水系统或气路系统等。但是，现有技术中，pp-r管在没有填充的情况下线性膨胀系数比较大，导致安装过程需要做线性膨胀修正，影响了施工效率。为此，现有pp-r管在制备过程中加入玻璃纤维，增大pp-r管的强度及模量，从而提高pp-r管的尺寸稳定性。然而，采用玻璃纤维填充的pp-r在强度、尺寸稳定性以及消防安全性等方面仍然具有很大的改善空间。

技术实现要素：

3.为了解决上述现有的pp-r管存在强度、尺寸稳定性以及消防安全性较为一般的技术问题，本实用新型提供了一种阻燃的高强度pp-r管，包括管体，所述管体包括由内至外依次设置的内管层、第一加强层、第二加强层及阻燃层；所述第二加强层为采用碳纤维填充于pp-r材料以形成的第一复合材料层，所述阻燃层为采用氢氧化镁填充于pp-r材料以形成的第二复合材料层。
4.在一些实施方式中，所述第二加强层中的碳纤维的体积占比为6％-10％。
5.在一些实施方式中，所述阻燃层中的氢氧化钠的体积占比为50％-70％。
6.在一些实施方式中，所述第一加强层为采用玻璃纤维填充于pp-r材料以形成的第三复合材料层。
7.在一些实施方式中，所述第一加强层中的玻璃纤维的体积占比为10％-15％。
8.在一些实施方式中，所述内管层为pp-r材料层。
9.在一些实施方式中，所述内管层、所述第一加强层、所述第二加强层及所述阻燃层通过共挤工艺形成一体化结构。
10.在一些实施方式中，所述管体的横截面为圆形。
11.本实用新型的一种阻燃的高强度pp-r管与现有技术相比，其有益效果在于：
12.本实用新型的pp-r管包括内管层、第一加强层、第二加强层及阻燃层，其中内管层与第一加强层可以组合形成现有技术中的pp-r管，通过增设第二加强层及阻燃层，进一步增大了pp-r管的强度及模量，以及使pp-r管的外表面具有较强的防火阻燃性，阻挡火焰侵入pp-r管的内部。具体地，第二加强层包括碳纤维，碳纤维具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性，同碳纤维沿管体的轴向延伸，以使管体沿其轴向具有很高的强度及模量，从而保证管体的轴向尺寸的稳定性。阻燃层包括氢氧化镁，当pp-r管的阻燃层遇火燃烧时，氢氧化镁受热分解以吸收了火焰的热量，同时释放出大量水分稀释阻燃层表面的氧气，由于氢氧化镁分解成氧化镁能够阻挡火焰进一步向第二加强层蔓延，从而起到优秀的防火阻
燃效果。
附图说明
13.图1是本实用新型一些实施例的阻燃的高强度pp-r管的剖视示意图；
14.图中，1、内管层；2、第一加强层；3、第二加强层；4、阻燃层。
具体实施方式
15.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
16.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
17.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
18.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
19.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
20.请参考图1，本实用新型实施例的一种阻燃的高强度pp-r管包括管体，管体包括由内至外依次设置的内管层1、第一加强层2、第二加强层3及阻燃层4；第二加强层3为采用碳纤维填充于pp-r材料以形成的第一复合材料层，阻燃层4为采用氢氧化镁填充于pp-r材料以形成的第二复合材料层。
21.其中需要说明的是，本实用新型实施例的第二加强层3为本领域的现有材料，即碳纤维混入pp-r材料以形成的第一复合材料层为本领域的现有材料，例如参考下述的公知文献：《连续碳纤维增强pa6复合材料的研究》，郑利杭，2021-06-30；《碳纤维/聚醚醚酮(peek)复合材料拉拔制管工艺设计和模拟》，刘明瑞；严飙；彭福军；彭雄奇；尹红灵，2019-09-17；《碳纤维增强复合材料(管材)皮秒激光切割研究》，刘晓峰，2018-04-23；《碳纤维复合材料管材热缩成型工艺技术》，靳武刚；高建军；吴利英，2002-04-15等。相同地，本实用新型实施
例的阻燃层4为本领域的现有材料，即氢氧化镁混入pp-r材料以形成的第二复合材料层为本领域的现有材料，例如参考下述的公知文献：《pe-rt/pp/氢氧化镁微粉复合材料的研究》，刘启明；刘勇旭；李良波；孟平蕊，2011-09-30；《纳米氢氧化镁复合阻燃聚烯烃材料的研究》，刘启明；李良波，2008-12-15等。
22.进一步地，在一些实施方式中，第二加强层3中的碳纤维的体积占比为6％-10％，例如6％、7％、8％、9％、或10％，优选为8％，如此控制第二加强层3中的碳纤维与pp-r材料之间的体积占来防止管体的强度及刚性过大而容易脆裂，确保管体具有一定的柔韧性以便于施工。
23.进一步地，在一些实施方式中，阻燃层4中的氢氧化钠的体积占比为50％-70％，例如50％、55％、60％、65％、或70％，优选为60％，如此控制阻燃层4中的氢氧化镁与pp-r材料之间的体积占来避免管体外侧硬化，使管体具有一定的柔韧性以便于施工，同时也需要具有充足的防火阻燃性。
24.在一些实施方式中，第一加强层2为采用玻璃纤维填充于pp-r材料以形成的第三复合材料层。其中，玻璃纤维混入pp-r材料以形成的第三复合材料层为现有pp-r管的通用结构，例如参考下述的公知文献：《疲劳玻璃纤维pp/ppr/pa合金材料》，王保续；秦立杰；侯娟；薛刚，2011-09-18；《基于100年设计使用年限的玻璃纤维增强塑料管管道结构设计研究》，阮超；陈建中；张延军；李胡爽；张冲博，2021-04-15。
25.进一步地，在一些实施方式中，第一加强层2中的玻璃纤维的体积占比为10％-15％，例如10％、11％、12％、13％、或15％，优选为12％，，如此控制第一加强层2中的玻璃纤维与pp-r材料之间的体积占比来保证第一加强层2具有足够的强度及模量。
26.在一些实施方式中，内管层1为pp-r材料层。
27.在一些实施方式中，内管层1、第一加强层2、第二加强层3及阻燃层4通过共挤工艺形成一体化结构，具体操作为将内管层1、第一加强层2、第二加强层3及阻燃层4的原材料分别加热成熔体后通过共挤模具在口模出口处汇合粘接一起，然后降温冷却后形成pp-r管。
28.在一些实施方式中，管体的横截面为圆形。在其他实施方式中，管体的横截面为椭圆形或腰圆形。
29.综上，本实用新型实施例提供一种阻燃的高强度pp-r管，其通过在现有的pp-r管的外层增设有第二加强层3及阻燃层4，进一步增大了pp-r管的强度及模量，以及使pp-r管的外表面具有较强的防火阻燃性，阻挡火焰侵入pp-r管的内部。具体地，第二加强层3包括碳纤维，碳纤维具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性，同碳纤维沿管体的轴向延伸，以使管体沿其轴向具有很高的强度及模量，从而保证管体的轴向尺寸的稳定性。阻燃层4包括氢氧化镁，当pp-r管的阻燃层4遇火燃烧时，氢氧化镁受热分解以吸收了火焰的热量，同时释放出大量水分稀释阻燃层4表面的氧气，由于氢氧化镁分解成氧化镁能够阻挡火焰进一步向第二加强层3蔓延，从而起到优秀的防火阻燃效果。
30.本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
31.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种阻燃的高强度pp-r管，其特征在于，包括管体，所述管体包括由内至外依次设置的内管层、第一加强层、第二加强层及阻燃层；所述第二加强层为采用碳纤维填充于pp－r材料以形成的第一复合材料层，所述阻燃层为采用氢氧化镁填充于pp－r材料以形成的第二复合材料层。2.如权利要求1所述的阻燃的高强度pp-r管，其特征在于，所述第一加强层为采用玻璃纤维填充于pp－r材料以形成的第三复合材料层。3.如权利要求1所述的阻燃的高强度pp-r管，其特征在于，所述内管层为pp－r材料层。4.如权利要求1－3任一项所述的阻燃的高强度pp-r管，其特征在于，所述内管层、所述第一加强层、所述第二加强层及所述阻燃层通过共挤工艺形成一体化结构。5.如权利要求1所述的阻燃的高强度pp-r管，其特征在于，所述管体的横截面为圆形。

技术总结

本实用新型涉及管材技术领域，公开了一种阻燃的高强度PP-R管，包括管体，所述管体包括由内至外依次设置的内管层、第一加强层、第二加强层及阻燃层；所述第二加强层为采用碳纤维填充于PP-R材料以形成的第一复合材料层，所述阻燃层为采用氢氧化镁填充于PP-R材料以形成的第二复合材料层。根据本实用新型的PP-R管通过增设第二加强层及阻燃层来使管体沿其轴向具有很高的强度及模量，保证管体的轴向尺寸的稳定性，以及阻燃层能够阻挡火焰进一步向第二加强层蔓延，从而起到优秀的防火阻燃效果。从而起到优秀的防火阻燃效果。从而起到优秀的防火阻燃效果。