[发明专利]一种利用高吸收激光退火制备高韧性PPR塑料管道的方法

说明书

本发明提出一种利用高吸收激光退火制备高韧性PPR塑料管道的方法，先将HDPE粉末分散制成乳液，再将其压入滑石粉的层间，迅速冷冻干燥后加入胶粘剂等制成吸收涂料，均匀喷于挤出的PPR管坯表面，再依次穿过定径孔和激光退火箱，退火箱内以一定波长的CO₂激光快速照射，速冷、切割得到高韧性的PPR塑料管道。本发明提供上述方法，有效克服常规的PPR退火工艺较为繁琐，需将整车产品进入退火箱中进行热处理，存在二次工序，并且退火时间漫长，效率低的缺陷，从而实现了改善了低温条件下PPR管材的冲击韧性，并且缩短了热处理工艺时间，提升了生产效率的技术效果。

技术领域

本发明涉及高分子复合材料加工领域，具体涉及一种利用高吸收激光退火制备高韧性PPR塑料管道的方法。

背景技术

无规共聚聚丙烯（PPR）具有有保温节能、绿色环保和优异的耐热、氧稳定性与卫生性能等优点，由于其优良的物理机械性能、成型加工性能以及良好的化学稳定性、耐热性、抗蠕变性等，近几年在工业领域得到了广泛的应用，尤其是在室内外冷热水管的应用方面更为突出。PPR管材对树脂的综合性能要求非常高，要求树脂良好的刚性、耐热性、耐化学性能和抗蠕变性能，并且要求有一定的耐冲击性能。但由于其低温脆性高、极易产生应力诱导开裂等问题从而影响了PPR管材的生产、存储、运输、安装和使用。

为了更加有效地改善并提高 PPR管材的综合性能，拓宽其应用领域，目前多采用共混改性、填充改性和退火等方法来增韧改性。共混改性以微粒状的形式将弹性体或微量的纳米粒子分散在 PPR基底材料中用来提高塑料的韧性，该方法目前研究较多，效果明显。常用于 PPR共混改性的弹性体有乙烯－辛烯共聚物(POE)、高密度聚乙烯( PE-HD)、苯乙烯系热塑性弹性体(SBS)等。填充改性是加入一些填料在塑料成型加工中，不仅改善和提高塑料制品的性能，还能降低制备成本。主要使用的填料有 CaCO ₃、SiO₂、TiO₂ 、滑石粉、云母、高岭土、蒙脱土、玻璃纤维等。然而，无论是共混还是填充改性，均存在着明显的第二相分布不均'颗粒团聚及与基体相容性差等问题。退火则环保、安全、高效，通过恰当的退火处理可以解决聚合物加工成型过程中冷却速率较快、晶体发育不完全的问题，有效改善聚合物的结晶过程，减少基体中的残余应力，从而提高材料的综合力学性能。

中国发明专利申请号201510911629.6公开了一种去内应力无规共聚聚丙烯管材的生产工艺，将成型的 PP-R管材放入烘车，调节温度，温度在一定时间内由室温上升到40-60℃，保持 40-60℃ 3-7 分钟，再在一定时间内由 40-60℃上升到 70-95℃，保持70-95℃ 3-7 分钟，再在一定时间内由 70-95℃上升到 104-110℃，保持 104-110℃ 0.7-1.5小时；在 0.7-1.5 小时内自然冷却至30-40℃，将烘车推出烘箱，冷却到常温。但是该退火工艺为二次工序，需将整车产品进入退火箱中进行热处理，并且退火工艺较为繁琐，时间漫长。

中国发明专利申请号201510562833.1公开了一种PPR管材退火工艺，包括五道加热处理和冷却处理，第一、二道加热处理温度控制在100℃以下，加热处理时间控制在2小时左右，防止由于温度过高时间过长而引起管材变形问题；第三、四道加热处理温度控制在125℃以下，加热处理时间控制在1小时左右，消除或减少管材生产过程中，内部因PPR分子结晶所产生的内应力；第五道加热处理温度控制在100℃以下，加热处理时间控制在0.5小时左右，防止或减少退火过程中二次产生的内应力，减少温差过大产生的管材收缩弯曲变形问题，该方案虽然能够解决现有PPR管材易出现低温脆性开裂等问题，但是同上述方案类似工艺步骤较多，处理时间长，生产效率低。

综上所述，常规的PPR退火工艺较为繁琐，存在二次工序，并且退火时间漫长，效率低，无法实现在线热处理，因此，亟待对现有的生产工艺进行改进，简化退火工艺步骤，提升生产效率，制备出低温条件下冲击韧性优异的PPR管材。

发明内容