[发明专利]一种聚丙烯超静音管道及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚丙烯超静音管道及其制备方法，管壁包括依次设置的外层、中间发泡层及内加强层；所述外层材料的组分包括聚丙烯，所述中间发泡层材料的组分包括金属有机框架材料接枝的聚丙烯及发泡剂；所述内加强层材料的组分包括金属有机框架材料接枝的聚丙烯，内加强层的内壁上设有若干呈螺旋状的加强筋。本发明在中间层和内层的聚丙烯基体上接枝金属有机框架材料，具有中空多孔结构的金属有机框架材料可以有效提高聚丙烯材料的静音效果，同时还可以使管材具有良好的力学性能，使管道能够满足各种复杂环境下的使用要求。

技术领域

本发明涉及聚丙烯管材技术领域，尤其是涉及一种聚丙烯超静音管道及其制备方法。

背景技术

近年来随着我国人民生活水平的不断提高，广大居民对居室环境质量的要求越来越高，建筑排水管道的噪声问题越来越多的引起人们的关注。根据国标GBJ118-2010中的规定：(以住宅为例)夜间卧室噪音不得超过30dB，最高不得超过40dB。而在实际测试中，目前绝大多数排水管材及管件排水时所产生的噪音远大于40dB。在工程实例中，也不乏由于管道产生噪音而干扰居民睡眠和产生烦恼效应，以及由此引起的神经衰弱和其他非特异性疾病等。因此，研发具有静音效果的管材得到了广泛关注。

聚丙烯管材因其无毒、无锈蚀、不结垢、耐高温、不渗漏、重量轻、耐腐蚀、内壁光滑、系统压力损失小、水流速度快的特点，被广泛应用于城镇供水、矿砂、泥浆输送等管道中。目前，一般通过在聚丙烯管道材料中添加无机填料来提高聚丙烯管材的静音效果，例如，在中国专利文献上公开的“一种静音排水管”，其公开号CN102345312A，该排水管具有三层结构，内外层为聚丙烯毡，中间层为吸音芯层，该吸音芯层的原料中含有：聚丙烯树脂100～200份，吸噪音材料20-100份；其中，聚丙烯树脂为嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯或无规共聚聚丙烯；所述吸噪音材料选自硅灰石、碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、二氧化硅中的至少一种。

但现有技术中通过添加滑石粉、硫酸钡等无机填料提高聚丙烯管道材料的静音效果时，管材的静音效果有限；并且由于无机填料的分散性及与聚丙烯基体的相容性不佳，导致管材内部缺陷较多，会降低管材的力学性能，不利于管材的应用。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中通过添加滑石粉、硫酸钡等无机填料提高聚丙烯管材的静音效果时，管材的静音效果有限；并且由于无机填料的分散性及与聚丙烯基体的相容性不佳，导致管材内部缺陷较多，会降低管材的力学性能，不利于管道的应用的问题，提供一种聚丙烯超静音管道及其制备方法，在中间层和内层的聚丙烯基体上接枝金属有机框架材料，具有中空多孔结构的金属有机框架材料可以有效提高聚丙烯材料的静音效果，同时还可以使管材具有良好的力学性能，使管道能够满足各种复杂环境下的使用要求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种聚丙烯超静音管道，管壁包括依次设置的外层、中间发泡层及内加强层；所述外层材料的组分包括聚丙烯，所述中间发泡层材料的组分包括金属有机框架材料接枝的聚丙烯及发泡剂；所述内加强层材料的组分包括金属有机框架材料接枝的聚丙烯，内加强层的内壁上设有若干呈螺旋状的加强筋。

本发明中的管道采用三层结构，外层采用聚丙烯材料制成，使本发明中的管道管壁光滑，具有优异的耐热性和耐化学腐蚀性；中间层和内层采用金属有机框架材料接枝的聚丙烯制成，金属有机框架材料是由金属离子和有机配体形成的具有中空多孔结构的配位聚合物，添加至聚丙烯中作为填料时，其中空多孔结构可以增大材料对声波的反射面积，增加声波的传播路径，从而可有效提高聚丙烯材料的吸音性能，使管道具有超静音效果；同时金属有机框架材料具有良好的力学性能，用其作为填料时，可以提高管道的耐高温性和力学性能；金属有机框架的有机配体上带有的官能团还可以与抗菌成分等各种功能性成分进一步反应，将功能性成分修饰在聚丙烯基体上，从而提高管道的各项使用功能。并且，本发明在中间层和内层中将金属有机框架材料接枝在聚丙烯分子链上，使其可以均匀分布在聚丙烯基体中，提高了其分散性及与聚丙烯基体的相容性，有效避免了因填料与基体的相容性差导致管道材料内部产生缺陷，从而对管道的力学性能造成影响。