一种阻燃降噪的聚乙烯排水管的制作方法

本发明属于排水管，具体涉及一种阻燃降噪的聚乙烯排水管。

背景技术：

1、现有建筑排水管多以塑料排水管为主，如pvc(聚氯乙烯)管、pe(聚乙烯)管和pp(聚丙烯)管等，且以pvc管道为主，然而相对于pvc及pp管道，pe管在实际应用过程中，具有更为优良性能，如抗腐蚀性、柔韧性和耐低温性，同时其还具有使用寿命长、生产能耗低、水流阻力小、易于安装和拆卸的优点，有望逐步取代pvc管道成为使用更广的管材，目前hdpe管材已广泛应用于虹吸排水或重力排水。

2、然而，现有pe管材在作为给排水管使用时存在如下问题而限制了其推广应用：(1)pe管阻燃性能差；由于pe材料为易燃聚合物，其氧指数不到18％，使用pe材料制成的管材普遍存在阻燃性能差的缺陷，因此，为提高pe管作为高层建筑排水管时的使用安全性，有必要提高pe排水管的阻燃性能。(2)噪音大；建筑排水管道的噪声是由气动声传递和固动声传递组合而成，即建筑排水管道中充满空气，排水时既有空气为介质的声波传递，又有因水和固体杂质流动时对管壁撞击造成管震动所形成的噪声，尤其是对于高层建筑给排水管，其给排水过程中产生的噪声是高层建筑室内的主要噪声来源之一，因此，有必要改善pe管在作为建筑给排水时的隔音性能。

3、如若降低塑料排水管道中的噪声，则要求塑料管的材质或结构应能吸收声波和管壁震动产生的噪声，现有为降低塑料管的给排水噪声，采用多层管结构，其中含有中间吸音层，中间吸音层目前通用技术有两种，一是采用无机填料如轻质碳酸钙、硫酸钡进行中间层填充，使得管道具有一定的隔音降噪性能，二是采用发泡技术，中间层形成微孔结构试图使得管材具有一定的隔音降噪能力。

4、如若提高管材的阻燃性，普遍存在以下技术问题：(1)现有管材为单层结构，可实现阻燃性，但无法实现隔音降噪能力；(2)现有管材如采用多层结构，内外表层实现阻燃性，中间层仅有降噪无阻燃，按照《gb/t2408-2021塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》标准检测需要切成样条检测，中间层并无阻燃能力，因此无法实现v0级别阻燃等级，且现有全pe材质管材，无论是单层还是三层很难达到v0级别，如公开号为cn113845712a的专利申请记载了一种阻燃静音高层pe排水管及其制备方法，该排水管包括pe阻燃内层、pe发泡中间层和外保护层三层结构，其中pe阻燃内层和外保护层的制备原料中均添加有阻燃剂，通过提高内外层的阻燃性能综合提升排水管的阻燃等级，使得排水管的阻燃等级达v-0级别；另外，pe发泡中间层以发泡级ldpe为主经发泡形成，有效提高排水管的降噪性能，能够将排水噪音降低32～34db，但其外层需采用pvc材质，外层采用pvc材质大幅度提高加工难度且pvc与pe存在相容性问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种阻燃降噪的聚乙烯排水管，以解决聚乙烯排水管隔音性能较差的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种阻燃降噪的聚乙烯排水管，包括pe阻燃外层、pe阻燃降噪中间层及pe阻燃内层；所述pe阻燃降噪中间层由如下重量份的原料制备而成：高密度聚乙烯30-40份、复合微粒30-40份、阻燃母粒6-8份；所述复合微粒为聚合物包覆的硫酸钡，所述聚合物为聚硅氧烷。

4、在一些可能的实现方式中，所述复合微粒通过如下步骤制备：

5、将硫酸钡加入乙醇水溶液中，加入氨水调节体系ph值为9-10，加入正硅酸乙酯和其他有机硅化合物加完后，在温度为40-45℃条件下搅拌反应2.5-3h，反应结束后，用无水乙醇洗涤，经过80℃干燥得到复合微粒。

6、在一些可能的实现方式中，所述其他有机硅化合物为二甲基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、三乙氧基戊基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷和正己基三乙氧基硅烷中的至少一种。

7、在一些可能的实现方式中，所述乙醇水溶液为乙醇和水按照体积比2-3：1混合而成；硫酸钡和乙醇水溶液的用量比为1g：4-5ml；

8、硫酸钡、正硅酸乙酯和其他有机硅化合物的用量质量比为5-6：1-2：1-2。

9、硫酸钡粉体为1200-1300目。

10、在一些可能的实现方式中，所述pe阻燃外层及pe阻燃内层由如下重量份的原料制备而成：高密度聚乙烯35-60份、阻燃母粒40-65份。

11、在一些可能的实现方式中，按照重量份计，所述的阻燃母粒由高密度聚乙烯30-50份、复配阻燃粉体50-70份、抗氧剂0.1-0.8份、偶联剂0.5-2份和润滑剂0.2-1份经熔融、剪切共混挤出造粒制得阻燃母粒。

12、在一些可能的实现方式中，复配阻燃粉体包括焦磷酸哌嗪、三聚氰胺聚磷酸盐和次磷酸盐，所述次磷酸盐为二乙基次磷酸铝、二乙基次磷酸铈、二乙基次磷酸钙、二丙基次磷酸铝和甲基乙基次磷酸铝中的一种；

13、在一些可能的实现方式中，焦磷酸哌嗪、三聚氰胺聚磷酸盐和次磷酸盐的质量比为5-7：3-5：1。

14、在一些可能的实现方式中，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076和抗氧剂626中的一种；

15、所述偶联剂为kh550、kh560和kh570偶联剂的一种；

16、所述润滑剂为芥酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、季戊四醇硬脂酸酯和聚乙烯蜡中的至少一种。

17、在一些可能的实现方式中，pe阻燃外层、pe阻燃降噪中间层及pe阻燃内层的厚度比为(0.8-2)：(6-8)：(0.8-2)。

18、本发明的有益效果：

19、本发明提供了一种阻燃降噪的聚乙烯排水管，包括pe阻燃外层、pe阻燃降噪中间层及pe阻燃内层，本发明中通过在pe阻燃降噪中间层中添加复合微粒，该复合微粒为聚合物包覆的硫酸钡，所述聚合物为聚硅氧烷，增加了pe阻燃降噪中间层的吸声或隔音性能，所述复合微粒与基体(pe)的分散效果越好，越有利于隔音性能的提升。如果仅依靠pe阻燃外层和pe阻燃内层难以实现聚乙烯排水管的阻燃要求，本发明中聚乙烯排水管的pe阻燃降噪中间层中添加的复合微粒引入了聚硅氧烷，能与添加的少量阻燃剂形成良好的协同阻燃效果，使排水管的阻燃等级达到v-0级别。

技术特征：

1.一种阻燃降噪的聚乙烯排水管，其特征在于，包括pe阻燃外层、pe阻燃降噪中间层及pe阻燃内层；所述pe阻燃降噪中间层由如下重量份的原料制备而成：高密度聚乙烯30-40份、复合微粒30-40份、阻燃母粒6-8份；所述复合微粒为聚合物包覆的硫酸钡，所述聚合物为聚硅氧烷。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃降噪的聚乙烯排水管，其特征在于，所述复合微粒通过如下步骤制备：

3.根据权利要求2所述的一种阻燃降噪的聚乙烯排水管，其特征在于，所述其他有机硅化合物为二甲基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、三乙氧基戊基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷和正己基三乙氧基硅烷中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的一种阻燃降噪的聚乙烯排水管，其特征在于，所述乙醇水溶液为乙醇和水按照体积比2-3：1混合而成；

5.根据权利要求1所述的一种阻燃降噪的聚乙烯排水管，其特征在于，所述pe阻燃外层及pe阻燃内层由如下重量份的原料制备而成：高密度聚乙烯35-60份、阻燃母粒40-65份。

6.根据权利要求1或5所述的一种阻燃降噪的聚乙烯排水管，其特征在于，按照重量份计，所述阻燃母粒由高密度聚乙烯30-50份、复配阻燃粉体50-70份、抗氧剂0.1-0.8份、偶联剂0.5-2份和润滑剂0.2-1份经熔融、剪切共混挤出造粒制得阻燃母粒。

7.根据权利要求6所述的一种阻燃降噪的聚乙烯排水管，其特征在于，复配阻燃粉体包括焦磷酸哌嗪、三聚氰胺聚磷酸盐和次磷酸盐，所述次磷酸盐为二乙基次磷酸铝、二乙基次磷酸铈、二乙基次磷酸钙、二丙基次磷酸铝和甲基乙基次磷酸铝中的一种。

8.根据权利要求7所述的一种阻燃降噪的聚乙烯排水管，其特征在于，焦磷酸哌嗪、三聚氰胺聚磷酸盐和次磷酸盐的质量比为5-7：3-5：1。

9.根据权利要求6所述的一种阻燃降噪的聚乙烯排水管，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076和抗氧剂626中的一种；

10.根据权利要求1所述的一种阻燃降噪的聚乙烯排水管，其特征在于，pe阻燃外层、pe阻燃降噪中间层及pe阻燃内层的厚度比为(0.8-2)：(6-8)：(0.8-2)。

技术总结
本发明公开了一种阻燃降噪的聚乙烯排水管，属于排水管技术领域，该排水管包括PE阻燃外层、PE阻燃降噪中间层及PE阻燃内层；所述PE阻燃降噪中间层由如下重量份的原料制备而成：高密度聚乙烯30‑40份、复合微粒30‑40份、阻燃母粒6‑8份；本发明中通过在PE阻燃降噪中间层中添加复合微粒，该复合微粒为聚合物包覆的硫酸钡，所述聚合物为聚硅氧烷，增加了PE阻燃降噪中间层的吸声或隔音性能，所述复合微粒与基体的分散效果越好，越有利于隔音性能的提升。本发明中聚乙烯排水管的PE阻燃降噪中间层中添加的复合微粒引入了聚硅氧烷，能与添加的少量阻燃剂形成良好的协同阻燃效果，使排水管的阻燃等级达到V‑0级别。

技术研发人员：张炜,潘俊锋,王秋腾,彭祥瑞,刘良斌
受保护的技术使用者：公元管道（广东）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/17