本發明涉及管道制造,具體為一種高靜音保溫型新風系統pe復合管道及其制備方法。
背景技術:
1、隨著現代建筑對氣密性要求的提高以及人們對室內空氣質量關注度的增強,新風系統已成為改善室內居住環境、解決室內空氣污染的重要設施,在新風系統中,輸配管道網絡作為空氣流通的“血管”,其性能直接決定了系統的送風效率、靜音效果以及使用壽命。目前市場上應用最為廣泛的新風管道主要包括硬質pvc管、pe波紋管以及部分簡單的復合管道,但在實際應用中,這些傳統技術方案仍存在諸多難以克服的缺陷。
2、在靜音降噪方面,現有管道的聲學性能普遍較差,新風主機運行時的機械振動容易通過硬質管壁傳導至各個房間,產生固體傳聲;同時高速流動的氣流在管內摩擦也會產生氣流噪聲,由于傳統單層管材密度較低且缺乏阻尼結構,遵循聲學質量定律,其對低頻噪聲的隔絕能力十分有限,導致低頻噪音成為困擾用戶的頑疾,雖然部分市售的波紋管具有一定的柔性,但其內壁的波紋結構會顯著增加風阻,引發高頻嘯叫,反而加劇了噪音污染。
3、在保溫與防結露方面,傳統的硬質pvc管或普通pe管熱傳導系數較高,當夏季制冷或冬季采暖導致管道內外溫差較大時,管壁外表面極易產生冷凝水,這種結露現象不僅會導致吊頂受潮發霉、破壞室內裝修,長期積水還容易滋生細菌,為了解決這一問題,目前的施工工藝通常需要在管道外層人工包覆橡塑保溫棉,這不僅大幅增加了施工成本和工時,且由于人工操作的差異性,彎頭、三通等連接部位往往包覆不嚴密,導致保溫層漏氣失效,依然無法徹底根除冷凝水隱患。
4、此外在機械強度與施工便利性方面,單純追求保溫效果的全發泡管道往往存在環剛度不足的問題,在預埋或安裝過程中容易被擠壓變形,甚至破裂;而多層復合管道則常因層間材料相容性差或共擠工藝控制不當,導致管材在使用過程中出現層間剝離現象,嚴重影響使用壽命,因此本發明根據上述所提出的問題設計了一種高靜音保溫型新風系統pe復合管道及其制備方法。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足,本發明提供了一種高靜音保溫型新風系統pe復合管道及其制備方法,解決了現有新風系統管道無法同時兼顧優異的靜音降噪、保溫防結露及高機械強度性能,從而導致系統運行噪音大且耐用性差的問題。
2、為實現以上目的,本發明通過以下技術方案予以實現:一種高靜音保溫型新風系統pe復合管道,該管道由內至外依次結合有高爽滑抗菌內層、微孔發泡吸音保溫中間層和高強度耐候外層;
3、各層的原料組分按重量份數計如下:
4、所述高爽滑抗菌內層包括:線性低密度聚乙烯60-70份,高密度聚乙烯20-30份,納米銀離子抗菌母粒2-4份,爽滑劑0.5-1.5份,抗靜電劑1-2份,加工助劑0.5-1份;
5、所述微孔發泡吸音保溫中間層包括:低密度聚乙烯80-90份,乙烯-醋酸乙烯共聚物10-15份,化學發泡劑1.5-3份,發泡助劑0.5-1份,超細硫酸鋇5-10份,成核劑0.2-0.5份;
6、所述高強度耐候外層包括:高密度聚乙烯75-85份,線性低密度聚乙烯10-20份,抗紫外線劑0.3-0.8份,抗氧劑0.2-0.5份,色母粒1-2份。
7、一種高靜音保溫型新風系統pe復合管道的制備方法,包括以下步驟:
8、s1、先按照所制定的重量份數分別稱取高爽滑抗菌內層原料、微孔發泡吸音保溫中間層原料和高強度耐候外層原料,并分別進行混合與干燥處理,得到預處理后的各層原料;
9、s2、接著將預處理后的各層原料分別加入三臺獨立的擠出機中進行熔融塑化,分別得到內層熔體、中間層熔體和外層熔體;
10、s3、隨后將所述內層熔體、中間層熔體和外層熔體同時引入螺旋式三層共擠機頭匯合,經口模擠出形成三層結構的復合管胚;
11、s4、然后將所述復合管胚引入真空定徑箱進行真空定徑,并經多級水冷卻定型,在管坯尚未完全冷卻定型時,立即在中間空腔內高壓注入聚氨酯發泡原料,在受控條件下,使聚氨酯在空腔內充分發泡、膨脹并充滿所有空間,同時與內外層pe管壁牢固粘接,最后冷卻定型即可得到一體化復合管材;
12、s5、最后對所述定型后的復合管道進行牽引,并切割成預設長度,即可得到所述高靜音保溫型新風系統pe復合管道。
13、優選的,在所述混合與干燥處理的過程中,所述混合采用高速混合機,轉速設定為800-1200r/min,混合時間為10-15min;所述干燥采用熱風干燥,干燥溫度設定為70-80℃,干燥時間為2-3h,且控制干燥后原料的含水率低于0.05%。
14、優選的,在所述熔融塑化的過程中,用于塑化所述高爽滑抗菌內層原料的擠出機螺桿長徑比為30:1,其各區溫度設定為:一區150-160℃,二區165-175℃,三區180-190℃,四區185-195℃;該擠出機的螺桿轉速設定為40-60r/min,熔體壓力控制在10-15mpa。
15、優選的,在所述熔融塑化的過程中,用于塑化所述微孔發泡吸音保溫中間層原料的擠出機為排氣式擠出機,螺桿長徑比為33:1,其各區溫度設定為:一區140-150℃,二區155-165℃,三區170-180℃,四區165-175℃;該擠出機的螺桿轉速設定為30-50r/min,熔體壓力控制在8-12mpa。
16、優選的,在所述熔融塑化的過程中,用于塑化所述高強度耐候外層原料的擠出機螺桿長徑比為30:1,其各區溫度設定為:一區160-170℃,二區180-190℃,三區200-210℃,四區200-210℃;該擠出機的螺桿轉速設定為50-70r/min,熔體壓力控制在12-18mpa。
17、優選的,在所述同時引入螺旋式三層共擠機頭匯合的過程中,所述螺旋式三層共擠機頭的溫度設定為:模體溫度180-190℃,口模溫度190-200℃,芯模溫度175-185℃。
18、優選的,在所述經口模擠出形成三層結構的復合管胚的過程中,通過調節各擠出機的轉速控制所述復合管胚各層的厚度比例,其中所述高爽滑抗菌內層占比10%-15%,所述微孔發泡吸音保溫中間層占比60%-70%,所述高強度耐候外層占比15%-25%。
19、優選的,在所述真空定徑及多級水冷卻定型的過程中,所述真空定徑箱的真空度控制在-0.06--0.08mpa,定徑套水環流量設定為30-50l/min;所述多級水冷卻包括第一級噴淋冷卻和第二級浸泡冷卻,其中第一級噴淋冷卻的水溫為15-20℃,第二級浸泡冷卻的水溫為10-15℃,冷卻段的總長度為6-10m。
20、優選的,在所述牽引及切割的過程中,牽引速度設定為2-4m/min;所述切割采用無屑行星切割機進行定長切割。
21、本發明提供了一種高靜音保溫型新風系統pe復合管道及其制備方法。具備以下有益效果:
22、1、本發明通過在微孔發泡吸音保溫中間層中引入高比重的超細硫酸鋇和具有高粘彈性的乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva),構建了高填充+微孔發泡+高阻尼的協同消聲結構,這三者協同作用可以顯著降低新風系統運行時的風噪和震動噪聲。
23、2、本發明利用化學微孔發泡技術在中間層內形成了大量獨立、致密的閉孔結構,這些微氣泡有效切斷了固相熱傳導路徑,并鎖住了靜止空氣以阻滯對流傳熱,從而大幅降低了管道整體的導熱系數,這種結構能有效減少新風輸送過程中的熱量或冷量損失,提高系統的能源利用效率,同時有效解決了在冬夏兩季室內外溫差較大時,管道表面容易產生冷凝水的問題,保護了吊頂及周邊裝修材料。
24、3、本發明的高爽滑抗菌內層采用線性低密度聚乙烯復配爽滑劑與納米銀離子抗菌母粒,爽滑劑的加入顯著降低了管道內表面的摩擦系數,減少了空氣流動的沿程阻力,提升了送風效率并進一步降低了氣流摩擦噪音;同時,納米銀離子在內壁構建了廣譜抗菌防線,有效抑制了潮濕環境下細菌與霉菌的滋生,確保了輸送至室內的空氣潔凈衛生,滿足現代建筑對健康環境的高標準要求。
25、4、本發明通過設計內-中-外三層功能化結構,利用高強度耐候外層為管道提供剛性支撐,外層采用高密度聚乙烯復配抗紫外線助劑,賦予了管道優異的環剛度和抗沖擊性能,使其能夠承受施工安裝過程中的外力擠壓;同時增強了管道抵抗紫外線老化和環境應力開裂的能力,延長了管道在復雜環境下的使用壽命,實現了輕量化與結構強度的完美平衡。
26、5、本發明針對中間發泡層實施了穩泡段降溫控制,有效提高了熔體強度,防止了氣泡在模具出口前因粘度過低而發生破裂或合并,確保了發泡層的高閉孔率和泡孔細膩度,此外采用三機共擠與螺旋式機頭匯合技術,使三層聚乙烯基材在熔融狀態下實現分子級熱熔結合,徹底杜絕了多層復合管道常見的層間剝離風險,保證了產品質量的穩定性。