一种抗菌增强HDPE管道功能母料及其制备方法技术

技术编号:15066457 阅读:133 留言:0更新日期:2017-04-06 13:53
本发明专利技术涉及一种抗菌增强HDPE管道功能母料,还涉及其制备方法。一种抗菌增强HDPE管道功能母料,由HDPE树脂、四针状氧化锌晶须、无机纳米抗菌剂、水性分散剂、水性偶联剂组成。本发明专利技术采用特殊的无机纳米抗菌剂制备方法,采用特殊的纳米分散方法,很好地解决了纳米材料分散难和颗粒团聚的问题,使得四针状氧化锌晶须及无机纳米抗菌剂能均匀地分散到抗菌增强HDPE管道功能母料中,使得抗菌增强HDPE管道功能母料抗菌性能优异并且抗拉屈服强度、缺口冲击强度的性能明显提高。本发明专利技术的抗菌增强HDPE管道功能母料以5~15%的比例添加到HDPE管道产品上就可以使产品的抗菌性能和抗压强度以及环刚度达到很好的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗菌增强HDPE管道功能母料,还涉及其制备方法。
技术介绍
在给排水管道系统中,塑料管材逐渐取代了铸铁管和镀锌钢管等传统管材成为了主流使用管材。塑料管和传统管材相比,具有重量轻,耐腐蚀,水流阻力小,节约能源,安装简便迅速,造价较低等显著优势,受到了管道工程界的青睐。HDPE管是传统的钢铁管材、聚氯乙烯饮用水管的换代产品。目前普通HDPE管道普遍存在不具有抗菌防霉的功能和耐压低、环刚度低的问题,也没有添加纳米材料和晶须材料的增強功能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种抗菌增强HDPE管道功能母料,该产品具有优良的抗菌作用,更有增强增刚作用。本专利技术还提供了该抗菌增強HDPE管道功能母料的制备方法,该制备方法制备的母料抗菌性能优异又使母料的抗拉屈服强度、缺口冲击強度的性能明显提高。本专利技术的抗菌HDPE管道功能母料以5~15%的比例添加到HDPE管道产品上就可以使产品的抗菌性能、耐压性能和环刚度性能达到很好的效果。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现:一种抗菌增强HDPE管道功能母料,由如下质量百分比的组分组成:HDPE树脂74.9~94.98%、四针状氧化锌晶须2~7%、无机纳米抗菌剂3~18%、水性分散剂0.01~0.05%、水性偶联剂0.01~0.05%。优选的,所述HDPE的熔体指数为每0.5~1g╱10min。熔体指数检测标准为ASTMD1238。优选的,所述无机纳米抗菌剂为纳米二氧化钛、纳米氧化铜、纳米氧化锆中的至少一种。上述抗菌增强HDPE管道功能母料的制备方法按步骤为:(1)将去离子水、无机抗菌剂和水性分散剂按比例在立式研磨机中研磨成平均粒径小于100nm的纳米材料;(2)再将水性偶联剂加入到立式研磨机中继续研磨15~30分钟,研磨成水性纳米复合抗菌液;(3)将步骤(2)得到的水性纳米复合抗菌液超声处理1~10分钟用高压喷头喷到高速混料机上的预热到80~100℃的HDPE树脂上,并继续加热蒸发去除水份,添加四针状氧化锌晶须再保温15~30分钟混合得到干燥的抗菌混合料;(4)将步骤(3)得到的干燥的抗菌混合料加入双螺杆挤出机上挤出造粒成抗菌增强HDPE管道功能母料。优选的,所述无机抗菌剂为纳米二氧化钛、纳米氧化铜、纳米氧化锆三种。进一步优选的,步骤(1)所述方法具体为:a、将去离子水、微米氧化锆和水性分散剂按比例加入立式研磨机中研磨30~120分钟,研磨成平均粒径为小于200nm的纳米氧化锆材料;b、再将微米氧化铜和微米二氧化钛加入立式研磨机中与步骤a所得纳米氧化锆材料继续研磨30~120分钟,以使以上三种原料都研磨成平均粒径为小于100nm的纳米材料。优选的,所述四针状氧化锌晶须的直径为3微米、针长为30微米,研磨之前的无机抗菌剂的粒径小于10微米。优选的,步骤(1)a和步骤(1)b的研磨时间为90分钟,步骤(2)的研磨时间为20分钟。优选的,步骤(3)超声处理时间为5分钟。优选的,步骤(3)HDPE树脂的预热温度为90℃,保温混合时间为20分钟。本专利技术具有如下有益效果:1、本专利技术选用四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)作为抗菌剂,同时具有抗菌、补强增韧、耐磨、微波吸收、减振、抗碎裂等多种独特的功能和用途,与其他抗菌剂相比,T-ZnOw克服了一般银系抗菌剂易变色的缺点,且不同于光催化抗菌材料需要借助紫外光催化才能抗菌,也不像有机抗菌剂那样会带来二次污染和其他副作用。同时,T-ZnOw因为具有高度有序的原子排列结构,其强度和模量接近于材料的原子间价键的理论强度,因而对复合材料具有很强的增强增韧作用,是应用于抗菌增強HDPE管道材料的理想选择。2、本专利技术引入了无机纳米抗菌剂:纳米二氧化钛、纳米氧化铜、纳米氧化锆。其中纳米二氧化钛是光催化抗菌材料,在光催化作用下既有抗菌作用,又有抗紫外线抗老化作用;纳米氧化铜既有抗菌防霉作用,又有除臭作用;纳米氧化锆,既有抗菌作用,更有增强增刚作用。本专利技术的抗菌增強HDPE管道功能母料以5~15%的比例添加到HDPE管道产品上就可以使产品的抗菌性能和抗压强度、环刚度达到很好的效果。3、本专利技术采用特殊的无机纳米抗菌剂制备方法,采用特殊的纳米分散方法,很好地解决了纳米材料分散难和颗粒团聚的问题,使得四针状氧化锌晶须及无机纳米抗菌剂能均匀地分散到抗菌增强HDPE管道功能母料中,使得抗菌增强HDPE管道功能母料抗菌性能优异并且抗拉屈服强度、缺口冲击強度的性能明显提高。正因为这样,本专利技术制备的抗菌增強HDPE管道功能母料要比普通HDPE的性能有显著提高。本专利技术的抗菌增強HDPE管道功能母料以5~15%的比例添加到HDPE管道产品上就可以使产品的抗菌性能、耐压性能和环刚度性能达到很好的效果。附图说明图1为实施例1抗菌增強HDPE管道功能母料的LA960WET粒度仪检测得到的微米氧化铜平均粒径5.5μm分布图。图2为实施例1抗菌增強HDPE管道功能母料的LA960WET粒度仪检测得到的纳米氧化铜平均粒径60nm分布图。图3为实施例1抗菌增強HDPE管道功能母料的LA960WET粒度仪测得到的微米氧化锆平均粒径4.5μm分布图。图4为实施例1抗菌增強HDPE管道功能母料的LA960WET粒度仪测得到的纳米氧化锆平均粒径60nm分布图。图5为本专利技术中四针状氧化锌晶须结构图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的说明。实施例1一种抗菌增強HDPE管道功能母料,由如下质量百分比的组分组成:HDPE树脂(型号:GM-5010H)89.94%、四针状氧化锌晶须3%、无机纳米抗菌剂6%(其中纳米氧化铜3%、纳米氧化锆3%)、水性分散剂(分散剂WF211)0.03%、水性偶联剂(硅烷偶联剂KH-560)0.03%。其中,HDPE(型号:GM-5010H)的熔体指数为0.5g╱10min。熔体指数检测标准为ASTMD1238。实施例2除HDPE树脂(型号:GM-5010H)86.94%、四针状氧化锌晶须4%、无机纳米抗菌剂8%(其中纳米氧化铜4%、纳米氧化锆4%)外,其它与实施例1相同。实施例1和2的制备方法为:(1)将去离子水、微米氧化锆和水性分散剂(分散剂WF211)按比例加入立式研磨机中研磨90分钟,研磨成平均粒径为小于200nm的纳米氧化锆材料;(2)再将微米氧化铜加入立式研磨机中与步骤(1)所得纳米氧化锆材料继续研磨90分钟,以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌增强HDPE管道功能母料,其特征在于,由如下质量百分比的组分组成:HDPE树脂74.9~94.98%、四针状氧化锌晶须2~7%、无机纳米抗菌剂3~18%、水性分散剂0.01~0.05%、水性偶联剂0.01~0.05%。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌增强HDPE管道功能母料,其特征在于,由如下质量百分比的组分组成:HDPE
树脂74.9~94.98%、四针状氧化锌晶须2~7%、无机纳米抗菌剂3~18%、水性分散剂0.01~
0.05%、水性偶联剂0.01~0.05%。
2.根据权利要求1所述的抗菌增强HDPE管道功能母料,其特征在于:所述HDPE的熔体指
数为0.3~3g╱10min,熔体指数检测标准为ASTMD1238。
3.根据权利要求1所述的抗菌增强HDPE管道功能母料,其特征在于:所述无机纳米抗菌
剂为纳米二氧化钛、纳米氧化铜、纳米氧化锆中的至少一种。
4.一种权利要求1或2所述抗菌增强HDPE管道功能母料的制备方法,其特征在于,按步
骤为:
(1)将去离子水、无机抗菌剂和水性分散剂按比例在立式研磨机中研磨成平均粒径小
于100nm的纳米材料;
(2)再将水性偶联剂加入到立式研磨机中继续研磨15~30分钟,研磨成水性纳米复合
抗菌液;
(3)将步骤(2)得到的水性纳米复合抗菌液超声处理1~10分钟用高压喷头喷到高速混
料机上的预热到80~100℃的HDPE树脂上,并继续加热蒸发去除水份,添加四针状氧化锌晶
须再保温混合得到干燥的抗菌混合料;
(4)将步骤(3)得到的干燥的抗菌混合料加入双螺杆挤出机上挤出造粒成抗菌增强
HDPE管道功能母料。
5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:林道宏廖道权谢太和赵良知
申请(专利权)人:惠州市环美盛新材料有限公司惠州市弘盛塑胶制品有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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