一种具有抗菌功能的冷热水用塑料复合管材制造技术

本发明专利技术公开了一种具有抗菌功能的冷热水用塑料复合管材，按照质量份数计算主要包括以下成分：基体：100份；玻纤：15‑30份；载银抗菌剂：0.6‑3.2份；偶联剂：0.006‑0.096份。所述基体为PPR、PB、PPB、PE‑RT、PE‑X、WPP、C‑PVC中的任意一种；所述玻纤可以增强管材的力学性能；所述载银抗菌剂可以有效的改善管材的抗菌性，避免海绵城市水循环过程中的二次污染。本发明专利技术通过添加载银抗菌试剂提高管材的抗菌性能，延长管材的使用寿命，广泛应用于冷热水输送领域。

A plastic composite pipe for cold and hot water use with antibacterial function

The invention discloses a cold and hot water plastic composite pipe with antibacterial function, which mainly comprises the following components according to the mass fraction calculation: matrix: 100 parts; glass fiber: 15 30 parts; silver-carrying antibacterial agent: 0.6 3.2 parts; coupling agent: 0.006 0.096 parts. The matrix is any of PPR, PB, PPB, PE_RT, PE_X, WPP, C_PVC; the glass fiber can enhance the mechanical properties of the pipe; the silver-carrying antibacterial agent can effectively improve the antibacterial property of the pipe and avoid the secondary pollution in the process of sponge urban water circulation. The invention improves the antibacterial property of the pipe by adding silver-carrying antibacterial reagent, prolongs the service life of the pipe, and is widely used in the field of cold and hot water transportation.

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗菌功能的冷热水用塑料复合管材
本专利技术属于复合管材的
，具体涉及一种具有抗菌功能的冷热水用塑料复合管材。
技术介绍
冷热水用塑料管材主要用于生活用水的输送、散热器连接和底板采暖等，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、运输方便、易于安装等优点。然而在冷热水用塑料管材在长期使用中容易滋生细菌和微生物，管材内部细菌和微生物大量繁殖并附着在管材内，导致管材内流体输送不畅，小管管径管材甚至出现堵塞现象，更为严重的是滋生的细菌和微生物会对水质进行二次污染，严重危害了我们的生存环境，该问题亟需解决。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具有抗菌功能的冷热水用塑料复合管材，所述复合管材采用玻纤增强管材的耐腐蚀性能和力学性能，采用载银抗菌试剂提高管材的抗菌性能，延长管材的使用寿命。本专利技术主要通过以下技术方案实现：一种具有抗菌功能的冷热水用塑料复合管材，按照质量份数计算主要包括以下成分：基体：100份；玻纤：15-30份；载银抗菌剂：0.6-3.2份；偶联剂：0.006-0.096份。所述基体为PPR、PB、PPB、PE-RT、PE-X、WPP、C-PVC中的任意一种。冷热水用塑料复合管材的制备材料有聚乙烯、聚丙烯类材料，可以根据需要选择相应的材料制备得到不同使用级别的管材。所述管材可以应用到海绵城市中不同的水处理地方。所述基体制备的管材可以用于输送冷水或热水，具有良好的刚度、强度和抗冲击性能；本专利技术制备得到的管材是一种抗菌、抗压、抗冲击、耐腐蚀、耐高温、的改性复合塑料管材，可以用于工业、农业、市政领域中传输液体、气体。PPB即嵌段共聚聚丙烯，采用丙烯和少量的乙烯共聚而成，分子链上有一定长度的乙烯链段，这种结构赋予PPB较好的韧性；同时PPB具有较好的低温抗冲击性；所述PPB一般适用于冷水系统或温度低于60℃的低压水系统。PE-RT是采用乙烯与辛烯共聚得到，由于辛烯短支链的存在使得聚乙烯的大分子不能结晶在一个片状晶体中，而是贯穿在几个晶体中，形成了晶体之间的联结，从而使PE-RT管材具有良好的柔韧性、高热传导性和那腐蚀性，同时具有较好的耐压性能；所述PE-RT管材可以同时用于冷热水的输送。PVC-C管材是目前公认的绿色环保产品，具有较高的耐高温性能，可以在105℃以下的环境中不变形且具有较好的强度；所述PVC-C管材可以用来冷热水的输送，便于安装。无规共聚聚丙烯管材简称PPR管材，是继均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯管材之后的第三代新型聚丙烯管材。PPR管材具有优异的耐冲击、耐腐蚀和耐高温的性能，良好的耐压、保温和耐老化性能以及卫生无毒、安装方便等特点。所述PPR管材的密度为0.89-0.96g/cm3，耐压力试验强度高大5MPa以上，具有质量轻，比强度高。所述PPR管材的流体阻力小，摩擦系数仅为0.007，利于传输液体。所述PPR管材具有较好的热熔接性能，管材与管件可采用热熔连接，热熔连接将管材与管件的连接处熔合为一个整体，无细小缝隙，因此不会出现连接漏水的现象，管路成本大大降低。所述PPR管材可回收利用、无污染，在生产、施工、使用过程中，对环境无任何污染，废料可回收利用。所述载银抗菌剂为载银磷酸锆、载银二氧化钛、载银二氧化硅中的任意一种。载银无机抗菌剂主要是指通过离子交换和物理吸附等作用将银离子沉淀到无机材料的表面或介孔材料中，制成无机抗菌剂使其具有杀菌作用。常见的载体有沸石、膨润土、蒙脱石、硅胶、羟基磷灰石和磷酸盐等介孔材料。所述载银抗菌剂抗菌范围广、抗菌力强、持久性好、安全性较高、不产生耐药性。所述载银抗菌剂的抗菌机理主要包括接触反应和催化反应两种机理假说。所述接触反应是指银离子与细菌接触反应，造成细菌固有成分被破坏或产生功能障碍从而导致细菌死亡。当菌体失去活性后，银离子又会从菌体中游离出来，重复杀菌，因此解释了银离子的抗菌持久性。所述催化反应是指在光的作用下，银离子及纳米级颗粒能起到催化活性中心的作用，激活水分子和空气中的氧，产生羟基自由基及活性氧离子，所述羟基自由基和活性氧离子可以在短时间内破坏细菌的增殖能力，致使细胞死亡，从而达到抗菌的目的。本专利技术中，当管材用于地下水系统时，则管材中的载银抗菌剂释放出银离子，所述银离子附着在管材的表面，所述银离子与水中的细菌发生接触反应，从而消灭细菌；当管材用于地面上的水系统时，则管材中的载银抗菌剂释放出银离子，在光的照射下，银离子主要发生催化反应，激活水分子和空气中的氧产生羟基自由基及活性氧离子，从而起到杀菌的作用。为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述载银抗菌剂中的载银量大于6.5wt%。经过实验发现，同一种类的载银抗菌剂在相同用量下，银离子浓度越大抗菌效果越好；但是经过实验发现无机载银抗菌剂由于比表面积、内部结构的限制等因素导致载银量不高。实验发现当载银抗菌剂中载银量大于6.5wt%时，对于列举的无机载银抗菌剂具有较好的抗菌效果；同时发现载体和银离子具有协同作用，提高抗菌性能。为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述载银抗菌剂为介孔结构的载银抗菌剂。为了更好的提高载银抗菌剂的抗菌效果，通过增加载体的内部比表面积提高载银量并提高载体拦截水中细菌的能力，增加银离子与细菌的接触，从而进一步提高载银抗菌剂的抗菌性能。所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、钛酸酯偶联剂、氯酸酯偶联剂中的任意一种或两种以上。所述偶联剂可以改善基体与载银抗菌剂的相容性，改善载银抗菌剂在树脂机体中的分散性，制备得到性能均一的材料。所述偶联剂是一类具有不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物基团，与无机纳米材料的相容性好；另一个是亲有机物基团，与树脂相容性好。所述偶联剂可以增加载银抗菌剂与基体的相容性，同时可以增加玻纤与基体的相容性，从而制备得到性能均一的复合管材。为了更好的实现本专利技术，进一步的，在聚丙烯类管材的制备中可以添加β成核剂提高管材的韧性。聚丙烯属于半晶型树脂，其结晶度、晶型及晶体的结构和形态对其性能具有关键作用。聚丙烯的结晶中有α晶型和β晶型，其中α晶最稳定，一般加工条件下即可得到含有α晶型的聚丙烯；而β晶为亚稳态，不容易得到。α晶具有增加刚性、提高负荷变形温度的作用，β晶可以提高聚丙烯的抗冲击性能和负荷变形温度。所述β成核剂加入聚烯烃类管材中使α晶转化为β晶，增强聚丙烯类管材的韧性，防止其脆断开裂。一种具有抗菌功能的冷热水用塑料复合管材的制备方法，主要包括以下步骤：步骤S1：采用偶联剂处理载银抗菌剂；步骤S2：将基体与载银抗菌剂、β成核剂、玻纤、稳定剂、润滑剂、色母、抗冲击改性剂充分混合均匀，得到母料，在双螺杆挤出机中挤出造粒；步骤S3：将步骤S2中的粒料经挤出机头挤出，经过定形、冷却、牵引、收卷、包装工艺后制备得到复合管材。为了更好的实现本专利技术，进一步的，所述步骤S1主要包括以下步骤：步骤A：将偶联剂配制成溶液；步骤B：将载银抗菌剂加入步骤A1中制备的溶液中搅拌均匀，搅拌速度为200-500r/min，搅拌时间为0.5h-4h，在烘箱中40-70℃烘干后备用。所述步骤S2中的稳定剂、润滑剂、色母、抗冲击改性剂的成分和含量均为现有技术，且不是本专利技术的改进点，故不再赘述。所述步骤S3中制备管材的工艺和工艺参数为现有技术，且不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有抗菌功能的冷热水用塑料复合管材，其特征在于，按质量份计算主要包括以下成分：基体：100份；玻纤：15‑30份；载银抗菌剂：0.6‑3.2份；偶联剂：0.006‑0.096份。

【技术特征摘要】
1.一种具有抗菌功能的冷热水用塑料复合管材，其特征在于，按质量份计算主要包括以下成分：基体：100份；玻纤：15-30份；载银抗菌剂：0.6-3.2份；偶联剂：0.006-0.096份。2.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的冷热水用塑料复合管材，其特征在于，所述基体为PPR、PB、PPB、PE-RT、PE-X、WPP、C-PVC中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种具有抗菌功能的冷热水用塑料复合管材，其特征在于，所述载银抗菌剂为载银磷酸锆、...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶建伟，
申请(专利权)人：成都川盛塑胶有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51