一种抗菌双层聚乙烯管制造技术

本发明专利技术涉及一种抗菌双层聚乙烯管，所述抗菌双层聚乙烯管以HDPE树脂为外层，以LDPE树脂为内层，内层混合了质量为内层LDPE树脂质量0.01~10%的纳米银粒子改性碳纳米管。本发明专利技术通过银粒子修饰碳纳米管，改善了碳纳米管在聚乙烯材料中的分散性，制备的抗菌双层聚乙烯管无毒副作用，耐温、抗菌、适应环境性强、性价比好、加工简单、使用方便安全可靠、强度高、韧性好、抗冲击性强、不易老化、断裂、渗透、综合成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高分子材料
，具体的说，涉及ー种具有抗菌功能的双层聚こ烯输水管。
技术介绍
聚こ烯是结构最简单的高分子有机化合物，当今世界应用最广泛的高分子材料之一。聚こ烯由こ烯聚合而成，可制成各种应用材料，管材是其中非常重要的ー种，以其他材质的管材相比，PE管具有以下特点1)良好的卫生性能PE管加工时不添加重金属盐稳定 齐U，材质无毒性，无结垢层，不滋生细菌，很好地解决了城市饮用水的二次污染；2)卓越的耐腐蚀性能除少数强氧化剂外，可耐多种化学介质的侵蚀；无电化学腐蚀；3)长久的使用寿命在额定温度、压カ状况下，PE管道可安全使用50年以上；4)较好的耐冲击性PE管韧性好，耐冲击強度高，重物直接压过管道，不会导致管道破裂；5)可靠的连接性能PE管热熔或电熔接ロ的強度高于管材本体，接缝不会由于土壤移动或活载荷的作用断开；6)良好的施工性能管道质轻，焊接エ艺简单，施工方便，工程综合造价低。聚こ烯根据密度的不同可分为高密度聚こ烯、中密度聚こ烯和低密度聚こ烯。高密度聚こ烯具有刚性、硬度和机械强度大，低温抗冲击性好，抗应カ开裂性好，耐磨性好，耐老化的特性，与其他材质的管材相比，还具有低的缺ロ敏感性、高的剪切強度和优异的抗刮痕能力，耐环境应カ开裂性能也非常突出，特别适合在大压カ，严苛输送环境下使用，如矿浆输运，给水排水等。给水用PE管材是传统的钢铁管材、聚氯こ烯饮用水管的换代产品。给水管必须承受一定的压カ，通常要选用分子量大、机械性能较好的PE树脂，如HDPE树脂(高密度聚こ烯树脂)。但LDPE (低密度聚こ烯树脂)树脂的卫生指标较高，虽然拉伸強度低，耐压差，刚性差，成型加工时尺寸稳定性差，并且连接困难，因此LDPE特别是LLDPE树脂(低密度线性聚こ烯树脂)已成为生产饮用水管的常用材料。利用聚こ烯管进行给水或排水有其明显的优势，但它对水质中的细菌没有抑制作用，水管内壁容易滋生微生物形成菌膜，导致水质下降，如果赋予聚こ烯水管以抗菌功能，则有望在一段时间内杀死霉菌，细菌或抑制其繁殖，保证水质安全。目前，关于抗菌聚こ烯的研制和应用基本可分为两类，一类是将抗菌剂物理混合于聚こ烯树脂中，另ー类是将抗菌剂键接或涂覆在聚こ烯制品表面。第一类方法的问题在于，由于聚こ烯输水管在应用过程中会承受较大的压カ和冲击力，抗菌剂容易丢失，不具有抗菌的长效性；第二类方法效果好，但エ艺复杂。纳米银粒子具有很强的杀菌能力，目前已有很多报道将纳米银粒子加入聚合物中，赋予聚合物抗菌性能的报道。另外，众所周知，碳纳米管一方面具有杀菌能力，一方面又有很强的吸附能力，添加到聚合物内以后还能起到增强相的作用。考虑到HDPE树脂和LDPE树脂的特点，本专利技术提供ー种以LDPE，特别是LLDPE树脂为内层，以HDPE树脂为外层，同时将上述两种引入抗菌剂的方式结合，利用银粒子改性后的碳纳米管制备的抗菌双层聚こ烯管，该管特别适用于自来水输送。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种以HDPE树脂为外层，以LDPE树脂为内层，内层混合了纳米银粒子改性碳纳米管的抗菌双层聚こ烯管；纳米银粒子改性碳纳米管的加入质量为LDPE树脂内层质量的0. 01 10% ;优选I 5%。其中，所述纳米银粒子改性碳纳米管如下制备I)用可溶性银盐的水溶液与氨水反应，形成银氨络合物碱性水溶液；2)将碳纳米管加入双氧水中，混合均匀后加入步骤I)制备的银氨络合物碱性水溶液中，进行还原反应，结束后分出沉淀并洗涤，所得棕黑色固体即为纳米银粒子改性碳纳米管。 步骤I)中，可溶性银盐的水溶液的浓度可为0. 01-10M ;优选1-2M ;所述可溶性银盐的水溶液与氨水的摩尔比为1:2 15步骤2)中，混合均匀后放置10_60min，然后加入步骤I)制备的银氨络合物碱性水溶液中。另外，步骤2)中，所述碳纳米管的加入量为碳纳米管的质量是所述银离子质量的0. 1-10倍；优选I 2 ;双氧水的摩尔用量是所述银离子摩尔质量的I. 2^15倍；优选2-5 倍。经研究发现，制备的所述纳米银粒子改性碳纳米管的粒径非常均一，粒径在广20纳米之间，在空气及通常气氛下非常稳定；此外还发现它在非极性及弱极性有机溶剂能迅速溶解形成棕色。通过深入研究所述纳米银粒子改性碳纳米管的表面性质发现，表面配位有ニ烷基ニ硫代磷酸酯单分子层的银纳米颗粒改性碳纳米管具有非常好的分散性、稳定性及非常均一的粒径，能够理想分散在非极性及弱极性的有机溶剂中，与有机溶剂的结合性好。特别的，所述LDPE树脂内层内壁光滑、外壁为螺旋波紋。HDPE树脂为外层的外壁光滑，内壁与LDPE树脂内层相吻合。其中，LDPE树脂内层和HDPE树脂外层的厚度比可为0.ト10 :1，在此，所述LDPE树脂内层的厚度以螺旋波纹高度的一半至管内壁计算。纳米银粒子改性碳纳米管的加入质量为LDPE树脂内层质量的0. Of 10% ;优选0. I 5% ；LDPE树脂的熔融粘度小，流动性好，易加工，因而对其熔体指数的选择范围也较宽，通常 MI 在 0. 3-30g/10min 之间;优选MI 在 0. 3_2g/10min，密度为 0. 913g/cm3-0. 923g/cm3的LLDPE树脂。HDPE树脂是制备给水聚こ烯管的常用材料，可选择密度大于0. 959g/cm3，熔融指数为0. l-52g/10min之间的HDPE树脂；为加工方便，优选熔融指数与内层LDPE树脂相近，如熔融指数为0. l-10g/10min的HDPE树脂。此外，为制备性能稳定的给水管，所述聚こ烯双层管还包括按原料重量份组成为100重量份的聚こ烯树脂计，3-6重量份的活性纳米碳酸钙、0. 1-1份的聚四氟こ烯、4-5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、0-1. 5重量份的颜料或黑母料。优选的，所述内层的物料配比为，以LDPE树脂为100重量份计，3_4重量份的活性纳米碳酸钙、0. 5-1份的聚四氟こ烯、4-5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、0-0. I重量份的顔料或黑母料；0. OOfO. 05重量份的纳米银粒子改性碳纳米管。所述外层的物料配比为，以HDPE树脂为100重量份计，5-6重量份的活性纳米碳酸钙、0. 1-1份的聚四氟こ烯、4-5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、1-1. 5重量份的颜料或黑母料。 另外，将内层LDPE树脂设置成内壁光滑、外壁为螺旋波纹的结构，主要是ー方面能够保证流体在管内阻力小，同时帮助内层和外层更紧密地结合；另一方面管内流体的冲击カ可被螺旋波纹充分吸收和缓解，然后再导入外层的HDPE树脂中，防止外层树脂经受管内流体强カ的冲击和压力，从而增加整个管道的寿命。具体的来说，本专利技术所述的聚こ烯双层管的制备方法是，将聚烯烃HDPE外层与聚烯烃LDPE内层分别由挤出机加热挤出后，再由出口模挤压出有聚烯烃HDPE外层和聚烯烃LDPE内层的两层共挤、紧密结合的复合管材，由于内层和外层都为聚こ烯，性能和结构基本一致，相互之间亲和力好，决定了聚烯烃PE管材和聚烯烃PERT管材在成型过程中二者可以很好粘结粘附在一起，因此加工过程中内层和外层不会发生分离，挤出过程的各參数相差不大。聚烯烃HDPE外层和聚烯烃LDPE内层的挤出机的机筒区长度均分为4段，每段温度为第I段为173±5°C，第2段为178±本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌双层聚乙烯管，其特征在于，所述抗菌双层聚乙烯管以HDPE树脂为外层，以LDPE树脂为内层，内层混合了纳米银粒子改性碳纳米管；纳米银粒子改性碳纳米管的加入质量为LDPE树脂内层质量的0.01~10%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王立君，
申请(专利权)人：浙江新大塑料管件有限公司，
类型：发明
国别省市：