CN101230946A - 涂覆有纳米银的上水道用铁管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及上水道用铁管(铸铁管或钢管)，具体地说在铸铁管内表面形成有含有纳米银微粒的合成树脂膜，在此合成树脂膜上再次涂覆纳米银微粒，以抑制在铸铁管内部流动的水中生成和繁殖各种有害物质、细菌(病菌)。本发明提供的铸铁管，在铸铁管内表面形成有含有纳米银粉末的合成树脂膜，在上述第一次形成的合成树脂膜上用纳米银微粒进行第二次涂覆，所以在铸铁管内表面形成有双重纳米银涂层，从而与现有的铸铁管相比，强度高、耐蚀性强，且抗菌性、杀菌性及抑菌性突出，能够供应卫生干净的水，是非常有用的发明。本发明同样能够适用于利用铁板卷成圆形的钢管上。

Description

涂覆有纳米银的上水道用铁管
技术领域
本发明涉及上水道用铁管，即钢管或者铸铁管，具体地说涉及为了防止铸铁管或者钢管内壁的锈蚀，用含有纳米银微粒的合成树脂对其内表面进行内衬涂覆处理，再在其上面再次使用纳米银微粒进行涂覆，以抑制在铸铁管或钢管等金属材质水管内流动的水中生成和繁殖各种有害细菌的上水道用铁管。
背景技术
通常，上水道和下水道用铸铁管是将熔融状态的铁水浇铸于离心铸造模具中，利用离心旋转力而制成的，所以高温铸铁管在冷却的同时会收缩，这时在铸铁管的表面上产生裂纹和针孔等细微缝隙而不光滑。
因此，微生物在铸铁管内表面上形成的细微缝隙和针孔中得以附着、繁殖，能够观察到在铸铁管的内壁发生锈蚀结垢。
对于以往铸铁管，为了防止微生物的附着和因氧化而发生的腐蚀，通常要对铸铁管内表面涂覆煤焦油(coaltar)、涂覆密封层、或者进行水泥砂浆内衬处理。
一方面，将煤焦油、密封层、水泥砂浆附着于铸铁管内表面时，同样具有防止铸铁管氧化和封堵铸铁管表面形成的细微针孔的效果，也可起到保护铸铁管内表面的作用。但是，其弊端在于：将涂覆有煤焦油或者进行过水泥砂浆内衬处理的铸铁管用作上水道水管时，煤焦油会溶解于水中，水泥也会慢慢分解，生成对人体有害的物质。
另一方面，如果仅仅使用合成树脂液在铸铁管的内表面形成涂膜的情况下，虽然某种程度上可以防止因氧化对铸铁管内表面产生的腐蚀并防止微生物在铁管内表面的附着，但是没有达到最佳的效果。
发明内容
本发明使对上述铸铁管内面涂覆合成树脂膜而形成的合成树脂膜中含有纳米银微粒，从而开发出含有纳米银微粒的具有杀菌、抑菌、抗菌效能的上水道用铸铁管。
本发明不仅适用于浇铸铁水而制造的铸铁管，而且适用于将铁板卷成圆形的钢管。
本发明在上水道用铸铁管或钢管内壁涂覆纳米银微粒，更有效抑制在铸铁管等金属材质水管内流动的水中生长和繁殖的各种有害细菌。
银是原子量为107.87amu、比重为10～12g/cm3，熔点为960.5℃的灰白色金属，在很早以前就已认识到其具有杀菌作用。
一方面，所谓的纳米银(Nano silver)是纳米技术(Nano-technology)和银(silver)的合成语，意为纳米(十亿分之一米)尺度，即0.000000001米微小粒子化的银微粒。
另外，通常所说的纳米银是指粉末和溶液状态的银的统称，具有强抗菌和杀菌性能。
纳米银与一般传统的抗生物质不同的特征在于细菌对其不具有耐药性，而且已经确认，纳米银微粒不断释放抗菌力，抑制有害菌，所以抗菌、抑菌作用非常突出，可在很短的时间内杀死地球上几乎所有的单细胞病菌。
对纳米银的抗菌、杀菌作用有如下观点：
1、与细菌的-SH基，-COOH基，-OH基等强力结合，破坏细菌的细胞膜或者使细胞机能紊乱，从而杀菌的理论；
2、利用活性氧杀菌的理论，即在胶体银的催化下，氧转变为活性氧(O2+；O2-；O)，从而杀菌的理论；
3、作为金属(metal)的抗菌和杀菌作用来杀菌的理论，即与其他金属不同，银能够实施小尺寸纳米化，所以100nm～200nm的微生物可吞噬摄取纳米银，此时就会发生代谢障碍，从而杀菌的理论。
因此，本发明将具有抗菌、杀菌作用的纳米银使用于对金属材料水管的内表面涂覆，从而将现有的合成树脂膜钢管或铸铁管的使用效果进一步提高。
本发明涉及涂覆有纳米银的上水道用铁管，其特征在于：在内表面用合成树脂膜实施内衬处理而防腐蚀的上水道用铸铁管或上水道用钢管中，对上水道用钢管或铸铁管1的内表面实施内衬处理的合成树脂中含有纳米银微粒，由该含有纳米银微粒的合成树脂形成第1含有纳米银的合成树脂膜2，在上述第1含有纳米银的合成树脂膜2上再次用含有纳米银微粒的合成树脂细粉末喷涂，形成第2纳米银涂覆膜3。
在这里，上述第1含有纳米银的合成树脂膜2是，由粒子大小为1～100nm、浓度为100～10,000ppm的纳米银以相对合成树脂重量的0.5-5重量％的量与合成树脂混合构成的。
上述第2纳米银涂覆膜3是，由粒子大小为1～100nm、浓度为100～10,000ppm的纳米银微粒以相对合成树脂粉末重量的10-30重量％的量与200μm以下的均匀合成树脂粉末混合构成的。
附图说明
图1是本发明铸铁管横截面图；
图2是本发明铸铁管纵截面图。
附图标记说明
1：铸铁管
2：第1含有纳米银的合成树脂膜
3：第2纳米银涂覆膜
具体实施方式
下面通过附图对本发明上水道用铁管更加详细地说明如下：
以铸铁管1为例对本发明进行说明。
首先，由于先期制造的铸铁管1暴露在空气中很容易氧化产生铁锈，所有工程都要事先对铸铁管1内表面进行异物清除工作，此时使用喷砂清理机通过压缩空气和研磨材料(cut wire)清理铸铁管的内表面。
其次，将完成清理的铸铁管1放入加热炉，对其进行280±20℃加热。上述280±20℃的加热温度是瞬间溶解要涂覆的合成树脂(聚乙烯树脂及合成聚乙烯树脂或环氧树脂)的温度，根据要涂覆的合成树脂膜厚度的不同，加热温度可任意增减。
再次，将喷涂含有纳米银微粒的合成树脂粉末的分散管放入铸铁管1内径中，沿着铸铁管内径前后移动上述分散管，根据期望膜厚度大小，利用空气压力喷涂一定量的含有纳米银微粒的合成树脂粉末，这样，含有纳米银微粒的合成树脂粉末就会在加热的铸铁管内壁上融化粘附，形成第1含有纳米银的合成树脂膜2。
在这里，上述纳米银微粒虽不能加热融化，但是由于遇热融化的合成树脂粉末粘附在加热的铸铁管内表面，所以能够形成第1含有纳米银的合成树脂膜2。
另外，经分散管喷涂的合成树脂粉末的种类优选为，具有在酸或碱中不易腐蚀的耐酸性、耐碱性；具有与铸铁管的粘附力强，附着后不易脱落的良好的粘结性；耐腐蚀、耐磨损和受冲击不易开裂或变形的合成树脂材料。并且，粘附的第1含有纳米银的合成树脂膜2的厚度根据铸铁管1的尺寸大小有所不同，优选为具有0.2～10mm的厚度。
上述由已加热铸铁管而熔融的合成树脂粉末在铸铁管内表面融化粘附，形成以含有纳米银微粒状态的合成树脂膜，利用旋转输送机旋转铸铁管1时，可形成均匀厚度的合成树脂膜且形成表面光滑的内表面。
接下来，在形成第1含有纳米银的合成树脂膜2上，用含有大量纳米银微粒的细粉末状合成树脂，形成第2纳米银涂覆膜3。
在这里，上述第1含有纳米银的合成树脂膜2的纳米银微粒粒子大小为1～100nm，浓度浓缩为100～10,000ppm，pH维持在6～8.5之间，以相对粉末状合成树脂重量为基准，纳米银的含量优选为0.5～5.0重量％。
另外，上述第2纳米银涂覆膜3是，由粒子大小为1～100nm、浓度浓缩为100～10,000ppm的纳米银以相对合成树脂细粉末重量的10-30重量％与200μm以下的粉末状合成树脂细粉末混合后使用。
由含有纳米银微粒的合成树脂细粉末来形成第2纳米银涂覆膜3的工序简练说明如下。
也就是，将喷涂含有纳米银微粒的合成树脂细粉末的分散管放入铸铁管1的内径中，沿着铸铁管内径前后移动上述分散管，利用空气压力喷涂期望厚度的第2纳米银涂覆膜3。上述铸铁管1内部喷涂上述含有纳米银微粒的合成树脂细粉末时，在形成第1含有纳米银的合成树脂膜2之后以及铸铁管1冷却之前进行，将上述含有纳米银微粒的合成树脂细粉末在铸铁管1内表面上涂覆均匀厚度，并在合成树脂膜2表面融化附着，形成第2纳米银涂覆膜3。
综上所述，本发明的铸铁管在其内表面形成含有纳米银微粒的合成树脂膜之后，形成含有高浓度纳米银的第2纳米银涂覆膜3，因此与现有的铸铁管相比，防腐蚀效果更佳，可供应卫生干净的水。
根据本发明制造的上水道用铁质铸铁管或钢管，因在其内表面形成一定厚度的合成树脂膜，隔绝了因氧化而发生的锈蚀，并且因形成的合成树脂膜具有一定厚度且表面非常光滑，可增加水的流速。
此外，在铸铁管或钢管内部涂覆的一定厚度的合成树脂膜，与内管附着为一体，从而提高了铁管的强度。并且，在受到冲击造成破损情况下，因内部的合成树脂膜较难破损，具有延迟漏水发生的效果。
特别是，合成树脂膜中含有的纳米银和在合成树脂膜表面高浓度附着的纳米银，进一步增强纳米银具有的抗菌、杀菌性能，可供给更卫生干净的水。
另外，本发明因在水道管的内表面形成合成树脂膜，增强了其耐腐蚀性，所以总体效果上完全超越了现有的铸铁管或者钢管，是非常有用的发明。

Claims (2)

1.一种涂覆有纳米银的上水道用铁管，其特征在于，在内表面用合成树脂膜实施内衬处理而防腐蚀的上水道用铸铁管或上水道用钢管中，对上水道用钢管或铸铁管(1)的内表面实施内衬处理的合成树脂中含有纳米银微粒，由该含有纳米银微粒的合成树脂形成第1含有纳米银的合成树脂膜(2)，在上述第1含有纳米银的合成树脂膜(2)上再次用含有纳米银微粒的合成树脂细粉末喷涂，形成第2纳米银涂覆膜(3)。
2.根据权利要求1所述的涂覆有纳米银的上水道用铁管，其特征在于，所述第1含有纳米银的合成树脂膜(2)是，由粒子大小为1～100nm、浓度为100～10,000ppm的纳米银微粒以相对合成树脂重量的0.5-5重量％的量与合成树脂混合构成的；
所述述第2纳米银涂覆膜(3)是，由粒子大小为1～100nm、浓度为100～10,000ppm的纳米银微粒以相对合成树脂细粉末重量的10-30重量％的量与200μm以下的均匀合成树脂粉末混合构成的。
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