CN101307843B - 一种给水用抗菌塑料管材的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种给水用抗菌塑料管材的制作方法。它是通过抗菌母粒添加至给水管材所用的载体树脂中，然后用捏合机搅拌2min使其混合均匀；经过充分的浸渍处理后即得抗菌给水管材专用料；再将得到的混合料添加到挤出机中挤出定型，即生产出给水管材成品。也可以将含抗菌母粒的给水管材混合料放入内层，给水管材所用载体树脂作为外层，内外两层紧密结合，形成双层共挤管材。采用本发明方法制成的塑料管材具有以下的特点：(1)高效杀灭和抑制常见有害细菌，抗菌率达95％以上；(2)利用双层共挤的方法可使生产成本低，有较高的实用性；(3)相容性和分散性好；(4)加工性能好，使制品具有良好的力学性能和使用性能。
Description
所属技术领域
本发明涉及到一种给水用塑料管材的制作方法，具体地讲，涉及到一种给水用抗菌塑料管材的制作方法。
背景技术
目前国内建筑用冷热水管基本采用镀锌钢管，但据大多数水质检测数据表明，导致自来水“红水”“黑水”水质恶化的主要原因就是建筑用给水管的锈蚀严重。为了确保供水质量，建设部规定自2000年6月1号起，在建筑供水工程中禁止使用镀锌钢管。可做替换的有塑料管，塑料金属复合管等。其中聚丙烯具有抗腐蚀力强，易于粘合，价格低廉，质地坚硬等优点，是最常用的管材之一。目前市场上已有的聚丙烯管材虽然能够达到卫生和健康的基本要求，但不能杀灭和去除水中的有害细菌，因此，提供一种既符合一般卫生和健康要求，同时又能够杀灭水中有害细菌的抗菌聚丙烯管材，是人们十分期望的产品。
抗菌塑料水管在国内外均属新开发的产品类别，由于各生产企业所采用的生产技术来源不同，技术原理不同，产品质量区别较大。
申请号为2004100890090.0的中国专利公开了一种抗菌管材的制作方法，其工艺方法如下：
(1)将聚合物纳米复合抗菌材料与少量分散剂液体石蜡预混合，然后在高速混合机中混合，混合温度为20℃，混合过程中通入冷却水带走混合产生的热量，混合时间为15min。
(2)将由(1)所得的混合料与聚丙烯(PP-R)按照10：100的比例预混合，后在低速混合机中混合，混合温度为20℃，混合时间为10min，将混合料通过双螺杆挤出机按照一定的加工工艺挤出造粒，得到抗菌母粒。
(3)将由(2)得到的抗菌母粒在80℃烘干60min，驱除水分，然后与聚丙烯(PP-R)按照10：100的比例在低速混合机中混合，混合温度为20℃，混合时间为10min，将混合料通过挤出机以及塑料加工设备加工成型，得到各种规格的聚丙烯(PP-R)管材以及聚丙烯(PP-R)管件。
按照上述工艺条件生产的抗菌管材，在生产过程中会产生工业废水、废渣，且聚合物纳米复合抗菌材料抗菌持续时间不易控制。
发明内容
本发明的目的是提高抗菌管材的抗菌性，同时解决在生产过程中产生的废水、废渣。
针对传统塑料给水管存在的在生产过程中会产生工业废水、废渣，且聚合物纳米复合抗菌材料抗菌持续时间不易控制的问题，对塑料管材抗菌性能进行实质性的改善。通过对超细复合无机抗菌剂进行活性处理，使其分散均匀，改善了与树脂的相容性。本发明采用了Ag+、Zn2+金属离子作为抗菌成分，添加在树脂中，不仅能有效起到抗菌抑菌杀菌作用，而且克服银离子类抗菌剂在使用过程中易变色的难题，具有良好的分散性能，有效降低成本。
实现本发明一种给水用抗菌塑料管材的制作方法的步骤是：
一、原材料的配制：
1.首先进行抗菌塑料母粒的配制
抗菌塑料母粒原材料按下列重量％配制：
无机抗菌剂为一种金属离子无机抗菌剂，粒径小于1.0μm，以沸石为载体，抗菌成分为金属离子Ag+或Zn2+，用量为35％～45％；
表面处理剂为偶联剂KH-570，用量为1％～5％；
分散剂为低分子聚乙烯蜡，用量为3％～10％；
载体树脂为PPR、PE、PVC、ABS其中一种，用量为40％～60％；
一种助剂为抗氧化剂，用量为1％～4％；
另一种助剂为光稳定剂，用量为0.4％～2％。
2.给水用抗菌塑料管材原材料按下列重量％配制：
抗菌塑料母粒1-10％；
载体树脂为PPR、PE、PVC、ABS其中一种，用量为90-99％。
二、制备工艺方法：
制备工艺分两步进行：
1、抗菌母粒制备：将表面处理剂与无机抗菌剂一起加入到捏合机中进行高速搅拌25—35min，然后逐渐升温至90℃烘2h，出料过筛得到经表面处理的无机抗菌剂；将上述经表面处理的无机抗菌剂与分散剂、载体树脂及助剂按照顺序加入到捏合机中进行搅拌并持续25—35min，将混合后的物料经过双螺杆造粒挤出机熔融，加工温度为160—220℃，挤出造粒得到Φ2×4mm的抗菌母粒；
2、抗菌给水管材的制备：将上述制备的抗菌母粒按比例1％～10％添加至给水管材所用的载体树脂中，然后用搅拌机搅拌2min使其混合均匀；经过充分的浸渍处理后即得抗菌给水管材混合料；再将得到的混合料添加到挤出机中挤出定型，即生产出给水管材成品。也可以将含抗菌母粒的给水管材混合料放入内层，给水管材所用载体树脂作为外层，内外两层紧密结合，形成双层共挤管材。
采用本发明方法制成的塑料管材具有以下的特点：(1)高效杀灭和抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见有害细菌，抗菌率达95％以上；(2)生产的抗菌剂利用双层共挤的方法添加到塑料管材中，这种方法使生产的抗菌塑料管所用成本低，有较高的实用性；(3)良好分散性；与基体树脂具有良好的相容性和分散性；(4)加工性能好，使制品具有良好的力学性能和使用性能。
本发明可以克服以上不足，具有下述优点：
(1)本发明解决了天然纳米孔材料离子交换能力弱、容量小的问题；
(2)掌握了控制抗菌成分溶出速度的技术，可以控制抗菌持续时间；
(3)抗菌剂生产成本相对较低；
(4)无工业合成载体产生的废水、废渣。
综合国内外现有抗菌材料和抗菌制品的现状，我们研制出的抗菌塑料管具有抗腐蚀能力强，易于热熔连接，价格低廉，质地坚硬的优点，同时又具备良好的抗菌性能，而且制造工艺简单，生产容易，能在不改变增添设备的条件下，满足国内抗菌塑料管材的生产要求。
附图说明
图1为给水用抗菌塑料管材的制作工艺流程图
图中：1—原料；2—搅拌分散混合；3—入料口入料；4—挤出端机筒；5—挤出成型；6—检验；7—包装入库；8—破碎。
最佳实施方式
实施例：
一、原材料的配制：
1.首先进行抗菌塑料母粒的配制
抗菌塑料母粒原材料按下列重量％配制：
无机抗菌剂为一种金属离子无机抗菌剂，粒径小于1.0μm，以沸石为载体，抗菌成分为金属离子Ag+或Zn2+，用量为40％；
表面处理剂为偶联剂KH-570，用量为2％；
分散剂为低分子聚乙烯蜡，用量为5％；
载体树脂为PPR、PE、PVC、ABS其中一种，用量为50％；
一种助剂为抗氧化剂，用量为2.6％；
另一种助剂为光稳定剂，用量为0.4％。
2.给水用抗菌塑料管材原材料按下列重量％配制：
抗菌塑料母粒3％；
载体树脂为PPR、PE、PVC、ABS其中一种，用量为97％。
二、制备工艺方法：
制备工艺分两步进行：
1、抗菌母粒制备：将表面处理剂与无机抗菌剂一起加入到捏合机中进行高速搅拌30min，然后逐渐升温至90℃烘2h，出料过筛得到经表面处理的无机抗菌剂；将上述经表面处理的无机抗菌剂与分散剂、载体树脂及助剂按照顺序加入到捏合机中进行搅拌并持续30min，将混合后的物料经过双螺杆造粒挤出机熔融，加工温度为180℃，挤出造粒得到Φ2×4mm的抗菌母粒；
2、抗菌给水管材的制备：将上述制备的抗菌母粒按比例3％添加至给水管材所用的载体树脂中，然后用搅拌机搅拌2min使其混合均匀；经过充分的浸渍处理后即得抗菌给水管材混合料；再将得到的混合料添加到挤出机中挤出定型，即生产出给水管材成品。也可以将含抗菌母粒的给水管材混合料放入内层，给水管材所用载体树脂作为外层，内外两层紧密结合，形成双层共挤管材。
用本发明的上述方法制造的塑料抗菌母粒应用在PPR冷水用管材、PPR热水用管材、PPR钢塑管、PPR复合管材以及普通PP类制品和注塑制品中，抗菌性能良好，满足国内不同种类建筑用给水管材国家标准；PPR管满足GB/T18742.2-2002<<PP-R管材>>标准；抗菌塑料制品的抗菌性能满足GB/T-2519-2003抗菌塑料-抗菌性能实验方法和抗菌效果标准的要求，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌杀菌率达到95％以上。
Claims (3)
1.一种给水用抗菌塑料管材的制作方法，其特征在于：原材料的配制分为抗菌塑料母粒配制和抗菌塑料管材配制两步进行：
(一)首先进行抗菌塑料母粒的配制
抗菌塑料母粒原材料按下列重量百分比配制：
无机抗菌剂为一种金属离子无机抗菌剂，粒径小于1.0μm，以沸石为载体，抗菌成分为金属离子Ag+或Zn2+，用量为35％～45％；
表面处理剂为偶联剂KH-570，用量为1％～5％；
分散剂为低分子聚乙烯蜡，用量为3％～10％；
载体树脂为PPR、PE、PVC、ABS其中一种，用量为40％～60％；
一种助剂为抗氧化剂，用量为1％～4％；
另一种助剂为光稳定剂，用量为0.4％～2％；
将所述表面处理剂与所述无机抗菌剂一起加入到捏合机中进行高速搅拌25-35min，然后逐渐升温至90℃烘2h，出料过筛得到经表面处理的无机抗菌剂；将上述经表面处理的无机抗菌剂与所述分散剂、所述载体树脂及上述两种助剂按照顺序加入到捏合机中进行搅拌并持续25-35min，将混合后的物料经过双螺杆造粒挤出机熔融，加工温度为160-220℃，挤出造粒得到Φ2×4mm的抗菌母粒；
(二)给水用抗菌塑料管材原材料按下列重量百分比配制：
抗菌塑料母粒1-10％；
载体树脂为PPR、PE、PVC、ABS其中一种，用量为90-99％；
将上述制备的所述抗菌母粒按比例1％～10％添加至给水管材所用的所述载体树脂中，然后用搅拌机搅拌2min使其混合均匀；经过充分的浸渍处理后即得抗菌给水管材混合料；再将得到的混合料添加到挤出机中挤出定型，即生产出给水管材成品，或者将含抗菌母粒的给水管材混合料放入内层，给水管材所用载体树脂作为外层，内外两层紧密结合，形成双层共挤管材。
2.按权利要求1所述的给水用抗菌塑料管材的制作方法，其特征在于：原材料的配制：
(一)首先进行所述抗菌塑料母粒的配制
所述抗菌塑料母粒原材料按下列重量百分比配制：
所述无机抗菌剂的用量为40％；
所述表面处理剂的用量为2％；
所述分散剂的用量为5％；
所述载体树脂的用量为50％；
所述抗氧化剂的用量为2.6％；
所述光稳定剂的用量为0.4％。
(二)所述给水用抗菌塑料管材原材料按下列重量百分比配制：
所述抗菌塑料母粒3％；
所述载体树脂的用量为97％。
3.按权利要求1所述的给水用抗菌塑料管材的制作方法，其特征在于：
(一)在所述抗菌塑料母粒制备过程中，将所述表面处理剂与所述无机抗菌剂一起加入到捏合机中进行高速搅拌30min，然后逐渐升温至90℃烘2h，出料过筛得到经表面处理的无机抗菌剂；将上述经表面处理的无机抗菌剂与所述分散剂、所述载体树脂及上述两种助剂按照顺序加入到捏合机中进行搅拌并持续30min，将混合后的物料经过双螺杆造粒挤出机熔融，所述加工温度为180℃，挤出造粒得到Φ2×4mm的所述抗菌母粒；
(二)在所述给水用抗菌塑料管材的制备过程中，将上述制备的所述抗菌母粒按比例3％添加至所述给水管材所用的所述载体树脂中进行加工处理。
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