CN101592271B - 具有抗菌功能的环保给水软管 - Google Patents

具有抗菌功能的环保给水软管 Download PDF

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Abstract

一种具有抗菌功能的环保给水软管，其材料包括PVC树脂、增塑剂、热稳定剂、无机有机复合抗菌剂和润滑剂，所述PVC树脂的平均聚合度：900-1300；各个组份的质量比例为：PVC树脂：100份；增塑剂：40～70份；热稳定剂：2～4份；无机有机复合抗菌剂：0.1～0.4份；润滑剂：0.2～0.6份；无机有机复合抗菌剂的各个组份及其质量比例为：电气石粉：90-120份；氧化锌：20-35份；纳米银：10-20份；沸石粉：45-55份；2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚10-15份。本发明能有效抑制微生物生长、抗菌效果好、符合安全标准要求、具有良好的环保性能。

Description

具有抗菌功能的环保给水软管
技术领域
本发明涉及供水管网的塑料管领域，尤其是一种给水软管。
背景技术
当饮用水中的有机物含量高时，即使在自来水出厂时保持很高的余氯，给水管道内仍可检出几十种细菌，主要是以有机物为基质的异养菌。随着水管内存贮水的时间延长，管内水体的浊度和异养菌均呈增高趋势，当水体内的有机物被消耗完时，细菌会主动迁移到管内壁生存，水管内壁存在着增塑剂等有机迁移物，使得细菌可得以继续大量繁殖，细菌在管壁内的长期生长形成生物膜，诱发管壁腐蚀和结垢，生物膜的老化脱落引起水体恶化，浊度和色度上升并产生异臭味。
现有的给水软管存在的缺陷：抗菌性能差、不能符合安全标准要求、环保性差。
发明内容
为了克服已有的给水管道的抗菌性能差、不能符合安全标准要求、环保性差的不足，本发明提供一种能有效抑制微生物生长、抗菌效果好、符合安全标准要求、具有良好的环保性能的具有抗菌功能的环保给水软管。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种具有抗菌功能的环保给水软管，所述环保给水软管的材料包括PVC树脂、增塑剂、热稳定剂、无机有机复合抗菌剂和润滑剂，所述PVC树脂的平均聚合度：900-1300；各个组份的质量比例为：
PVC树脂：100份；
增塑剂：40～70份；
热稳定剂：2～4份；
无机有机复合抗菌剂：0.1～0.4份；
润滑剂：0.2～0.6份；
所述无机有机复合抗菌剂的各个组份及其质量比例为：
电气石粉：90-120份；
氧化锌：20-35份；
纳米银：10-20份；
沸石粉：45-55份；
2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚10-15份。
进一步，所述无机有机复合抗菌剂的各个组份及其质量比例为：
电气石粉100份；
氧化锌：20-35份；
纳米银：10-20份；
沸石粉：45-55份；
2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚10-15份。
再进一步，所述无机有机复合抗菌剂的各个组份及其质量比例为：
电气石粉100份；
氧化锌：25-30份；
纳米银：10-15份；
沸石粉：50-55份；
2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚10-12份。
更进一步，所述无机有机复合抗菌剂的各个组份及其质量比例为：
电气石粉100份；
氧化锌：30份；
纳米银：10份；
沸石粉：50份；
2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚10份。
作为优选的一种方案：所述环保给水软管的材料还包括填充剂，所述填充剂的质量比例为：0.1～30份。
作为优选的另一种方案：所述增塑剂为柠檬酸酯类增塑剂。
作为优选的再一种方案：所述热稳定剂为钙/锌复合稳定剂。
进一步，所述润滑剂为内润滑剂或外润滑剂。
再进一步，所述环保给水软管的材料的各个组份的质量比例为：
PVC树脂：100份；
增塑剂：35～65份；
热稳定剂：3～4份；
无机有机复合抗菌剂：0.18～0.33份；
润滑剂：0.3～0.5份。
更进一步，所述环保给水软管的材料的各个组份的质量比例为：
PVC树脂：100份；
增塑剂：50份；
热稳定剂：4份；
无机有机复合抗菌剂：0.2份；
润滑剂：0.4份。
本发明的技术构思为：PVC树脂：PVC树脂的性能决定于平均聚合度的大小。平均聚合度愈大机械性能愈高，加工难度越大。平均聚合度愈小机械性能愈小，加工难度越小。结合本发明是应用于与水接触的软质PVC水管，选用平均聚合度在900-1300最为合适。
增塑剂选用：根据欧美等发达国家对邻苯二甲酸脂类增塑剂的限制，本发明不含邻苯二甲酸脂类增塑剂，柠檬酸酯类增塑剂是当今世界各国公认的无毒增塑剂，国外已做过慢性毒理试验表明：乙酰基柠檬酸三正丁酯，无论在急性、慢性的，还是在亚急性的试验中，不会引起明显的病理过程。鉴于乙酰基柠檬酸三正丁酯的低毒性，美国食品和药物管理局(FDA)不但批准它用作食品包装及医疗用具的塑料增塑剂，同时也批准它作为食品添加剂。经筛选比较乙酰基柠檬酸三正丁酯(ATBC)增塑效率高、无毒、价格低。符合本发明的要求。
热稳定剂选用：本发明对重金属含量要求特别高，既要环保又要无毒，符合本发明要求的稳定剂有三大类：有机锡类稳定剂因挥发性气味太浓不适合；稀土类稳定剂因种类小材料采购困难，难以大规模生产而不采用；复合类稳定剂中的钙/锌复合稳定剂为环保无毒，符合美国FDA以及欧盟EAP，且价格低能大量采购。
填充料的选用：普通碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用，并且能降低材料成本，而加入经过表面处理的纳米碳酸钙对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，能提高制品的冲击强度及拉伸强度，还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。并且能降低材料成本。
润滑剂的选用：硬脂酸和硬脂酸钙的加入可降低PVC与加工机械磨擦和PVC内磨擦；ACR可提高PVC塑化过程。
电气石是一种在无光源状态下能永久产生阳离子材料，将其作为复合抗菌剂的载体可使被添加的塑料材料表面均匀地分布阳离子，在水体中游离的微生物均带阴离子，它们会被电气石所产生的阳离子吸附在水管表面，而水管表面均匀地分布着纳米银、锌等抗菌剂可有效地将除真菌(霉菌、藻类)外的所有微生物杀死或抑制其生长，而真菌类的微生物则由2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚抑制其生长。
复合抗菌剂发生相互作用的机理：A：纳米银、氧化锌与沸石粉：在三维骨骼结构的沸石结构内加入抗菌性能优异的纳米银、锌离子，使得银、锌离子能长期有效的有控制的释放，达到长效抗菌效果。
B：电气石粉是一种在无光源状态下能永久产生阳离子材料，作为复合抗菌剂的载体它充当将水体中游离的细菌吸附到管壁上的作用。
C、2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚：是一种有机抗菌剂，它会吸附于微生物的细胞壁上，继而穿透细胞壁，进入细胞内并与胞内的脂质和蛋白质反应，使之发生变化，从而导致低分子量的细胞内容物流出至微生物死亡。它对各类革兰氏阳性和阴性菌、真菌、酵母菌有很强的抑杀作用。
复合抗菌剂可添加到以下的PVC树脂材料中，添加量：0.1％～0.4％，PP(PP-R)PVC(UPVC CPVC)PE(HDPE LDPE)ABS EVA。
本发明的有益效果主要表现在：能有效抑制微生物生长、抗菌效果好、符合安全标准要求、环保性能良好。
附图说明
图1是具有抗菌功能的环保给水软管的粒料制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
实施例1
参照图1，一种具有抗菌功能的环保给水软管，所述环保给水软管的材料包括PVC树脂、增塑剂、热稳定剂、无机有机复合抗菌剂和润滑剂，所述PVC树脂的平均聚合度：900-1300；各个组份的质量比例为：PVC树脂：100份；增塑剂：40～70份；热稳定剂：2～4份；无机有机复合抗菌剂：0.1～0.4份；润滑剂：0.2～0.6份；所述无机有机复合抗菌剂的各个组份及其质量比例为：电气石粉：90-120份；氧化锌：20-35份；纳米银：10-20份；沸石粉：45-55份；2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚10-15份。
本实施例中，PVC树脂：100份；增塑剂：40份；热稳定剂：2份；无机有机复合抗菌剂：0.1份；润滑剂：0.2份；
在无机有机复合抗菌剂中，电气石粉90份；氧化锌：20份；纳米银：10份；沸石粉：45份；2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚10份。
本实施例的增塑剂为柠檬酸酯类增塑剂。所述热稳定剂为钙/锌复合稳定剂。所述润滑剂为内润滑剂或外润滑剂。
在高速混合机内按材料配方的比列和先后顺序加入热混后，在单螺杆挤出机上进行挤出切粒，加工温度控制在110-170℃，粒径及长度控制在3×3mm之间。再通过得到的粒料加工成软管。
实例1：按照BS 6920：2000标准测试方法，对实施列的环保、无毒、抗菌软质PVC粒料重金属水中溶出物进行测试，结果见表1
序号   重金属名称   含量标准μg/L   测试结果μg/L   序号   重金属名称  含量标准μg/L   测试结果μg/L
  1   Al   200   39.1   8   Mn   50   5.0
  2   Sb   5   0.5   9   Hg   1   0.1
  3   As   10   1.0   10   Ni   20   2.0
  4   Cd   5   0.5   11   Se   10   1.0
  5   Cr   50   5   12   Ba   1000   100
  6   Fe   200   2.0   13   Ag   10   1.0
  7   Pb   25   1.0
表1
按照BS 6920：2000标准测试方法，对实施列的环保、无毒、抗菌软质PVC粒料细胞毒素进行测试，见表2：
  Extract提取物   Growth of cll tissue(monolayer)
  agent blank空白对照Zinc Sulfate validation solution(cytotoxic)硫酸锌溶液(毒)sample样品   healthy，confluent健康cell death细胞死亡healthy，confluent健康
表2
按照BS 6920：2000标准测试方法，对实施列的环保、无毒、抗菌软质PVC粒料抗菌性能进行测试，见表3：
Figure G2009100995733D00081
表3。
实施例2
本实施例中，PVC树脂：100份；增塑剂：45份；热稳定剂：2.2份；无机有机复合抗菌剂：0.2份；润滑剂：0.3份；
在无机有机复合抗菌剂中，电气石粉100份；氧化锌：22份；纳米银：13份；沸石粉：48份；2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚12份。
本实施例中，所述环保给水软管的材料还包括填充剂，所述填充剂的质量比例为：0.1～30份；优选为填充剂：5份。
本实施例的其他工作过程与实施例1相同。
实施例3
本实施例中，PVC树脂：100份；增塑剂：46份；热稳定剂：2.5份；无机有机复合抗菌剂：0.3份；填充剂：8份；润滑剂：0.4份；
在无机有机复合抗菌剂中，电气石粉100份；氧化锌：28份；纳米银：16份；沸石粉：52份；2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚14份。
本实施例的其他工作过程与实施例1相同。
实施例4
本实施例中，PVC树脂：100份；增塑剂：48份；热稳定剂：2.9份；无机有机复合抗菌剂：0.32份；填充剂：15份；润滑剂：0.52份；
在无机有机复合抗菌剂中，电气石粉110份；氧化锌：30份；纳米银：18份；沸石粉：54份；2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚15份。
本实施例的其他工作过程与实施例1相同。
实施例5
本实施例中，PVC树脂：100份；增塑剂：50份；热稳定剂：4份；无机有机复合抗菌剂：0.2份；填充剂：10份；润滑剂：0.4份；
在无机有机复合抗菌剂中，电气石粉120份；氧化锌：32份；纳米银：15份；沸石粉：55份；2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚14份。
本实施例的其他工作过程与实施例1相同。
实施例6
本实施例中，PVC树脂：100份；增塑剂：60份；热稳定剂：4份；无机有机复合抗菌剂：0.35份；填充剂：25份；润滑剂：0.6份；
在无机有机复合抗菌剂中，电气石粉100份；氧化锌：20份；纳米银：10份；沸石粉：45份；2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚10份。
本实施例的其他工作过程与实施例1相同。
实施例7
本实施例中，PVC树脂：100份；增塑剂：65份；热稳定剂：4份；无机有机复合抗菌剂：0.4份；填充剂：30份；润滑剂：0.6份；
在无机有机复合抗菌剂中，电气石粉100份；氧化锌：22份；纳米银：15份；沸石粉：50份；2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚13份。
本实施例的其他工作过程与实施例1相同。
实施例8
本实施例中，PVC树脂：100份；增塑剂：68份；热稳定剂：3.4份；无机有机复合抗菌剂：0.33份；填充剂：22份；润滑剂：0.5份；
在无机有机复合抗菌剂中，电气石粉100份；氧化锌：35份；纳米银：20份；沸石粉：55份；2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚15份。
本实施例的其他工作过程与实施例1相同。
实施例9
本实施例中，PVC树脂：100份；增塑剂：35份；热稳定剂：3份；无机有机复合抗菌剂：0.18份；填充剂：24.8份；润滑剂：0.3份；
在无机有机复合抗菌剂中，电气石粉100份；氧化锌：25份；纳米银：10份；沸石粉：50份；2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚10份。
本实施例的其他工作过程与实施例1相同。
实施例10
本实施例中，PVC树脂：100份；增塑剂：65份；热稳定剂：4份；无机有机复合抗菌剂：0.33份；填充剂：18.5份；润滑剂：0.5份；
在无机有机复合抗菌剂中，电气石粉100份；氧化锌：28份；纳米银：13.5份；沸石粉：52.4份；2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚11.8份。
本实施例的其他工作过程与实施例1相同。
实施例11
本实施例中，PVC树脂：100份；增塑剂：44份；热稳定剂：3.65份；无机有机复合抗菌剂：0.28份；填充剂：25份；润滑剂：0.45份，
在无机有机复合抗菌剂中，电气石粉100份；氧化锌：30份；纳米银：15份；沸石粉：55份；2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚12份。
本实施例的其他工作过程与实施例1相同。
实施例12
本实施例中，PVC树脂：100份；增塑剂：58份；热稳定剂：3.6份；无机有机复合抗菌剂：0.33份；填充剂：29份；润滑剂：0.47份；
在无机有机复合抗菌剂中，电气石粉100份；氧化锌：30份；纳米银：10份；沸石粉：50份；2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚10份。
本实施例的其他工作过程与实施例1相同。

Claims (9)

1.一种具有抗菌功能的环保给水软管，其特征在于：所述环保给水软管的材料包括PVC树脂、增塑剂、热稳定剂、无机有机复合抗菌剂和润滑剂，所述PVC树脂的平均聚合度：900-1300；各个组份的质量比例为：
PVC树脂：100份；
增塑剂：40～70份；
热稳定剂：2～4份；
无机有机复合抗菌剂：0.1～0.4份；
润滑剂：0.2～0.6份；
所述无机有机复合抗菌剂的各个组份及其质量比例为：
电气石粉：90-120份；
氧化锌：20-35份；
纳米银：10-20份；
沸石粉：45-55份；
2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚10-15份。
2.如权利要求1所述的具有抗菌功能的环保给水软管，其特征在于：
所述无机有机复合抗菌剂的各个组份及其质量比例为：
电气石粉100份；
氧化锌：20-35份；
纳米银：10-20份；
沸石粉：45-55份；
2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚10-15份。
3.如权利要求2所述的具有抗菌功能的环保给水软管，其特征在于：
所述无机有机复合抗菌剂的各个组份及其质量比例为：
电气石粉100份；
氧化锌：25-30份；
纳米银：10-15份；
沸石粉：50-55份；
2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚10-12份。
4.如权利要求1所述的具有抗菌功能的环保给水软管，其特征在于：
所述无机有机复合抗菌剂的各个组份及其质量比例为：
电气石粉100份；
氧化锌：30份；
纳米银：10份；
沸石粉：50份；
2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚10份。
5.如权利要求1-4之一所述的具有抗菌功能的环保给水软管，其特征在于：所述环保给水软管的材料还包括填充剂，所述填充剂的质量比例为：0.1～30份。
6.如权利要求1-4之一所述的具有抗菌功能的环保给水软管，其特征在于：所述增塑剂为柠檬酸酯类增塑剂。
7.如权利要求1-4之一所述的具有抗菌功能的环保给水软管，其特征在于：所述热稳定剂为钙/锌复合稳定剂。
8.如权利要求1-4之一所述的具有抗菌功能的环保给水软管，其特征在于：所述润滑剂为内润滑剂或外润滑剂。
9.如权利要求1-4之一所述的具有抗菌功能的环保给水软管，其特征在于：所述环保给水软管的材料的各个组份的质量比例为：
PVC树脂：100份；
增塑剂：50份；
热稳定剂：4份；
无机有机复合抗菌剂：0.2份；
润滑剂：0.4份。
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