CN105061900A - 一种抗菌耐老化pp-r管及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗菌耐老化PP-R管及其制备方法,该PP-R管的原料配方按重量百分比计为:无规共聚聚丙烯75~90%,天然抗菌剂3~19.5%,牡丹籽油1.2~3%,偶联剂0.8~2.5%;所述天然抗菌剂是由重量百分含量75~85%的黄土粉、3~6%的血桐叶提取物、5~9%的赤楠叶提取物和7~10%的甘蔗叶提取物制得。藉此,通过多种途径的加工手段制成PP-R管,既具有抗菌谱广、高效、持久、安全的效果,又赋予耐老化、耐热的同时具有更好的力学性能和加工性能,不易变形、开裂,使用寿命长。且表面光洁,流水阻力小,在管道内很难积累水垢杂质,远红外辐射效应还起到自洁、净化环境,消除异味的作用,进一步改善水质,提高人类健康指数。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑料管材,具体地说是涉及一种抗菌耐老化PP-R管及其制备方法。
背景技术
上个世纪80年代前,建筑工程中的给水系统基本上采用镀锌钢管,因镀锌钢管容易生锈,普遍出现水质变成“红水”、“黑水”等问题而在2006年被国家明令淘汰。我国就开始系统地研究在建筑工程中使用塑料管材,先后开发出PP-R管、PE-X管、PB管及UPVC管等品种。其中PP-R管是由无规共聚聚丙烯管材专用料经挤出加工而成,它具有质轻、化学性稳定、耐腐蚀、耐冲击性好、不会锈蚀、易于安装等优点,被广泛用于建筑、市政、工业和农业的给水、排水、供热等领域,尤其应用于给水领域表现出更好的流水阻力小、安全卫生等性能,在农村安全饮水、城镇供水管网中被广泛使用。但由于无规共聚聚丙烯分子链上含有不稳定的叔碳原子,在热、氧、光的长期作用下易老化变脆或粉化,甚至脆裂,使用寿命短。加之其不具有抗菌性能,在PP-R管内壁容易滋生各种细菌、真菌等有害微生物,而且会积累水垢杂质产生霉变,使得输送的水质卫生状况会下降,甚至水质恶化,进而威胁到人们的健康。
基于上述因素,近年来,国内外学者研究开发具有抗菌功能的PP-R管的报道日趋增多。经检索,目前用于PP-R管的抗菌剂研究工作,主要围绕无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂展开。无机抗菌剂是以银、锌、铜等金属离子为抗菌剂,以磷酸盐、膨润土、沸石等材料为载体制得,具有抗菌效率高,耐热性强,但其价格昂贵,在光照、热等作用下易变色,使之抗菌效果明显下降,长期饮用含有银、锌、铜等金属离子的水,会对人体的肝脏造成负面影响。有机抗菌剂包括季胺盐类、咪唑类、吡啶类、有机金属类等,虽然杀菌速度快,抗菌效果显著,但毒性大,稳定性较差,加之经常与水接触,该抗菌剂会以较快的速度析出,不仅抗菌能力会消减,而且渗入到水中被人体吸收,对人体的健康构成危害。与之相比,天然抗菌剂是从植物、动物或生物中提取的,其来源广泛,成本低,具有安全无毒、抗菌效率高、耐热性好、营养保健成分丰富、不易产生耐药性和环境友好等优点,故其应用和研究越来越受到人们的重视。但天然抗菌剂通常是从一种植物、动物或生物中提取而成,抗菌活性成分较单一,抗菌谱窄,其与无规共聚聚丙烯之间的相容性差,易产生团聚、分散不均匀等缺陷,且在使用过程中抗菌活性成分易析出,抗菌效果不能持久。此外,为了达到PP-R管所需的耐老化指标,通常采用共混改性的方法往无规共聚聚丙烯中添加抗氧剂来提高其耐老化性能。但是公知的抗氧剂多为有一定毒性的小分子化合物,容易迁出至PP-R管的表面,不仅会降低其耐老化效果,而且还会对水造成二次污染,达不到卫生和健康的基本要求。
发明内容
本发明旨在解决上述问题,而提供一种抗菌耐老化PP-R管及其制备方法,该方法的天然抗菌剂采用多种植物提取物负载于黄土均匀分散在PP-R管表面及内部,既具有抗菌谱广、高效、持久、安全的效果,又赋予耐老化、耐热的同时具有更好的力学性能和加工性能,使用寿命长,且远红外辐射效应还起到自洁、净化环境,消除异味的作用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种抗菌耐老化PP-R管,该PP-R管的原料配方按重量百分比计为:无规共聚聚丙烯75~90%,天然抗菌剂3~19.5%,牡丹籽油1.2~3%,偶联剂0.8~2.5%;所述天然抗菌剂是由重量百分含量75~85%的黄土粉、3~6%的血桐叶提取物、5~9%的赤楠叶提取物和7~10%的甘蔗叶提取物制得;所述无规共聚聚丙烯在230℃、2.16kg砝码条件下的熔体流动速率为0.2~1.3g/10min;其制备方法包括以下步骤:
①制备黄土粉:采集一定重量的黄土,粉碎过60~80目筛,加入黄土3~10倍重量的浓度为0.1~20wt%的硫酸溶液中浸泡12h,控制浸泡液的pH值4.5~6,然后加入浓度为1~45wt%的氢氧化钠溶液调整pH值至中性,在150℃~350℃下焙烘2~5h,冷却,用陶瓷珠磨机磨至粒径1000~1800目,得到白色的黄土粉;
②制备血桐叶、赤楠叶、甘蔗叶提取物:采集无腐烂的血桐叶、赤楠叶、甘蔗叶分别洗净,干燥,粉碎成20~50目碎片,再分别倒入各相对应的浸提罐中,加入碎片6~12倍重量的浓度为60~85wt%的乙醇,浸泡30min,回流提取50min;过滤,滤渣再加碎片3~10倍重量的浓度为60~85wt%的乙醇,回流提取1.5h,过滤,合并两次滤液浓缩至无醇味,过D101大孔吸附树脂柱,先用水洗,弃去水洗液,再用浓度为30~85wt%的乙醇洗脱,收集醇洗脱液,减压浓缩,喷雾干燥,粉碎,分别得到血桐叶提取物、赤楠叶提取物、甘蔗叶提取物;
③制备天然抗菌剂:按配方称取黄土粉缓慢置于已加入6~12倍该黄土粉重量的水容器中,再加入黄土粉重量0.2~3%的十二烷基磺酸钠和0.1~1.5%的聚乙二醇分散处理1~3h,加入配方量的血桐叶提取物、赤楠叶提取物、甘蔗叶提取物,加热到65~80℃,搅拌1~3h,离心,所得固体物在95℃下真空干燥,粉碎,得到天然抗菌剂;
④制备牡丹籽油:采集饱满、无腐烂的牡丹籽,去杂,加入2~5倍重量的水浸泡1~3h,滤去水分,再加入牡丹籽2~5倍重量的石油醚回流提取2~6次,每次2h,合并提取液,减压回收石油醚,得到牡丹籽油;
⑤按配方称取无规共聚聚丙烯、牡丹籽油、偶联剂、天然抗菌剂加入高速混合机中,在80~95℃、800r/min下搅拌5~30min,冷却至35℃,送入到双螺杆挤出机挤出管材,经真空定径冷却成型,定长切割,扩口成型,制得抗菌耐老化PP-R管。
本发明所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、三硬脂酰基钛酸异丙酯、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一种或两种以上的混合。
上述方法所给出的配方是保证本发明产生所期望效果的基本配方,是本发明的技术核心,然而在实际应用中,完全可以在本发明配方的基础上,根据各种需要添加相容剂、增韧剂、着色剂等,这些都属于本领域公知的常识,且只要控制适当,也不会对本发明产生负面影响。
上述原料配方中偶联剂的引入,提高了本发明的天然抗菌剂在无规共聚聚丙烯基体中的分散性能及其结合力,使得该天然抗菌剂在无规共聚聚丙烯基体中均匀分散,避免发生团聚,同时还起到辅助调节天然抗菌剂向PP-R管表面迁移析出速率的作用,实现PP-R管抗菌耐老化的即效性、持续性和安全性。
上述原料配方中的血桐叶大戟科Euphorbia-ceae血桐属植物血桐的叶片,血桐又称橙栏、橙桐等,化学成分研究表明,血桐叶富含生物类黄酮、甾体、鞣质类、酚类和萜类等成分。对金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、藤黄微球菌都有较强的抑菌作用,且防腐、抗氧化能力强[何带桂等,“血桐叶提取物抑菌活性及抗氧化作用研究”《西北林学院学报》2013年第2期]。
上述原料配方中的赤楠叶是桃金娘科蒲桃属赤楠(SyzygiumbuxifoliumHook.et.Arn)的叶子,赤楠又名小叶蒲桃、赤兰、山乌珠等,广布于浙江、湖南、江西等省,资源十分丰富,有研究表明,赤楠叶具有健脾、利湿、平喘之功效,赤楠叶黄酮含量丰富,具有较强的抗菌活性,对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、普通变形杆菌、八叠球菌等细菌具有较强的抗菌活性[黄晓冬,“赤楠叶醇提物抗菌活性及成分总黄酮的研究”《泉州师范学院学报》2007年第04期]。
上述原料配方中的甘蔗叶为禾本科(Poaceae;Gramineae)甘蔗属植物甘蔗的叶,含有丰富的黄酮类、叶绿素维生素C、乌头酸、多糖等多种化学成分,甘蔗叶乙醇提取物对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏菌、铜绿假单胞菌、伤寒沙门氏菌、枯草芽孢杆菌和肺炎克雷伯氏菌均有不同程度的抑制作用[侯小涛等,“甘蔗叶提取物的体外抑菌作用”《研究华西药学杂志》2010年第2期],甘蔗叶乙醇提取物抗氧化能力大于香草酸、对香豆酸[杨新周,“甘蔗花与叶抗氧化活性研究”《云南化工》2015年第1期]。
从已公开的文献报道看,国内外对血桐叶、赤楠叶、甘蔗叶的生物活性物质具有抗菌、抗氧化的研究尽管较多,但关于血桐叶、赤楠叶、甘蔗叶的生物活性物质通过恰当变量其配方比例与黄土复合作为PP-R管的天然抗菌剂使用至今国内外尚末先例,也末见文献报道。
本发明人在研究中发现,将血桐叶、赤楠叶、甘蔗叶的提取物合理复配,优势互补,获得三者单独使用所无法得到的效果。在此基础上与黄土进行复合制成天然抗菌剂,使多种生物活性物质协同增效,不仅赋予了抗菌成分一些新的特性,而且还获得了抗紫外线、自由基捕捉活性和自洁功能。很好的解决了现有天然抗菌剂活性成分单一、抗菌谱窄、抗菌能力弱的问题,为PP-R管同时兼具抗菌、耐老化和自洁功能提出了新的方法。本领域的技术人员不能根据现有技术轻易确定该组分及配方,不能预料到本发明中的血桐叶提取物、赤楠叶提取物、甘蔗叶提取物与黄土协同作用及所带来的技术效果,体现了本发明的创造性。
上述原料配方中的牡丹籽油,是一种从芍药科植物牡丹的种子提取的植物油,其含有齐墩果酸、常春藤皂甙元、山奈酚、木犀草素、芹菜素、柯伊利素、反式葡根素、顺式葡根素、白藜芦醇、β-谷甾醇、豆甾醇、β-胡萝卜苷和脂肪酸等成分,具有抗癌、抗氧化、抑菌、消炎之功效[易军鹏等,“牡丹籽的化学成分研究”《天然产物研究与开发》2009年第4期]。周海梅等人采用气相色谱-质谱法测定牡丹籽油中脂肪酸主要有亚油酸、亚麻酸、油酸、豆蔻油、十五烷酸、棕榈油酸、硬脂酸、山嵛酸、十八碳四烯等成分,香味浓郁,并具有良好的抗氧化性和抗菌消炎功效[“牡丹籽油的理化指标和脂肪酸成分分析”《中国油脂》2009年第7期]。
上述原料配方中的黄土粉,是天然黄土改性产物,我国自然资源丰富,储量世界第一。各地黄土成分变化不大,它主要由碎屑矿物、粘土矿物和碳酸盐矿物组成,而碎屑矿物中的石英、长石和云母类含量占碎屑矿物的80%,伴有少量角闪石、绿帘石、绿泥石、磁铁矿等;粘土矿物包括伊利石、蒙脱石、高岭石、针铁矿等。化学成分以SiO2占优势,其次为Al2O3、CaO,再次为Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、FeO、TiO2、MnO和有机杂质等,由于这些有机杂质的存在,黄土颜色通常呈浅黄色、灰黄色或黄褐色,但因其独特的微孔结构,比表面积大,堆密度小,孔体积大等特性,不仅具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性强和热稳定性好的物性,还具有良好的吸附能力和较大的阳离子交换容量[沙爱民等,“论黄土阳离子交换容量之组成与性质”《西安公路学院学报》1994年第4期]。通过现代科技检测,黄土中含有大量的过氧化氢酶、二酚氧化酶、庶糖酶、胱酶等活性物质,具有净化、解毒之功效,不仅能够抑制细菌、霉菌等的栖息,而且还能释放远红外线及切断电磁辐射。《本草拾遗》中记载,黄土与人体有很好的相容性,可入药。在民间早就有用黄土煎水治疗小儿惊吓、中毒之验方,还可医治烧伤,对绪多疾病有直接和间接治疗的作用。
文献资料表明,黄土的研究日益受到人们的关注,其已被应用于环保、建材、化妆品及医药等领域,但将血桐叶提取物、赤楠叶提取物、甘蔗叶提取物负载于黄土添加入无规共聚聚丙烯基体中制备出抗菌耐老化PP-R管的相关研究未见报道。
本发明人正是利用黄土的比表面积大,多微孔结构以及良好的吸附性、热稳定性和分散悬浮性等特点,同时发挥了黄土与血桐叶提取物、赤楠叶提取物、甘蔗叶提取物之间的高亲和性,采用十二烷基磺酸钠与聚乙二醇进行分散处理,协同诱导血桐叶提取物、赤楠叶提取物、甘蔗叶提取物对黄土的层间结构进行扩张,从而使血桐叶提取物、赤楠叶提取物、甘蔗叶提取物更易插层到黄土的层间结构之中,形成纳米级的天然抗菌剂,该抗菌剂与偶联剂、牡丹籽油、无规共聚聚丙烯在熔融条件下以共插层形式,使天然抗菌剂均匀分散在无规共聚聚丙烯基体中,送入到双螺杆挤出机挤出管材,制得抗菌耐老化PP-R管。
发明人经过多方研究尝试,牡丹籽油与偶联剂进行复合,功效互补,具有很好的协同作用,既增强了PP-R管的抗菌防霉、耐老化能力,又使得亲水性黄土片层以纳米级尺寸均匀分散于无规共聚聚丙烯基体中,产生良好的界面粘结性能,有效减少无规共聚聚丙烯分子链间内摩擦力,阻止了其团聚的可能,有效解决了天然抗菌剂在无规共聚聚丙烯基体中界面不相容、易产生团聚和分散不均匀的问题。同时提高了无规共聚聚丙烯的熔融速率和熔体变形性,降低熔体黏度及改善塑化性能,其表面结构产生变化,力学性能和加工性能得以提升,尺寸稳定性变好,挤出的管道内外壁尤其光滑,流体阻力小,很难在管道内积累水垢杂质,防止微生物的侵蚀,进一步改善水质。
本发明人出乎预料地发现,黄土中SiO2含量高,酸化后的黄土微孔中酸度增加,经焙烘失去结构水,除去微孔中杂质较彻底,产生大量的空间,获得纯度高、多孔粒细的SiO2,其表面及孔内表面分布有大量的硅羟基(—Si—OH),这些硅羟基在水溶液中离解出H+,表面表现出一定的负电性,是一种优良的螯合基团、亲核反应基团,可促使血桐叶、赤楠叶及甘蔗叶的提取物引入到黄土层间的同时渗透到黄土片层的内部,使血桐叶、赤楠叶及甘蔗叶的提取物负载于黄土的均匀性和稳定性显著提高,表现出协同相加的抗菌防霉、耐老化能力。很好的克服了现有天然抗菌剂的抗菌成分单一,抗菌谱窄,易析出,抗菌效果不能持久的缺陷。其机理是,当血桐叶、赤楠叶及甘蔗叶的提取物在无规共聚聚丙烯基体中扩散时,由于无规共聚聚丙烯、黄土粉、血桐叶提取物、赤楠叶提取物、甘蔗叶提取物、偶联剂、牡丹籽油的性能进行有机结合形成一种受限体系,从而使该体系中插入的血桐叶、赤楠叶及甘蔗叶的提取物被束缚在黄土的片层之间,分子的转动、平动以及链段的运动都受到很大的束缚,使血桐叶、赤楠叶及甘蔗叶的提取物无法直线扩散,形成了有效的物理屏障,导致血桐叶、赤楠叶及甘蔗叶的提取物析出速率受黄土片层的牵制而减缓了析出速率,延长抗菌耐老化时效,当PP-R管表面的血桐叶、赤楠叶及甘蔗叶的提取物浓度降低时,可以通过无规共聚聚丙烯基体相不断向PP-R管表面自迁移,从而实现对动态界面的连续动态修饰,控制血桐叶、赤楠叶及甘蔗叶的提取物析出速率。并且由于部分血桐叶、赤楠叶及甘蔗叶的提取物被负载于黄土内部,因此当黄土表面的血桐叶、赤楠叶及甘蔗叶的提取物析出后,其内部的血桐叶、赤楠叶及甘蔗叶的提取物在浓度梯度的作用下可以得到连续析出,达到很好的缓释效果。PP-R管使用较长时间后仍能保持较好的抗菌防霉、耐老化和力学性能,且自洁净化作用明显,不易产生抗性。
本发明将无规共聚聚丙烯、黄土、血桐叶、赤楠叶、甘蔗叶、牡丹籽等原料通过多种途径的加工手段制成PP-R管,绿色环保,无毒无害,抗菌耐老化成分丰富,抗菌谱广,不易析出,作用持久。不仅能够抑制各种有害细菌、真菌、霉菌生长,抗菌效果好,尤其对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、变形杆菌、黄曲霉毒素的抗菌率可达到95%以上。而且还赋予耐老化、耐热的同时具有更好的力学性能和加工性能。使本发明的PP-R管不易变形、开裂,使用寿命长。其表面光洁,流水阻力小,在管道内很难积累水垢杂质,有效防止各种有害细菌、真菌、霉菌在供水管道中附着及滋生。且远红外辐射效应还可起到自洁、净化环境,消除异味的作用,进一步改善水质,提高人类健康指数。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。但这些实施例仅限于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
实施例一
1.原料准备:
①制备黄土粉:采集一定重量的黄土,粉碎过60目筛,加入黄土8倍重量的浓度为0.1~20wt%的硫酸溶液中浸泡12h,控制浸泡液的pH值5,然后加入浓度为1~45wt%的氢氧化钠溶液调整pH值至中性,在300℃下焙烘2h,冷却,用陶瓷珠磨机磨至粒径1200目,得到白色的黄土粉;
②制备血桐叶、赤楠叶、甘蔗叶提取物:采集无腐烂的血桐叶、赤楠叶、甘蔗叶分别洗净,干燥,粉碎成20目碎片,再分别倒入各相对应的浸提罐中,加入碎片10倍重量的浓度为65wt%的乙醇,浸泡30min,回流提取50min;过滤,滤渣再加碎片8倍重量的浓度为75wt%的乙醇,回流提取1.5h,过滤,合并两次滤液浓缩至无醇味,过D101大孔吸附树脂柱,先用水洗,弃去水洗液,再用浓度为80wt%的乙醇洗脱,收集醇洗脱液,减压浓缩,喷雾干燥,粉碎,分别得到血桐叶提取物、赤楠叶提取物、甘蔗叶提取物;
③制备天然抗菌剂:按配方称取黄土粉80kg缓慢置于已加入720kg的水容器中,加入十二烷基磺酸钠1.2kg、聚乙二醇0.56kg分散处理1.5h,再加入血桐叶提取物5kg、赤楠叶提取物7kg、甘蔗叶提取物8kg,加热到70℃,搅拌2h,离心,所得固体物在95℃下真空干燥,粉碎,得到天然抗菌剂;
④制备牡丹籽油:采集饱满、无腐烂的牡丹籽,去杂,加入3.5倍重量的水浸泡2.5h,滤去水分,再加入牡丹籽3倍重量的石油醚回流提取3次,每次2h,合并提取液,减压回收石油醚,得到牡丹籽油;
⑤无规共聚聚丙烯在230℃、2.16kg砝码条件下的熔体流动速率为1.1g/10min;
2.原料配方:
无规共聚聚丙烯90kg,天然抗菌剂6kg,牡丹籽油1.8kg,乙烯基三乙氧基硅烷1.3kg,三硬脂酰基钛酸异丙酯0.9kg。
3.制备步骤:
①按配方称取无规共聚聚丙烯90kg、牡丹籽油1.8kg、乙烯基三乙氧基硅烷1.3kg、三硬脂酰基钛酸异丙酯0.9kg、天然抗菌剂6kg、加入高速混合机中,在80℃、800r/min下搅拌25min,冷却至35℃,送入到双螺杆挤出机挤出管材;
②步骤①的管材经真空定径冷却成型,定长切割,扩口成型,制得抗菌耐老化PP-R管。
实施例二
1.原料准备:
①制备黄土粉:采集一定重量的黄土,粉碎过80目筛,加入黄土10倍重量的浓度为0.1~20wt%的硫酸溶液中浸泡12h,控制浸泡液的pH值5.5,然后加入浓度为1~45wt%的氢氧化钠溶液调整pH值至中性,在200℃下焙烘5h,冷却,用陶瓷珠磨机磨至粒径1500目,得到白色的黄土粉;
②制备血桐叶、赤楠叶、甘蔗叶提取物:采集无腐烂的血桐叶、赤楠叶、甘蔗叶分别洗净,干燥,粉碎成35目碎片,再分别倒入各相对应的浸提罐中,加入碎片9倍重量的浓度为75wt%的乙醇,浸泡30min,回流提取50min;过滤,滤渣再加碎片10倍重量的浓度为65wt%的乙醇,回流提取1.5h,过滤,合并两次滤液浓缩至无醇味,过D101大孔吸附树脂柱,先用水洗,弃去水洗液,再用浓度为80wt%的乙醇洗脱,收集醇洗脱液,减压浓缩,喷雾干燥,粉碎,分别得到血桐叶提取物、赤楠叶提取物、甘蔗叶提取物;
③制备天然抗菌剂:按配方称取黄土粉85kg缓慢置于已加入765kg水的容器中,加入十二烷基磺酸钠1.36kg、聚乙二醇0.85kg分散处理2h,再加入血桐叶提取物3.5kg、赤楠叶提取物5kg、甘蔗叶提取物6.5kg,加热到80℃,搅拌1.5h,离心,所得固体物在95℃下真空干燥,粉碎,得到天然抗菌剂;
④制备牡丹籽油:采集饱满、无腐烂的牡丹籽,去杂,加入5倍重量的水浸泡3h,滤去水分,再加入牡丹籽4.5倍重量的石油醚回流提取5次,每次2h,合并提取液,减压回收石油醚,得到牡丹籽油;
⑤无规共聚聚丙烯在230℃、2.16kg砝码条件下的熔体流动速率为0.7g/10min;
2.原料配方:
无规共聚聚丙烯87kg,天然抗菌剂9kg,牡丹籽油2.5kg,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.8kg,乙烯基三甲氧基硅烷0.7kg。
3.制备步骤:
①按配方称取无规共聚聚丙烯87kg、牡丹籽油2.5kg、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.8kg、乙烯基三甲氧基硅烷0.7kg、天然抗菌剂9kg、加入高速混合机中,在90℃、800r/min下搅拌15min,冷却至35℃,送入到双螺杆挤出机挤出管材;
②步骤①的管材经真空定径冷却成型,定长切割,扩口成型,制得抗菌耐老化PP-R管。
Claims (2)
1.一种抗菌耐老化PP-R管,其特征在于,该PP-R管的原料配方按重量百分比计为:无规共聚聚丙烯75~90%,天然抗菌剂3~19.5%,牡丹籽油1.2~3%,偶联剂0.8~2.5%;所述天然抗菌剂是由重量百分含量75~85%的黄土粉、3~6%的血桐叶提取物、5~9%的赤楠叶提取物和7~10%的甘蔗叶提取物制得;所述无规共聚聚丙烯在230℃、2.16kg砝码条件下的熔体流动速率为0.2~1.3g/10min;其制备方法包括以下步骤:
①制备黄土粉:采集一定重量的黄土,粉碎过60~80目筛,加入黄土3~10倍重量的浓度为0.1~20wt%的硫酸溶液中浸泡12h,控制浸泡液的pH值4.5~6,然后加入浓度为1~45wt%的氢氧化钠溶液调整pH值至中性,在150℃~350℃下焙烘2~5h,冷却,用陶瓷珠磨机磨至粒径1000~1800目,得到白色的黄土粉;
②制备血桐叶、赤楠叶、甘蔗叶提取物:采集无腐烂的血桐叶、赤楠叶、甘蔗叶分别洗净,干燥,粉碎成20~50目碎片,再分别倒入各相对应的浸提罐中,加入碎片6~12倍重量的浓度为60~85wt%的乙醇,浸泡30min,回流提取50min;过滤,滤渣再加碎片3~10倍重量的浓度为60~85wt%的乙醇,回流提取1.5h,过滤,合并两次滤液浓缩至无醇味,过D101大孔吸附树脂柱,先用水洗,弃去水洗液,再用浓度为30~85wt%的乙醇洗脱,收集醇洗脱液,减压浓缩,喷雾干燥,粉碎,分别得到血桐叶提取物、赤楠叶提取物、甘蔗叶提取物;
③制备天然抗菌剂:按配方称取黄土粉缓慢置于已加入6~12倍该黄土粉重量的水容器中,再加入黄土粉重量0.2~3%的十二烷基磺酸钠和0.1~1.5%的聚乙二醇分散处理1~3h,加入配方量的血桐叶提取物、赤楠叶提取物、甘蔗叶提取物,加热到65~80℃,搅拌1~3h,离心,所得固体物在95℃下真空干燥,粉碎,得到天然抗菌剂;
④制备牡丹籽油:采集饱满、无腐烂的牡丹籽,去杂,加入2~5倍重量的水浸泡1~3h,滤去水分,再加入牡丹籽2~5倍重量的石油醚回流提取2~6次,每次2h,合并提取液,减压回收石油醚,得到牡丹籽油;
⑤按配方称取无规共聚聚丙烯、牡丹籽油、偶联剂、天然抗菌剂加入高速混合机中,在80~95℃、800r/min下搅拌5~30min,冷却至35℃,送入到双螺杆挤出机挤出管材,经真空定径冷却成型,定长切割,扩口成型,制得抗菌耐老化PP-R管。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌耐老化PP-R管,其特征在于,所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、三硬脂酰基钛酸异丙酯、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷或乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一种或两种以上的混合。
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