CN106751841A - 一种耐温水管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐温水管及其制备方法，制备耐温水管的原料为：基体树脂，聚乙烯，三元乙丙橡胶，抗氧剂，抗菌剂；制备方法为：将基体树脂放入烘箱中烘干，将烘干后的基体树脂投入混料机中，然后依次加入聚乙烯、三元乙丙橡胶、抗氧剂、抗菌剂，继续混料，获得混合物料；将混合物料倒入双螺杆挤出机的料斗中，然后在双螺杆挤出机中进行熔融挤出，经冷却成型，得到所述耐温水管；本发明制备的耐温水管在高低温环境下，都具有很好的稳定性，并且具有高强度、耐冲击性能、耐侯性及良好的加工性能和安全性能，适合任何环境下应用。

Description

一种耐温水管及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料制品加工技术领域，具体涉及一种耐温水管及其制备方法。
背景技术
目前使用的水管主要分为冷水管和热水管，冷水管是只能在低温条件下应用的水管，热水管即耐温水管是在高至90℃时不被氧化，不放出有毒物质，机械性能满足水管的要求，低温极限温度下不会脆裂的水管。但是热水管和冷水管在使用中容易造成混乱，目前市场上主要使用的耐温水管的基体材料是PPR，虽然其具有耐高温，高强度及优良的加工性能等优点，但同时也存在高温稳定性差、较差的耐冲击性能及较低温下容易脆裂等问题，针对这些问题使耐温水管具有改进的需要。
中国专利CN201410256670.X公开了一种PPR耐温水管，原材料为载体树脂，LLDPE，丁基橡胶，PPR管专用着色母料。但是采用该专利制备得到的耐温水管的使用温度为-15℃～98℃，限制了中国北方大部分地区在冬天使用。
中国专利CN201510349095.2公开了一种耐温水管，原料组成为：丙烯酸树脂、脲醛树脂、呋喃树脂、甲基叔丁基醚、环氧树脂、酚醛树脂、顺丁橡胶、乙丙橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、高密度聚乙烯、碳酸钙、色母料。但是该专利中所用原料甲基叔丁基醚具有毒性，限制了其在饮用水等生活用水方面的应用。
因此，针对上述问题，本发明提供一种在高低温环境下，都具有很好的稳定性，并且具有高强度、耐冲击性能，耐侯性及良好的加工性能和安全性能的耐温水管。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种耐温水管及其制备方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种耐温水管，制备耐温水管的原料及其质量百分数为：基体树脂60％～80％，聚乙烯10％～30％，三元乙丙橡胶6％～9％，抗氧剂0.2％～1％，抗菌剂0.5％～3％；其中，基体树脂为：聚砜和聚醚砜；聚乙烯的分子量为：30000～80000；抗氧剂为：亚磷酸酯和2-6-二叔丁基-4-甲基苯酚；抗菌剂为：银离子和铜离子负载的活性炭粉体；
其中，聚砜和聚醚砜作为基体树脂材料，提高了耐温水管的高低温性能，并且使耐温水管具有良好的化学稳定性、机械性能和抗老化性能；低分子量的聚乙烯降低了基体树脂的粘度，优化了耐温水管的加工性能；三元乙丙橡胶增加了基体树脂和聚乙烯的相容性，同时增加了耐温水管的韧性；银离子结合铜离子作为抗菌剂增加了耐温水管的抗菌性能；亚磷酸酯和2-6-二叔丁基-4-甲基苯酚的混合使用提高了耐温水管的抗氧化性和热加工稳定性。
进一步地，聚砜和聚醚砜的质量比为1:0.3～0.5。
进一步地，亚磷酸酯和2-6-二叔丁基-4-甲基苯酚的质量比为1:1.5～2。
进一步地，抗菌剂的制备方法为：将硝酸银和硫酸铜溶于去离子水中，然后加入活性炭，磁力搅拌20min～30min，得到均匀的溶液，将均匀的溶液转移至反应釜中进行水热反应，反应结束后，取出反应釜，倒掉上清液，所得下层沉淀物为吸附银离子和铜离子的活性炭，将其烘干研磨，得到粒径为0.2μm～0.5μm的粉体，即得抗菌剂；其中，水热反应使活性炭更好的吸附银离子和铜离子。
进一步地，硝酸银和硫酸铜的摩尔比为1:0.1～0.3。
进一步地，水热反应的工作条件为：反应压强为2MPa～6MPa，反应温度为160℃～200℃，反应时间为30min～40min。
本发明的另一发明目的，在于提供一种上述耐温水管的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，配料：将所述质量百分数的基体树脂放入烘箱中烘干4h～6h，控制其含水率为0.05％～0.15％，将烘干后的基体树脂投入转速为100r/min～200r/min的混料机中，然后依次加入所述质量百分数的聚乙烯、三元乙丙橡胶、抗氧剂、抗菌剂，以600r/min～800r/min的转速继续混料20min～30min，获得混合物料；
步骤S2，成型：将S1得到的混合物料，倒入双螺杆挤出机的料斗中，设置熔融温度为260℃～290℃，然后在双螺杆挤出机中进行熔融挤出，经冷却成型，得到耐温水管。
进一步地，步骤S1中，烘干的温度为110℃～130℃。
进一步地，步骤S1中，加入聚乙烯、三元乙丙橡胶、抗氧剂、抗菌剂的时间间隔为3min～5min。
进一步地，步骤S1中，冷却成型为两个阶段的循环水冷却，第一阶段循环水温度为50℃～60℃，第二阶段循环水温度为10℃～15℃。
本发明的优点是：
1.本发明中聚砜和聚醚砜作为基体树脂材料，提高了耐温水管的高低温性能，并且使耐温水管具有良好的化学稳定性、机械性能和抗老化性能；低分子量的聚乙烯降低了基体树脂的粘度，优化了耐温水管的加工性能；三元乙丙橡胶增加了基体树脂和聚乙烯的相容性，同时增加了耐温水管的韧性；
2.本发明中耐温水管的制备工艺简单、易于操作，能实现耐温水管批量化生产；
3.本发明得到的耐温水管在高低温环境下，都具有很好的稳定性，并且具有高强度、耐冲击性能，耐侯性及良好的加工性能和安全性能，适合任何环境下应用。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种耐温水管，制备耐温水管的原料及其质量百分数为：聚砜46.15％，聚醚砜13.85％，聚乙烯30％，三元乙丙橡胶9％，亚磷酸酯0.2％，2-6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.3％，抗菌剂0.5％；
其中，聚乙烯的分子量为30000；抗菌剂的制备方法为：将摩尔比为1:0.1的硝酸银和硫酸铜按溶于去离子水中，然后加入活性炭，磁力搅拌20min，得到均匀的溶液，将均匀的溶液转移至反应釜中进行水热反应，反应结束后，取出反应釜，倒掉上清液，所得下层沉淀物为吸附银离子和铜离子的活性炭，将其烘干研磨，得到粒径为0.2μm的粉体，即得抗菌剂；其中，水热反应的工作条件为：反应压强为2MPa，反应温度为160℃，反应时间为30min。
实施例2
一种耐温水管，制备耐温水管的原料及其质量百分数为：聚砜50％，聚醚砜20％，聚乙烯20％，三元乙丙橡胶6％，亚磷酸酯0.37％，2-6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.63％，抗菌剂3％；
其中，聚乙烯的分子量为50000；抗菌剂的制备方法为：将摩尔比为1:0.2的硝酸银和硫酸铜溶于去离子水中，然后加入活性炭，磁力搅拌25min，得到均匀的溶液，将均匀的溶液转移至反应釜中进行水热反应，反应结束后，取出反应釜，倒掉上清液，所得下层沉淀物为吸附银离子和铜离子的活性炭，将其烘干研磨，得到粒径为0.3μm的粉体，即得抗菌剂；水热反应的工作条件为：反应压强为4MPa，反应温度为180℃，反应时间为35min。
实施例3
一种耐温水管，制备耐温水管的原料及其质量百分数为：聚砜53.33％，聚醚砜26.67％，聚乙烯10％，三元乙丙橡胶8％，亚磷酸酯0.07％，2-6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.13％，抗菌剂1.8％；
其中，聚乙烯的分子量为80000；抗菌剂的制备方法为：将摩尔比为1:0.3的硝酸银和硫酸铜溶于去离子水中，然后加入活性炭，磁力搅拌30min，得到均匀的溶液，将均匀的溶液转移至反应釜中进行水热反应，反应结束后，取出反应釜，倒掉上清液，所得下层沉淀物为吸附银离子和铜离子的活性炭，将其烘干研磨，得到粒径为0.5μm的粉体，即得抗菌剂；水热反应的工作条件为：反应压强为6MPa，反应温度为200℃，反应时间为40min。
实施例4
一种耐温水管的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，配料：将所述质量百分数的基体树脂放入烘箱中，在110℃温度下烘干4h，控制其含水率为0.15％，将烘干后的基体树脂投入转速为100r/min的混料机中，然后每隔5min依次加入所述质量百分数的聚乙烯、三元乙丙橡胶、抗氧剂、抗菌剂，以600r/min的转速继续混料30min，获得混合物料；
步骤S2，成型：将S1得到的混合物料，倒入双螺杆挤出机的料斗中，设置熔融温度为260℃，然后在双螺杆挤出机中进行熔融挤出，经50℃的循环水冷却成型后，继续在10℃的循环水中冷却成型，得到耐温水管。
实施例5
一种耐温水管的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，配料：将所述质量百分数的基体树脂放入烘箱中，在120℃温度下烘干5h，控制其含水率为0.1％，将烘干后的基体树脂投入转速为150r/min的混料机中，然后每间隔4min依次加入所述质量百分数的聚乙烯、三元乙丙橡胶、抗氧剂、抗菌剂，以700r/min的转速继续混料25min，获得混合物料；
步骤S2，成型：将S1得到的混合物料，倒入双螺杆挤出机的料斗中，设置熔融温度为275℃，然后在双螺杆挤出机中进行熔融挤出，经55℃的循环水冷却成型后，继续在12℃的循环水中冷却成型，得到耐温水管。
实施例6
一种耐温水管的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，配料：将所述质量百分数的基体树脂放入烘箱中，在130℃温度下烘干6h，控制其含水率为0.05％，将烘干后的基体树脂投入转速为200r/min的混料机中，然后每间隔3min依次加入所述质量百分数的聚乙烯、三元乙丙橡胶、抗氧剂、抗菌剂，以800r/min的转速继续混料20min，获得混合物料；
步骤S2，成型：将S1得到的混合物料，倒入双螺杆挤出机的料斗中，设置熔融温度为290℃，然后在双螺杆挤出机中进行熔融挤出，经60℃的循环水冷却成型后，继续在15℃的循环水中冷却成型，得到耐温水管经冷却成型，得到耐温水管。
实验例1
对实施例1～6制备得到的耐温水管进行性能测试，测试结果如表1，其中，拉伸断裂强度根据GB/T8804-2003，抗冲击性能根据GB/T14152-2001，负载下变形温度根据GB/T8802-2001及耐候性根据GB/T3681-2000标准进行测试。
表1耐温水管的性能测试数据
结果：实施例1～6制备得到的耐温水管在低至-30℃，高至90℃均具有良好的力学性能及耐候性，并且其变形温度高至140℃，说明制得的耐温水管具有很好的热稳定性。
结论：本申请制备得到的耐温水管在高低温环境下，具有稳定性高、高强度、高耐冲击性能、耐侯性好及加工性能好和安全性能的优点。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐温水管，其特征在于，制备所述耐温水管的原料及其质量百分数为：基体树脂60％～80％，聚乙烯10％～30％，三元乙丙橡胶6％～9％，抗氧剂0.2％～1％，抗菌剂0.5％～3％；其中，所述基体树脂为：聚砜和聚醚砜；所述聚乙烯的分子量为：30000～80000；所述抗氧剂为：亚磷酸酯和2-6-二叔丁基-4-甲基苯酚；所述抗菌剂为：银离子和铜离子负载的活性炭粉体。
2.根据权利要求1所述的耐温水管，其特征在于，所述聚砜和聚醚砜的质量比为1:0.3～0.5。
3.根据权利要求1所述的耐温水管，其特征在于，所述亚磷酸酯和2-6-二叔丁基-4-甲基苯酚的质量比为1:1.5～2。
4.根据权利要求1所述的耐温水管，其特征在于，所述抗菌剂的制备方法为：将硝酸银和硫酸铜溶于去离子水中，然后加入活性炭，磁力搅拌20min～30min，得到均匀的溶液，将均匀的溶液转移至反应釜中进行水热反应，反应结束后，取出反应釜，倒掉上清液，所得下层沉淀物为吸附银离子和铜离子的活性炭，将其烘干研磨，得到粒径为0.2μm～0.5μm的粉体，即得所述抗菌剂。
5.根据权利要求4所述的耐温水管，其特征在于，所述硝酸银和硫酸铜的摩尔比为1:0.1～0.3。
6.根据权利要求4所述的耐温水管，其特征在于，所述水热反应的工作条件为：反应压强为2MPa～6MPa，反应温度为160℃～200℃，反应时间为30min～40min。
7.一种根据权利要求1～6中任一项所述的耐温水管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，配料：将所述质量百分数的基体树脂放入烘箱中烘干4h～6h，控制其含水率为0.05％～0.15％，将烘干后的基体树脂投入转速为100r/min～200r/min的混料机中，然后依次加入所述质量百分数的聚乙烯、三元乙丙橡胶、抗氧剂、抗菌剂，以600r/min～800r/min的转速继续混料20min～30min，获得混合物料；
步骤S2，成型：将所述S1得到的混合物料，倒入双螺杆挤出机的料斗中，设置熔融温度为260℃～290℃，然后在双螺杆挤出机中进行熔融挤出，经冷却成型，得到所述耐温水管。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述烘干的温度为110℃～130℃。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，加入所述聚乙烯、三元乙丙橡胶、抗氧剂、抗菌剂的时间间隔为3min～5min。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述冷却成型为两个阶段的循环水冷却，第一阶段循环水温度为50℃～60℃，第二阶段循环水温度为10℃～15℃。
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