CN106907529A - 一种地下用排水管道 - Google Patents

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Abstract

本发明属于管道结构技术领域，公开了一种地下用排水管道，其由内而外依次包括塑料层、不锈钢网层、防护层以及防腐抑菌层；所述管道的外表面均匀设置耐磨防滑纹。本发明排水管道抗菌性能好，并且具备较强的抗冲击性能和耐酸碱腐蚀性能，能够广泛应用于工业化生产。

Description

一种地下用排水管道
技术领域
本发明属于管道结构技术领域，具体涉及一种地下用排水管道。
背景技术
排水管广泛用于公路、铁路路基、地铁工程、废弃物填埋场、隧道、绿化带、运动场等给排水领域，以及农业、园艺之地下灌溉和排水系统。排水管分为塑料排水管、混凝土管（CP）和钢筋混凝土管（RCP）。传统金属给排水管因为长埋地下，特别容易腐蚀生锈，甚至造成穿孔、堵塞等严重问题。目前，塑料水管发展很快，其多以聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）管材为主导，虽然一定程度上解决了金属管易腐蚀生锈的问题，但普遍存在着抗冲击性能差、耐压强度不高等缺陷。而且，目前，地下用塑料水管在使用中经常在内壁有污垢沉积，由此在输送的用水中会滋生病菌，从而给危害人类健康，产生各种疾病；外壁暴漏于土壤环境中，也容易产生细菌滋生。目前使用的抗菌型水管一般都是水管内壁涂覆一层抗菌剂，但是抗菌剂涂层在水流的冲刷下会逐渐被冲掉，由此其抗菌效果会逐渐消退，而且还容易污染水体。
发明内容
为了克服现有技术的排水管存在的缺陷；本发明公开了一种地下用排水管道，该排水管道抗菌性能好，并且具备较强的抗冲击性能和耐酸碱腐蚀性能，能够广泛应用于工业化生产。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种地下用排水管道，其由内而外依次包括塑料层、不锈钢网层、防护层以及防腐抑菌层；所述管道的外表面均匀设置耐磨防滑纹。
优选地，所述塑料层的厚度为3-5mm；所述不锈钢网层的厚度为0.2-0.7mm；所述防护层为PET层，厚度为0.5-1mm；所述防腐抑菌层厚度为0.1-0.2mm。
具体地，所述塑料层按照如下工艺制备而得：
1）将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、酚醛树脂、炭黑、色母粒以及硅烷偶联剂按照100:40:30:10:1:1的质量比混合均匀，加入密炼机，密炼时间为5min，密炼温度为90℃，得到物料1；
2）将纳米氧化锌和纳米硅胶粉按照2:1的质量比混合均匀得到混合物，然后投入到与混合物同等质量的聚乙烯吡咯烷酮中，300rpm搅拌5min，然后置于温度为60℃、相对湿度为80％的湿热环境中6小时，得到物料2；
3）将硅藻土、石英砂以及碳化硅按照3:2:2的质量比混合均匀，投入到含有无水乙醇的球磨罐中，按照球料比为10:１的重量比加入氧化铝陶瓷球，球磨时间为12小时，球磨温度为室温，球磨机转速1000rpm，磨至粉末粒径为200目，蒸发掉无水乙醇，得到物料3；
4）将物料1、物料2以及物料3按照50-70:2-3:7-10的质量比依次投入到离心机中，500rpm搅拌15min，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，然后经成型机将产品拉出后，由切割机定长切割，送入扩口机，扩口完成后即得。
具体地，所述防腐抑菌层由涂料喷涂而得。
具体地，所述涂料按照如下工艺制备而得：
1）将纳米二氧化钛和纳米银粉按照1:1的质量比混合均匀，得到纳米复合材料；
2）将高岭石和白云石按照2:1的质量比混合，然后800℃高温煅烧30min，取出，粉碎，冷却至室温，然后与纳米复合材料按照10:1的质量比混合，静置30min，得到辅料；
3）在反应器中按照30:10:7:5:3:2依次添加丙烯酸、醋酸丁酯、N-甲基吡咯烷酮、异丙醇、月桂醇聚氧乙烯醚以及乳化硅油，1000rpm搅拌5min，得到主料；
4）往反应器中添加辅料，然后2000rpm搅拌10min，停止搅拌，升温至70℃，保温30min，自然降至室温，密封包装即得；主料和辅料的质量比为5-7:1-2。
本发明的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
本发明排水管采用四层结构，最外层为防腐抑菌层，具备较好的防腐抑菌功能；不锈钢网层能够提高排水管的刚性强度；PET层具备很好的机械性能、抗冲击性能和耐磨性能；耐磨防滑纹可以提高管道的耐磨防滑性能。
本发明塑料层通过添加一定量的纳米复合材料，并且对纳米材料进行了改性，提高了与塑料材料的相容性，并且具备一定的抑菌效果；石英砂和碳化硅能够显著提高塑性材料的硬度和抗拉强度；硅藻土可以提高塑料材料的耐腐蚀性能；
本发明涂料层采用抑菌纳米涂料喷涂，涂料制备方法简单可行，采用多种原料配方，采用正交多因素试验确定最佳的原料配伍，得到的涂料性能优异，硬度大，抑菌性能好，环保无污染；本发明涂料通过添加一定量的纳米复合材料，其特殊的分子结构可以与各原料紧密嵌合到一起，并且填补了各原料之间的空隙，使得涂料表层光滑平整，并且具备较好的抑菌耐腐蚀效果。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中，1、塑料层 2、不锈钢网层 3、防护层 4、防腐抑菌层、5耐磨防滑纹。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种地下用排水管道，其由内而外依次包括塑料层、不锈钢网层、防护层以及防腐抑菌层；所述管道的外表面均匀设置耐磨防滑纹；
所述塑料层的厚度为3mm；
所述不锈钢网层的厚度为0.5mm；
所述防护层为PET层，厚度为0.5mm；
所述防腐抑菌层厚度为0.2mm；
所述塑料层按照如下工艺制备而得：
1）将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、酚醛树脂、炭黑、色母粒以及硅烷偶联剂按照100:40:30:10:1:1的质量比混合均匀，加入密炼机，密炼时间为5min，密炼温度为90℃，得到物料1；
2）将纳米氧化锌和纳米硅胶粉按照2:1的质量比混合均匀得到混合物，然后投入到与混合物同等质量的聚乙烯吡咯烷酮中，300rpm搅拌5min，然后置于温度为60℃、相对湿度为80％的湿热环境中6小时，得到物料2；
3）将硅藻土、石英砂以及碳化硅按照3:2:2的质量比混合均匀，投入到含有无水乙醇的球磨罐中，按照球料比为10:１的重量比加入氧化铝陶瓷球，球磨时间为12小时，球磨温度为室温，球磨机转速1000rpm，磨至粉末粒径为200目，蒸发掉无水乙醇，得到物料3；
4）将物料1、物料2以及物料3按照50:2:7的质量比依次投入到离心机中，500rpm搅拌15min，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，然后经成型机将产品拉出后，由切割机定长切割，送入扩口机，扩口完成后即得。
所述防腐抑菌层由涂料喷涂而得，所述涂料按照如下工艺制备而得：
1）将纳米二氧化钛和纳米银粉按照1:1的质量比混合均匀，得到纳米复合材料；
2）将高岭石和白云石按照2:1的质量比混合，然后800℃高温煅烧30min，取出，粉碎，冷却至室温，然后与纳米复合材料按照10:1的质量比混合，静置30min，得到辅料；
3）在反应器中按照30:10:7:5:3:2依次添加丙烯酸、醋酸丁酯、N-甲基吡咯烷酮、异丙醇、月桂醇聚氧乙烯醚以及乳化硅油，1000rpm搅拌5min，得到主料；
4）往反应器中添加辅料，2000rpm搅拌10min，停止搅拌，升温至70℃，保温30min，自然降至室温，密封包装即得；主料和辅料的质量比为5:1。
实施例2
一种地下用排水管道，其由内而外依次包括塑料层、不锈钢网层、防护层以及防腐抑菌层；所述管道的外表面均匀设置耐磨防滑纹；
所述塑料层的厚度为5mm；
所述不锈钢网层的厚度为0.7mm；
所述防护层为PET层，厚度为1mm；
所述防腐抑菌层厚度为0.1mm；
所述塑料层按照如下工艺制备而得：
1）将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、酚醛树脂、炭黑、色母粒以及硅烷偶联剂按照100:40:30:10:1:1的质量比混合均匀，加入密炼机，密炼时间为5min，密炼温度为90℃，得到物料1；
2）将纳米氧化锌和纳米硅胶粉按照2:1的质量比混合均匀得到混合物，然后投入到与混合物同等质量的聚乙烯吡咯烷酮中，300rpm搅拌5min，然后置于温度为60℃、相对湿度为80％的湿热环境中6小时，得到物料2；
3）将硅藻土、石英砂以及碳化硅按照3:2:2的质量比混合均匀，投入到含有无水乙醇的球磨罐中，按照球料比为10:１的重量比加入氧化铝陶瓷球，球磨时间为12小时，球磨温度为室温，球磨机转速1000rpm，磨至粉末粒径为200目，蒸发掉无水乙醇，得到物料3；
4）将物料1、物料2以及物料3按照70:3:10的质量比依次投入到离心机中，500rpm搅拌15min，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，然后经成型机将产品拉出后，由切割机定长切割，送入扩口机，扩口完成后即得。
所述防腐抑菌层由涂料喷涂而得，所述涂料按照如下工艺制备而得：
1）将纳米二氧化钛和纳米银粉按照1:1的质量比混合均匀，得到纳米复合材料；
2）将高岭石和白云石按照2:1的质量比混合，然后800℃高温煅烧30min，取出，粉碎，冷却至室温，然后与纳米复合材料按照10:1的质量比混合，静置30min，得到辅料；
3）在反应器中按照30:10:7:5:3:2依次添加丙烯酸、醋酸丁酯、N-甲基吡咯烷酮、异丙醇、月桂醇聚氧乙烯醚以及乳化硅油，1000rpm搅拌5min，得到主料；
4）往反应器中添加辅料，2000rpm搅拌10min，停止搅拌，升温至70℃，保温30min，自然降至室温，密封包装即得；主料和辅料的质量比为7:2。
实施例3
本发明排水管道的塑料层的性能测试：
分别检测了抗拉伸强度、断裂伸长率以及弯曲模量等指标，具体见表1：
表1
组别 拉伸强度MPa 弯曲模量MPa 断裂伸长率%
实施例1 42.6 708 504
实施例2 43.9 679 537
实施例4
本发明抑菌防腐层性能测试：
1、本发明实施例2涂料的抑菌试验：测试PET材料分为两组，分别为对照组和试验组，尺寸为：30mm×10mm×0.7mm对照组不作任何处理，试验组喷涂本发明涂料，涂层厚度为0.1mm。将试验材料均置于培养皿中，将菌液滴落于无菌平板上，培养箱中培养240min，然后取出，在显微镜下计数。以菌落数量的多少来判断涂层杀菌能力的强弱。菌落数量越少，则代表杀菌能力越强。以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为例，具体见表2：
表2
组别 对照组活菌量（cfu/ml） 试验组活菌量（cfu/ml）
大肠杆菌
金黄色葡萄球菌
2、本发明实施例2的纳米抑菌涂层性能测试，具体见表3：
表3
项目 实施例2
涂膜厚度mm 0.1
附着力（划格法） 1
耐水性 480h 颜色均一、不起泡、不脱落、无发白、无开裂
耐热性 150℃，24h 颜色均一、不起泡、不脱落、无发白、无开裂
耐盐水 3%氯化钠，24h 颜色均一、不起泡、不脱落、无发白、无褶皱
硬度 5H
MEK擦试试验 往复擦拭100次，无漏底
结论：本发明防腐抑菌层抗菌性能好、附着力强，还具备较好的耐腐蚀性能和机械硬度。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种地下用排水管道，其由内而外依次包括塑料层、不锈钢网层、防护层以及防腐抑菌层；所述管道的外表面均匀设置耐磨防滑纹。
2.根据权利要求1所述的排水管道，其特征在于，所述塑料层的厚度为3-5mm；所述不锈钢网层的厚度为0.2-0.7mm；所述防护层为PET层，厚度为0.5-1mm；所述防腐抑菌层的厚度为0.1-0.2mm。
3.根据权利要求1所述的排水管道，其特征在于，所述塑料层按照如下工艺制备而得：
1）将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、酚醛树脂、炭黑、色母粒以及硅烷偶联剂按照100:40:30:10:1:1的质量比混合均匀，加入密炼机，密炼时间为5min，密炼温度为90℃，得到物料1；
2）将纳米氧化锌和纳米硅胶粉按照2:1的质量比混合均匀得到混合物，然后投入到与混合物同等质量的聚乙烯吡咯烷酮中，300rpm搅拌5min，然后置于温度为60℃、相对湿度为80％的湿热环境中6小时，得到物料2；
3）将硅藻土、石英砂以及碳化硅按照3:2:2的质量比混合均匀，投入到含有无水乙醇的球磨罐中，按照球料比为10:１的重量比加入氧化铝陶瓷球，球磨时间为12小时，球磨温度为室温，球磨机转速1000rpm，磨至粉末粒径为200目，蒸发掉无水乙醇，得到物料3；
4）将物料1、物料2以及物料3按照50-70:2-3:7-10的质量比依次投入到离心机中，500rpm搅拌15min，混合均匀后，进入双螺杆挤出机挤压成熔融状态，然后经成型机将产品拉出后，由切割机定长切割，送入扩口机，扩口完成后即得。
4.根据权利要求1或2所述的排水管道，其特征在于，所述防腐抑菌层由涂料喷涂而得。
5.根据权利要求4所述的排水管道，其特征在于，所述涂料按照如下工艺制备而得：
1）将纳米二氧化钛和纳米银粉按照1:1的质量比混合均匀，得到纳米复合材料；
2）将高岭石和白云石按照2:1的质量比混合，然后800℃高温煅烧30min，取出，粉碎，冷却至室温，然后与纳米复合材料按照10:1的质量比混合，静置30min，得到辅料；
3）在反应器中按照30:10:7:5:3:2依次添加丙烯酸、醋酸丁酯、N-甲基吡咯烷酮、异丙醇、月桂醇聚氧乙烯醚以及乳化硅油，1000rpm搅拌5min，得到主料；
4）往反应器中添加辅料，然后2000rpm搅拌10min，停止搅拌，升温至70℃，保温30min，自然降至室温，密封包装即得；所述主料和辅料的质量比为5-7:1-2。
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