CN107163343A - 抗菌性聚乙烯‑聚氯乙烯给水管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌性聚乙烯‑聚氯乙烯给水管及其制备方法，该抗菌性聚乙烯‑聚氯乙烯给水管中包括90～110重量份数的聚乙烯树脂、25～40重量份数的聚氯乙烯树脂、5～10重量份数的聚对苯二甲酸丁二醇酯、6～15重量份数的石墨烯、5～10重量份数的交联剂、0.6～1.5重量份数的偶联剂、0.8～1.5重量份数的稳定剂、0.3～0.8重量份数的抗氧剂、3～8重量份数的分散剂。本发明中在原料中加入聚对苯二甲酸丁二醇酯、石墨烯，聚对苯二甲酸丁二醇酯、石墨烯均具有强度的抗菌效应，使得制得的给水管能够防止细菌滋生，保证水质清洁卫生。另外石墨烯还能够提高给水管的拉伸强度，从而使得给水管具备防止细菌滋生的同时下，还能够还具有优异的力学性能。

Description

抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管及其制备方法
技术领域
本发明涉及给水管领域，尤其涉及一种抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管及其制备方法。
背景技术
水是生命之源和人类文明生存发展的基础，目前水危机已成为全球全人类共同关注的重点。
当前我国日益严重的水资源短缺和水环境污染，不仅困扰国计民生，并已成为制约社会经济可持续发展的重要因素。建筑业是我国支柱产业，做好建筑给排水系统的设计、施工和维护，是实现节水、节能、防治水质污染的具体手段，也是做好节能减排和实现环保的迫切需求。
有鉴于此，给水管作为一种绿色、节能、环保管材，不生锈、不结垢、不缩径、流体阻力小、可有效减低供水能耗、提高用水点给水量，是一种理想的管网用管道。但给水管的抗菌性能差，限制了其的应用范围。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管，该给水管能够防止细菌滋生，保证水质清洁卫生。
一种抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管，包括以下重量份数的原料：
优选地，所述交联剂选自2,5-二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)己烷、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、正硅酸乙酯或聚丙二醇缩水甘油醚中的一种或两种以上。
优选地，所述偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯或氨丙基三乙氧基硅烷。
优选地，所述稳定剂为马来酸辛基锡、二月桂酸二正辛基锡、异丁基三乙氧基硅烷或聚己二酸乙二醇酯二醇。
优选地，所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯或双十二碳醇酯。
优选地，所述分散剂为三硬脂酸甘油酯、乙撑基双硬脂酰胺、硬脂酸镁。
本发明还提供了一种抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管的制备方法，制备得到的给水管能够防止细菌滋生，保证水质清洁卫生。
一种抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管的制备方法，包括以下步骤：
a)将聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、石墨烯加入到混合机中，在50～70℃下，混合10～20min，得到第一混合物；
b)将步骤a)得到的第一混合物中再加入交联剂、偶联剂、稳定剂、抗氧剂和分散剂，在70～100℃下交联3～5h，得到第二混合物；
c)将步骤b)得到的第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在150～200℃，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却、切割得抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管。
本发明提供的一种抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管及其制备方法，该抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管中包括90～110重量份数的聚乙烯树脂、25～40重量份数的聚氯乙烯树脂、5～10重量份数的聚对苯二甲酸丁二醇酯、6～15重量份数的石墨烯、5～10重量份数的交联剂、0.6～1.5重量份数的偶联剂、0.8～1.5重量份数的稳定剂、0.3～0.8重量份数的抗氧剂、3～8重量份数的分散剂。本发明中在原料中加入聚对苯二甲酸丁二醇酯、石墨烯，聚对苯二甲酸丁二醇酯、石墨烯均具有强度的抗菌效应，使得制得的给水管能够防止细菌滋生，保证水质清洁卫生。另外石墨烯还能够提高给水管的拉伸强度，从而使得给水管具备防止细菌滋生的同时下，还能够还具有优异的力学性能。
本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所述类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及引用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
具体实施方式
本发明提供的一种抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管，包括以下重量份数的原料：
上述技术方案中，在原料中加入聚对苯二甲酸丁二醇酯、石墨烯，聚对苯二甲酸丁二醇酯、石墨烯均具有强度的抗菌效应，使得制得的给水管能够防止细菌滋生，保证水质清洁卫生。另外石墨烯还能够提高给水管的拉伸强度，从而使得给水管具备防止细菌滋生的同时下，还能够还具有优异的力学性能。
在本发明中，聚乙烯树脂的重量份数为90～110份；在本发明的实施例中，聚乙烯树脂的重量份数95～105份；在其他实施例中，聚乙烯树脂的重量份数为95～102份。
在本发明中，聚氯乙烯树脂的重量份数为25～40份；在本发明的实施例中，聚氯乙烯的重量份数为28～37份；在其他实施例中，聚氯乙烯的重量份数为30～35份。
聚对苯二甲酸丁二醇酯用以提高管材的抗菌性能。在本发明中，聚对苯二甲酸丁二醇酯的重量份数为5～10份；在本发明的实施例中，聚对苯二甲酸丁二醇酯的重量份数为6～9份；在其他实施例中，聚对苯二甲酸丁二醇酯的重量份数为7～8份。
石墨烯一方面能够提高管材的力学性能，另一方面还能够提高管材的抗菌性。在本发明中，石墨烯的重量份数为6～15份；在本发明的实施例中，石墨烯的重量份数为8～12份；在其他实施例中，石墨烯的重量份数为9～11份。
在本发明的实施例中，交联剂选自2,5-二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)己烷、二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、正硅酸乙酯或聚丙二醇缩水甘油醚中的一种或两种以上；上述交联剂能够使得聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂形成三维网状结构，从而提高抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管的耐老化性能、拉伸强度和耐热性能。
在本发明中，交联剂的重量份数为5～10份；在本发明的实施例中，交联剂的重量份数为6～9份；在其他实施例中，交联剂的重量份数为7～8份。
在本发明中，偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯或氨丙基三乙氧基硅烷；上述偶联剂能够改善聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂与其他原料的界面作用，从而使得抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管断裂伸长率、耐热性能增加。
在本发明中，偶联剂的重量份数为0.6～1.5份；在本发明的实施例中，偶联剂的重量份数为0.8～1.3份；在其他实施例中，偶联剂的重量份数为1～1.1份。
在本发明中，稳定剂为马来酸辛基锡、二月桂酸二正辛基锡、异丁基三乙氧基硅烷或聚己二酸乙二醇酯二醇；上述稳定剂能够增加抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管的化学稳定性和热稳定性。
在本发明中，稳定剂的重量份数为0.8～1.5份；在本发明的实施例中，稳定剂的重量份数为1～1.3份；在其他实施例中，稳定剂的重量份数为1.1～1.2份。
在本发明中，抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯或双十二碳醇酯；上述抗氧剂能够抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管氧化老化，从而延长抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管的使用寿命。
在本发明中，抗氧剂的重量份数为0.3～0.8份；在本发明的实施例中，抗氧剂的重量份数为0.4～0.7份；在其他实施例中，抗氧剂的重量份数为0.5～0.6份。
在本发明中，分散剂为三硬脂酸甘油酯、乙撑基双硬脂酰胺、硬脂酸镁；上述分散剂均能够提高各原料的均匀性。
在本发明中，分散剂的重量份数为3～8份；在本发明的实施例中，分散剂的重量份数为4～7份；在其他实施例中，分散剂的重量份数为5～6份。
本发明还提供了一种抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管的制备方法，包括以下步骤：
a)将聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、石墨烯加入到混合机中，在50～70℃下，混合10～20min，得到第一混合物；
b)将步骤a)得到的第一混合物中再加入交联剂、偶联剂、稳定剂、抗氧剂和分散剂，在70～100℃下交联3～5h，得到第二混合物；
c)将步骤b)得到的第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在150～200℃，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却、切割得抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管。
其中，聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、石墨烯、交联剂、偶联剂、稳定剂、抗氧剂、分散剂均同上所述，在此不再赘述。
上述技术方案中，制备方法简单、生产周期短，生产效率高，制备得到的抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管能够防止细菌滋生，且力学性能优异。
在本发明的实施例中，挤出成型过程中，送料段温度为120～140℃，塑化段的温度为140～160℃，均化段的温度为160～180℃，口模的温度为150～
160℃。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管及其制备方法进行详细描述。
实施例1
将重量份数为98份的聚乙烯树脂、重量份数为30份的聚氯乙烯树脂、重量份数为10份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、重量份数为9份的石墨烯加入到混合机中，在50℃下，混合20min，得到第一混合物；
将第一混合物中再加入重量份数为10份的2,5-二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)己烷、重量份数为1.3份的二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯、重量份数为1.3份的马来酸辛基锡、重量份数为5份的硫代二丙酸二月桂酯和重量份数为4份的三硬脂酸甘油酯，在70℃下交联3h，得到第二混合物；
将第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在150℃，并将得到的粒料在送料段温度为120℃，塑化段的温度为140℃，均化段的温度为160℃，口模的温度为150℃进行挤出成型，再冷却、切割得抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管。
实施例2
将重量份数为95份的聚乙烯树脂、重量份数为28份的聚氯乙烯树脂、重量份数为9份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、重量份数为11份的石墨烯加入到混合机中，在55℃下，混合10min，得到第一混合物；
将第一混合物中再加入重量份数为9份的二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、重量份数为0.8份的氨丙基三乙氧基硅烷、重量份数为1.1份的二月桂酸二正辛基锡、重量份数为6份的双十二碳醇酯和重量份数为7份的乙撑基双硬脂酰胺，在80℃下交联4.5h，得到第二混合物；
将第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在160℃，并将得到的粒料在送料段温度为125℃，塑化段的温度为145℃，均化段的温度为165℃，口模的温度为153℃进行挤出成型，再冷却、切割得抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管。
实施例3
将重量份数为105份的聚乙烯树脂、重量份数为37份的聚氯乙烯树脂、重量份数为8份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、重量份数为8份的石墨烯加入到混合机中，在60℃下，混合14min，得到第一混合物；
将第一混合物中再加入重量份数为8份的正硅酸乙酯、重量份数为0.6份的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、重量份数为1.2份的异丁基三乙氧基硅烷、重量份数为0.3份的硫代二丙酸二月桂酯和重量份数为6份的三硬脂酸甘油酯，在90℃下交联3.5h，得到第二混合物；
将第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在170℃，并将得到的粒料在送料段温度为130℃，塑化段的温度为150℃，均化段的温度为170℃，口模的温度为157℃进行挤出成型，再冷却、切割得抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管。
实施例4
将重量份数为102份的聚乙烯树脂、重量份数为33.份的聚氯乙烯树脂、重量份数为7份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、重量份数为12份的石墨烯加入到混合机中，在65℃下，混合12min，得到第一混合物；
将第一混合物中再加入重量份数为3.5份的2,5-二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)己烷、重量份数为3.5份的二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、重量份数为1.5份的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、重量份数为1份的聚己二酸乙二醇酯二醇、重量份数为0.8份的双十二碳醇酯和重量份数为5份的硬脂酸镁，在100℃下交联5h，得到第二混合物；
将第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在180℃，并将得到的粒料在送料段温度为135℃，塑化段的温度为155℃，均化段的温度为175℃，口模的温度为160℃进行挤出成型，再冷却、切割得抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管。
实施例5
将重量份数为110份的聚乙烯树脂、重量份数为27.5份的聚氯乙烯树脂、重量份数为6份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、重量份数为6份的石墨烯加入到混合机中，在70℃下，混合18min，得到第一混合物；
将第一混合物中再加入重量份数为3份的正硅酸乙酯、重量份数为3份的聚丙二醇缩水甘油醚、重量份数为1份的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、重量份数为1.5份的二月桂酸二正辛基锡、重量份数为0.4份的硫代二丙酸二月桂酯和重量份数为3份的三硬脂酸甘油酯，在75℃下交联3h，得到第二混合物；
将第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在190℃，并将得到的粒料在送料段温度为140℃，塑化段的温度为160℃，均化段的温度为185℃，口模的温度为155℃进行挤出成型，再冷却、切割得抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管。
实施例6
将重量份数为90份的聚乙烯树脂、重量份数为30份的聚氯乙烯树脂、重量份数为5份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、重量份数为15份的石墨烯加入到混合机中，在60℃下，混合15min，得到第一混合物；
将第一混合物中再加入重量份数为2.5份的二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、重量份数为2.5份的正硅酸乙酯、重量份数为1.1份的二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯、重量份数为0.8份的马来酸辛基锡、重量份数为0.7份的双十二碳醇酯和重量份数为8份的三硬脂酸甘油酯，在95℃下交联4h，得到第二混合物；
将第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在200℃，并将得到的粒料在送料段温度为125℃，塑化段的温度为150℃，均化段的温度为170℃，口模的温度为154℃进行挤出成型，再冷却、切割得抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管。
实施例7
将重量份数为100份的聚乙烯树脂、重量份数为25份的聚氯乙烯树脂、重量份数为7.5份的聚对苯二甲酸丁二醇酯、重量份数为10份的石墨烯加入到混合机中，在60℃下，混合15min，得到第一混合物；
将第一混合物中再加入重量份数为3.5份的2,5-二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)、重量份数为4份的聚丙二醇缩水甘油醚己烷、重量份数为1.05份的氨丙基三乙氧基硅烷、重量份数为1.15份的聚己二酸乙二醇酯二醇、重量份数为0.55份的硫代二丙酸二月桂酯和重量份数为5.5份的乙撑基双硬脂酰胺，在85℃下交联4h，得到第二混合物；
将第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在175℃，并将得到的粒料在送料段温度为130℃，塑化段的温度为150℃，均化段的温度为170℃，口模的温度为156℃进行挤出成型，再冷却、切割得抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管。
对实施例1～7制得的抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管进行拉伸强度、缺口冲击强度、耐热温度进行测试，结果见表1。
表1 实施例1～7制得的抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管的测试结果
另外，对实施例1～7制得的抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管进行抗菌性测试，结果见表2。
抗菌性测试方式：将大小相同的给水管放入加有菌液的磷酸盐缓冲溶液中振荡1h，使其与菌液充分接触，得到混合溶液后加入琼脂培养基进行培养，培养过程与抗菌粉体的一致。
为了确保实验真实、可靠，减少实验偶然误差，须用3次重复实验的平均值来得出数据，其中细菌数量的测定，采用菌落计数法，测试结果计算：杀菌率＝(对照组平均菌落数-试验组平均菌落数)/对照组平均菌落数×100％，当杀菌率≥90％时可以报告产品有杀菌作用。同时，要保持细菌新鲜、有活性，一般调节其浓度为：104～105CFU/mL。
表2 实施例1～7制得的抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管的抗菌性测试结果
由表1可以看出，采用本发明的技术方案得到的管材拉伸强度、缺口冲击强度、耐热性能满足产品需求，能够满足给水管的性能要求。另外，将实施例1～7制得的管材在200℃，15min，热稳定性好，管材不变形；且给水管抗菌性优异，灭菌率在99％以上。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管，其特征在于，包括以下重量份数的原料：
2.如权利要求1所述的抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管，其特征在于，所述交联剂选自二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯、正硅酸乙酯、聚丙二醇缩水甘油醚或2,5-二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)己烷。
3.如权利要求1所述的抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管，其特征在于，所述偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯或氨丙基三乙氧基硅烷。
4.如权利要求1所述的抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管，其特征在于，所述稳定剂为马来酸辛基锡、二月桂酸二正辛基锡、异丁基三乙氧基硅烷或聚己二酸乙二醇酯二醇。
5.如权利要求1所述的抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管，其特征在于，所述抗氧剂为硫代二丙酸二月桂酯或双十二碳醇酯。
6.如权利要求1所述的抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管，其特征在于，所述分散剂为三硬脂酸甘油酯、乙撑基双硬脂酰胺或硬脂酸镁。
7.一种如权利要求1所述的抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)将聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、石墨烯加入到混合机中，在50～70℃下，混合10～20min，得到第一混合物；
b)将步骤a)得到的第一混合物中再加入交联剂、偶联剂、稳定剂、抗氧剂和分散剂，在70～100℃下交联3～5h，得到第二混合物；
c)将步骤b)得到的第二混合物中用平行双螺杆挤出机挤出造粒，造粒温度在150～200℃，并将得到的粒料进行挤出成型，再冷却、切割得抗菌性聚乙烯-聚氯乙烯给水管。
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