CN107163374A - 一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法 - Google Patents

一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法，属于塑料管道加工技术领域，包括以下步骤：取钠基蒙脱土加入0.10mol/L的铜氨浸渍溶液中，在水浴中搅拌，离心，水洗，干燥，得载铜蒙脱土；取载铜蒙脱土加入0.03mol/L的银氨浸渍液中，在水浴中搅拌，离心，水洗，干燥，得载银铜蒙脱土抗菌剂；取聚丙烯、载银铜蒙脱土抗菌剂、抗氧剂、偶联剂加入到混合机中，经高速混合机混合均匀，在双螺杆挤出机上挤出，得抗菌聚丙烯母粒。通过在聚乙烯树脂中加入本发明的抗菌聚丙烯母粒，合管材的抗菌率达到99％以上，为I级水平，与普通聚丙烯管材相比，抗菌持久性从10～15年提高到50年左右，同时抗菌范围明显增大。

Description

一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法
技术领域
本发明涉及塑料管道加工技术领域，特别涉及一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法。
背景技术
PP-R管发源于欧洲，在西欧等发达国家，PP-R管材在给水管首中应用量占第一位；在美洲等发达国家PP-R材在给水管道中的应用量占第二位。它以卓越的卫生、环保和耐热、耐压、耐腐、柔韧抗震等性能而被世界各国所重视，PP-R管材在冷热水输送工程中采用熔接技术，作为取代金属管道的新一代建材，在长期连续工作水压、水温高达95℃情况下，使用寿命可以长达50年。
普通管道经使用一段时间后，管壁上会滋生有害细菌，产生滑腻薄膜，给饮用水带来隐患。1996年世界卫生组织调查，人体80％的疾病与饮水有关，特别是与被病菌感染的饮水有关，大约60％以上的疾病是通过饮水传播的。为了防止水管带来的“二次污染”，抗菌塑料水管应运而生。抗菌水管是在管材中植入抗菌剂的功能型管道产品。抗菌塑料管中抗菌组分对一些滋生的细菌等微生物具有抑制作用，保持良好的卫生状态。
用常规塑料管道加工成型工艺，可将预先制好的抗菌塑料加工成抗菌管道，其中，抗菌母粒生产技术是抗菌塑料生产的高新技术。含银、铜、锌的高效无机抗菌剂和特定的树脂，先制成高浓度抗菌剂的母粒，然后和普通塑料共混挤出成型，就生产出抗菌PP-R管。
但现有的PP-R管灭菌抗菌效果并不是特别理想。如中国专利CN 1663390A公开了一种无机包覆结构载银纳米SiO2抗菌剂，其抗菌剂表面涂覆有TiO2，该抗菌剂虽然具有更好的白度，抗菌性也有一定的提高，但是抗菌效果也是不特别理想。为了解决输水管道因长年运行而产生的沉淀物易滋生菌类及霉变而导致影响水质的问题，有必要研制一种具有优良灭菌抗菌效果的纳米抗菌管材。
发明内容
本发明提供了一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法，采用该方法制备的聚丙烯管解决现有的输水管灭菌杀菌效果不理想的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)取钠基蒙脱土加入0.10mol/L的铜氨浸渍溶液中，在70～80℃水浴中搅拌3～5小时，操作压力保持在0.04～0.02Mpa，离心，水洗，干燥，得载铜蒙脱土；
(2)取载铜蒙脱土加入0.03mol/L的银氨浸渍液中，在50℃以下水浴中搅拌6～7小时，操作压力保持在0.04～0.02Mpa，离心，水洗，干燥，得载银铜蒙脱土抗菌剂；
(3)取聚丙烯80～85份、载银铜蒙脱土抗菌剂8～12份、抗氧剂1～3份、偶联剂0.5～1.5份加入到混合机中，经高速混合机混合均匀，在双螺杆挤出机上挤出，得抗菌聚丙烯母粒。
其中，优选地，所述步骤(1)中所述钠基蒙脱土和所述铜氨浸渍溶液的固液比为1:8～12。
其中，优选地，所述载铜蒙脱土和所述银氨浸渍液的固液比为1：6～9。
其中，优选地，所述螺杆温度为Ⅰ区为195℃，Ⅱ区为190℃，Ⅲ区为205℃，Ⅳ为200℃，Ⅴ区为200℃，Ⅵ区为205℃，机头为200℃。
其中，优选地，所述抗氧剂为亚磷酸抗氧剂、硫酯抗氧剂或酚类抗氧剂中任意一种或几种。
其中，优选地，所述偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯偶联剂。
本发明有益效果：
通过在聚乙烯树脂中加入本发明的抗菌聚丙烯母粒，合管材的抗菌率达到99％以上，为I级水平，与普通聚丙烯管材相比，抗菌持久性从10～15年提高到50年左右，同时抗菌范围明显增大，对革兰氏阴性、革兰氏阳性、大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌及各种真菌和霉菌都有显著的抗菌性。且加入本发明的抗菌聚丙烯母粒制成的聚丙烯管材对管材本身的拉伸强度和冲击强度并无明显的影响。
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，所描述的实例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员，在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)取钠基蒙脱土加入0.10mol/L的铜氨浸渍溶液中，钠基蒙脱土和所述铜氨浸渍溶液的固液比为1:10，在75℃水浴中搅拌4小时，操作压力保持在0.03Mpa，离心，水洗，干燥，得载铜蒙脱土；
(2)取载铜蒙脱土加入0.03mol/L的银氨浸渍液中，载铜蒙脱土和所述银氨浸渍液的固液比为1：7，在45℃水浴中搅拌6.5小时，操作压力保持在0.03Mpa，离心，水洗，干燥，得载银铜蒙脱土抗菌剂；
(3)取聚丙烯82份、载银铜蒙脱土抗菌剂10份、抗氧剂2份、偶联剂1.0份加入到混合机中，经高速混合机混合均匀，在双螺杆挤出机上挤出，螺杆温度为Ⅰ区为195℃，Ⅱ区为190℃，Ⅲ区为205℃，Ⅳ为200℃，Ⅴ区为200℃，Ⅵ区为205℃，机头为200℃，得抗菌聚丙烯母粒。
其中，所述抗氧剂为亚磷酸抗氧剂。
其中，所述偶联剂为硅烷类偶联剂。
实施例2
一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)取钠基蒙脱土加入0.10mol/L的铜氨浸渍溶液中，钠基蒙脱土和所述铜氨浸渍溶液的固液比为1:8，在80℃水浴中搅拌3小时，操作压力保持在0.02Mpa，离心，水洗，干燥，得载铜蒙脱土；
(2)取载铜蒙脱土加入0.03mol/L的银氨浸渍液中，载铜蒙脱土和所述银氨浸渍液的固液比为1：6，在40℃水浴中搅拌7小时，操作压力保持在0.02Mpa，离心，水洗，干燥，得载银铜蒙脱土抗菌剂；
(3)取聚丙烯80份、载银铜蒙脱土抗菌剂12份、抗氧剂1份、偶联剂1.5份加入到混合机中，经高速混合机混合均匀，在双螺杆挤出机上挤出，螺杆温度为Ⅰ区为195℃，Ⅱ区为190℃，Ⅲ区为205℃，Ⅳ为200℃，Ⅴ区为200℃，Ⅵ区为205℃，机头为200℃，得抗菌聚丙烯母粒。
其中，抗氧剂为硫酯抗氧剂。
其中，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
实施例3
一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)取钠基蒙脱土加入0.10mol/L的铜氨浸渍溶液中，钠基蒙脱土和所述铜氨浸渍溶液的固液比为1:12，在70℃水浴中搅拌5小时，操作压力保持在0.04Mpa，离心，水洗，干燥，得载铜蒙脱土；
(2)取载铜蒙脱土加入0.03mol/L的银氨浸渍液中，载铜蒙脱土和所述银氨浸渍液的固液比为1：9，在40℃水浴中搅拌6小时，操作压力保持在0.04Mpa，离心，水洗，干燥，得载银铜蒙脱土抗菌剂；
(3)取聚丙烯85份、载银铜蒙脱土抗菌剂8份、抗氧剂3份、偶联剂0.5份加入到混合机中，经高速混合机混合均匀，在双螺杆挤出机上挤出，螺杆温度为Ⅰ区为195℃，Ⅱ区为190℃，Ⅲ区为205℃，Ⅳ为200℃，Ⅴ区为200℃，Ⅵ区为205℃，机头为200℃，得抗菌聚丙烯母粒。
其中，抗氧剂为酚类抗氧剂。
其中，所述偶联剂为硅烷类偶联剂。
实施例4
一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)取钠基蒙脱土加入0.10mol/L的铜氨浸渍溶液中，钠基蒙脱土和所述铜氨浸渍溶液的固液比为1:9，在75℃水浴中搅拌4.5小时，操作压力保持在0.03Mpa，离心，水洗，干燥，得载铜蒙脱土；
(2)取载铜蒙脱土加入0.03mol/L的银氨浸渍液中，载铜蒙脱土和所述银氨浸渍液的固液比为1：8，在45℃水浴中搅拌6.5小时，操作压力保持在0.04Mpa，离心，水洗，干燥，得载银铜蒙脱土抗菌剂；
(3)取聚丙烯81份、载银铜蒙脱土抗菌剂11份、抗氧剂3份、偶联剂0.5份加入到混合机中，经高速混合机混合均匀，在双螺杆挤出机上挤出，螺杆温度为Ⅰ区为195℃，Ⅱ区为190℃，Ⅲ区为205℃，Ⅳ为200℃，Ⅴ区为200℃，Ⅵ区为205℃，机头为200℃，得抗菌聚丙烯母粒。
其中，抗氧剂为重量比为2:1亚磷酸抗氧剂、硫酯抗氧剂
其中，所述偶联剂为硅烷类偶联剂。
实施例5
一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)取钠基蒙脱土加入0.10mol/L的铜氨浸渍溶液中，钠基蒙脱土和所述铜氨浸渍溶液的固液比为1:11，在78℃水浴中搅拌4小时，操作压力保持在0.03Mpa，离心，水洗，干燥，得载铜蒙脱土；
(2)取载铜蒙脱土加入0.03mol/L的银氨浸渍液中，载铜蒙脱土和所述银氨浸渍液的固液比为1：7，在50℃水浴中搅拌6.5小时，操作压力保持在0.03Mpa，离心，水洗，干燥，得载银铜蒙脱土抗菌剂；
(3)取聚丙烯84份、载银铜蒙脱土抗菌剂9份、抗氧剂2份、偶联剂0.5份加入到混合机中，经高速混合机混合均匀，在双螺杆挤出机上挤出，螺杆温度为Ⅰ区为195℃，Ⅱ区为190℃，Ⅲ区为205℃，Ⅳ为200℃，Ⅴ区为200℃，Ⅵ区为205℃，机头为200℃，得抗菌聚丙烯母粒。
其中，抗氧剂为1:1:1亚磷酸抗氧剂、硫酯抗氧剂或酚类抗氧剂中任意一种或几种。
其中，所述偶联剂为硅烷类偶联剂。
应用实施例
以聚丙烯管材的总重量计，称取10～15％实施例1～5制备的抗菌聚丙烯母粒和聚丙烯树脂，并经过常规的预塑、挤出、定型、真空定径、冷却制备出聚丙烯管材。通过对比现有技术的聚丙烯管材与本发明的聚丙烯管材，可以得到表1中给出的数据，其中，抗菌率通过QB/T 2591－2003《抗菌塑料：抗菌性能试验方法和抗菌效果》中所述方法测得，抗菌持久性采用JC/T2591-2003《建筑用抗菌塑料管抗细菌性能》中方法获得，抗菌范围通过QB/T2591-2003《抗菌塑料：抗菌性能试验方法和抗菌效果》获得。
表1现有技术聚丙烯管材与本发明聚丙烯管材的抗菌性能
实施例1～5中的抗菌聚丙烯母粒与纯聚丙烯力学性能的比较如表2:
由上述数据可以出，聚丙烯中加入本发明的抗菌聚丙烯母粒后，对管材本身的拉伸强度和冲击强度并无明显的影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (6)

1.一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)取钠基蒙脱土加入0.10mol/L的铜氨浸渍溶液中，在70～80℃水浴中搅拌3～5小时，操作压力保持在0.04～0.02Mpa，离心，水洗，干燥，得载铜蒙脱土；
(2)取载铜蒙脱土加入0.03mol/L的银氨浸渍液中，在50℃以下水浴中搅拌6～7小时，操作压力保持在0.04～0.02Mpa，离心，水洗，干燥，得载银铜蒙脱土抗菌剂；
(3)取聚丙烯80～85份、载银铜蒙脱土抗菌剂8～12份、抗氧剂1～3份、偶联剂0.5～1.5份加入到混合机中，经高速混合机混合均匀，在双螺杆挤出机上挤出，得抗菌聚丙烯母粒。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中所述钠基蒙脱土和所述铜氨浸渍溶液的固液比为1:8～12。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法，其特征在于：所述载铜蒙脱土和所述银氨浸渍液的固液比为1：6～9。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法，其特征在于：所述螺杆温度为Ⅰ区为195℃，Ⅱ区为190℃，Ⅲ区为205℃，Ⅳ为200℃，Ⅴ区为200℃，Ⅵ区为205℃，机头为200℃。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法，其特征在于：所述抗氧剂为亚磷酸抗氧剂、硫酯抗氧剂或酚类抗氧剂中任意一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌聚丙烯母粒的制备方法，其特征在于：所述偶联剂为硅烷类偶联剂或钛酸酯偶联剂。
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