CN107286513A - 一种具有阻燃性的抗菌管道 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有阻燃性的抗菌管道，制备原料按重量份数计包括：聚氯乙烯母料100～125份，功能改性母料20～40份，功能改性母料包括聚氯乙烯、阻燃剂、抗菌剂和其他添加剂，阻燃剂包括改性水滑石、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种，抗菌剂为甲壳素、蓖麻油、石榴皮提取物中的一种。本发明的具有阻燃性的抗菌管道可通过熔融挤出制得，工艺简单，不仅具备常规塑料管道的特点，还具有优良的阻燃和抗菌性能。

Description

一种具有阻燃性的抗菌管道
技术领域
本发明属于管道技术领域，具体的说，是一种具有阻燃性的抗菌管道。
背景技术
2014年，塑料管道在世界管道市场的占有率已达54%，在美国、日本和欧洲等发达国家及地区的市场占有率更大，而PVC管材是应用最广泛的塑料制品，达到62%。近十几年来，随着国内经济的快速增长和管道业的蓬勃发展，国内的塑料产量从1990年的不到20万吨增长到2014年的200万吨，年增长率达到15%，居世界第1位。而2014年PVC管材的产量达到120万吨，在各类塑料管道的产量中居于首位。目前，PVC管材在给排水管道、电缆套管、灌溉用管道、工程用管道、高速公路公路等很多领域都发挥着越来越重要的作用。
PVC材料具有一些其他材料不具有的优良的特点，如下所述：(1)耐化学性好，不生锈；(2)具有良好自熄性和阻燃性；(3)耐老化性好，寿命长；(4)电性能好，体积电阻和击穿电压高；(5)内外壁光滑，流体输送能力高；(6)比钢铁管道轻，可粘接，安装方便，工作量仅为钢管的一半。然而PVC管材在作为给排水管使用时也存在一定的缺陷，一方面，由于PVC材料为易燃聚合物，使用PVC材料制成的管材普遍存在阻燃性能差的缺陷。为了使用的安全，PVC管材中常常需要添加阻燃剂来提高其阻燃性能，目前经常使用的卤素类阻燃剂由于存在环境污染问题已经逐渐停止使用，而加入无卤素阻燃剂后的PVC管材通常存在阻燃效果差、易降低PVC管材力学性能的缺陷。另一方面，PVC管材在长期使用过程中，其内壁会沉积聚结水垢，容易滋生细菌，影响PVC管材作为饮用水水管的使用安全。目前现有的抗菌PVC管材主要通过添加无机纳米抗菌剂来实现其抗菌功能，但无机纳米抗菌剂在PVC管材基体原料中难于均匀分散，这在一定程度上抑制了其抗菌性能。
发明内容
针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的在于提供一种具有阻燃性的抗菌管道，具有阻燃性和抗菌性能好的特点。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种具有阻燃性的抗菌管道，制备原料按重量份数计包括：
聚氯乙烯母料 100～125份；
功能改性母料 20～40份；
其中，所述功能改性母料包括聚氯乙烯、阻燃剂、抗菌剂和其他添加剂，所述功能改性母料中聚氯乙烯的质量百分比为70%～80%。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述抗菌剂和阻燃剂的质量比为0.5-1:1-2。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述阻燃剂包括改性水滑石、中的一种或多种。
水滑石类化合物是一类具有层状结构的新型无机功能材料，水滑石在受热时，其结构中的水合层板羟基及层间离子以水和CO2的形式脱出，起到降低燃烧气体浓度、阻隔O2的阻燃作用；水滑石的结构水，层板羟基以及层间离子在不同的温度内脱离层板，从而可在较低的范围内（200~800℃）释放阻燃物质。在阻燃过程中，吸热量大，有利于降低燃烧时产生的高温，可以作为无卤高抑烟阻燃剂，广泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域 。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述改性水滑石是用硅烷偶联剂对水滑石改性处理得到。用硅烷偶联剂对水滑石进行改性处理，可提高水滑石与塑料机体的相容性，
为了更好的实现本发明，进一步的，所述抗菌剂为天然抗菌剂。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述天然抗菌剂包括甲壳素、蓖麻油、石榴皮提取物。
为了更好的实现本发明，进一步的，所述石榴皮提取物是通过乙醇超声过滤，然后减压挥发制得。
为更好的实现本发明，进一步的，所述其他添加剂包括热稳定剂、增塑剂、抗老化剂中的一种或多种。热稳定剂是塑料加工助剂中重要类别之一，热稳定剂与PVC树脂的诞生和发展同步，主要用于PVC树脂加工中，因此热稳定剂与PVC树脂、PVC中软硬制品的比例有密切关系。塑料抗老化剂保护剂为紫外吸收剂，抗氧剂等复配物，用于塑料的高效防老剂，这种防老剂主要用于聚丙烯片、聚丙烯薄膜、聚丙烯粒等，长期曝置于光和热中仍可保持制品原有透明度或色泽，是塑料首选的防老化剂。
为更好的实现本发明，进一步的，所述功能改性母料通过熔融挤出造粒制得。
为更好的实现本发明，进一步的，所述聚氯乙烯母料和功能改性母料中的聚氯乙烯可根据需求替换为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的任一种。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明在塑料体系中加入改性水滑石、氢氧化铝、氢氧化镁等无机阻燃剂，通过改性处理，提高了阻燃剂和塑料机体的相容性，在提高管道阻燃性的同时不降低管道的力学性能；
本发明在塑料体系中加入天然抗菌剂，安全环保，使管道具有良好的抗菌性能；
本发明适用于多种塑料基体，易于推广。
具体实施方式
石榴皮提取物的制备方法为：称取石榴皮粉碎物，加入体积比35倍的乙醇溶液，超声辅助提取，过滤，再减压浓缩至乙醇完全挥发掉，即得石榴皮提取物。
硅烷偶联剂改性水滑石的制备方法为：向水滑石中加入其质量5%的硅烷偶联剂并投入混合机在500r/min混合搅拌3min，随后在真空80℃条件下进行干燥处理。其中，水滑石为镁铝水滑石，平均粒度为0.6μm，硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，配置成质量浓度1%的水溶液使用。
管道的制备方法为：将聚氯乙烯、阻燃剂、抗菌剂以及其他添加剂混合均匀后熔融挤出造粒制得功能改性母料，随后将功能改性母料与聚氯乙烯母料混合均匀后熔融挤出制得本发明所述具有阻燃性的抗菌管道。
抗菌性能参照QB/T 2591-2003A进行测试，阻燃性能参照UL94阻燃等级测量方法测试。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1：
本实施例的一种具有阻燃性的抗菌管道，制备原料按重量份数计包括：
聚氯乙烯母料 100份；
功能改性母料 20份；
其中，所述功能改性母料包括聚氯乙烯、阻燃剂、抗菌剂和其他添加剂，所述功能改性母料中聚氯乙烯的质量百分比为70%；
其中，阻燃剂为改性水滑石，抗菌剂为甲壳素，抗菌剂和阻燃剂的质量比为1:1，其他添加剂包括热稳定剂、增塑剂、抗老化剂。
本实施例制得的具有阻燃性的抗菌管道经行业内标准试验检测，结果如下：对大肠杆菌24小时杀菌率达到88.7%，对大肠杆菌24小时杀菌率达到92.8%，阻燃性能达到V-0级。
实施例2：
本实施例的一种具有阻燃性的抗菌管道，制备原料按重量份数计包括：
聚氯乙烯母料 110份；
功能改性母料 25份；
其中，所述功能改性母料包括聚氯乙烯、阻燃剂、抗菌剂和其他添加剂，所述功能改性母料中聚氯乙烯的质量百分比为75%；
其中，阻燃剂为改性水滑石，抗菌剂为蓖麻油，抗菌剂和阻燃剂的质量比为1:2，其他添加剂包括热稳定剂、增塑剂、抗老化剂。
本实施例制得的具有阻燃性的抗菌管道经行业内标准试验检测，结果如下：对大肠杆菌24小时杀菌率达到87.9%，对大肠杆菌24小时杀菌率达到93.1%，阻燃性能达到V-0级。
实施例3：
本实施例的一种具有阻燃性的抗菌管道，制备原料按重量份数计包括：
聚氯乙烯母料 115份；
功能改性母料 30份；
其中，所述功能改性母料包括聚氯乙烯、阻燃剂、抗菌剂和其他添加剂，所述功能改性母料中聚氯乙烯的质量百分比为80%。
其中，阻燃剂为改性水滑石，抗菌剂为石榴皮提取物，抗菌剂和阻燃剂的质量比为0.5:1，其他添加剂包括热稳定剂、增塑剂、抗老化剂。
本实施例制得的具有阻燃性的抗菌管道经行业内标准试验检测，结果如下：对大肠杆菌24小时杀菌率达到88.9%，对大肠杆菌24小时杀菌率达到91.2%，阻燃性能达到V-0级。
实施例4：
本实施例的一种具有阻燃性的抗菌管道，制备原料按重量份数计包括：
聚乙烯母料 110份；
功能改性母料 25份；
其中，所述功能改性母料包括聚乙烯、阻燃剂、抗菌剂和其他添加剂，所述功能改性母料中聚氯乙烯的质量百分比为75%。
其中，阻燃剂为改性水滑石，抗菌剂为石榴皮提取物，抗菌剂和阻燃剂的质量比为0.7:1.5，其他添加剂包括热稳定剂、增塑剂、抗老化剂。
本实施例制得的具有阻燃性的抗菌管道经行业内标准试验检测，结果如下：对大肠杆菌24小时杀菌率达到89.5%，对大肠杆菌24小时杀菌率达到94.2%，阻燃性能达到V-0级。
实施例5：
本实施例的一种具有阻燃性的抗菌管道，制备原料按重量份数计包括：
聚苯乙烯母料 110份；
功能改性母料 20份；
其中，所述功能改性母料包括聚苯乙烯、阻燃剂、抗菌剂和其他添加剂，所述功能改性母料中聚氯乙烯的质量百分比为75%。
其中，阻燃剂为强氧化铝，抗菌剂为石榴皮提取物，抗菌剂和阻燃剂的质量比为0.5:1.5，其他添加剂包括热稳定剂、增塑剂、抗老化剂。
本实施例制得的具有阻燃性的抗菌管道经行业内标准试验检测，结果如下：对大肠杆菌24小时杀菌率达到90.0%，对大肠杆菌24小时杀菌率达到92.5%，阻燃性能达到V-0级。
实施例6：
本实施例的一种具有阻燃性的抗菌管道，制备原料按重量份数计包括：
聚丙烯母料 110份；
功能改性母料 30份；
其中，所述功能改性母料包括聚丙烯、阻燃剂、抗菌剂和其他添加剂，所述功能改性母料中聚氯乙烯的质量百分比为75%。
其中，阻燃剂为改性水滑石，抗菌剂为石榴皮提取物，抗菌剂和阻燃剂的质量比为0.5:1，其他添加剂包括热稳定剂、增塑剂、抗老化剂。
本实施例制得的具有阻燃性的抗菌管道经行业内标准试验检测，结果如下：对大肠杆菌24小时杀菌率达到87.4%，对大肠杆菌24小时杀菌率达到95.4%，阻燃性能达到V-0级。
实施例7：
本实施例的一种具有阻燃性的抗菌管道，制备原料按重量份数计包括：
聚氯乙烯母料 120份；
功能改性母料 35份；
其中，所述功能改性母料包括聚氯乙烯、阻燃剂、抗菌剂和其他添加剂，所述功能改性母料中聚氯乙烯的质量百分比为75%。
其中，阻燃剂为氢氧化镁，抗菌剂为石榴皮提取物，抗菌剂和阻燃剂的质量比为0.5:1.5，其他添加剂包括热稳定剂、增塑剂、抗老化剂。
本实施例制得的具有阻燃性的抗菌管道经行业内标准试验检测，结果如下：对大肠杆菌24小时杀菌率达到90.3%，对大肠杆菌24小时杀菌率达到93.1%，阻燃性能达到V-0级。
实施例8：
本实施例的一种具有阻燃性的抗菌管道，制备原料按重量份数计包括：
聚氯乙烯母料 125份；
功能改性母料 40份；
其中，所述功能改性母料包括聚氯乙烯、阻燃剂、抗菌剂和其他添加剂，所述功能改性母料中聚氯乙烯的质量百分比为75%。
其中，阻燃剂为改性水滑石，抗菌剂为石榴皮提取物，抗菌剂和阻燃剂的质量比为0.5:2，其他添加剂包括热稳定剂、增塑剂、抗老化剂。
本实施例制得的具有阻燃性的抗菌管道经行业内标准试验检测，结果如下：对大肠杆菌24小时杀菌率达到87.6%，对大肠杆菌24小时杀菌率达到90.6%，阻燃性能达到V-0级。
最后说明的是，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本领域技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种具有阻燃性的抗菌管道，其特征在于，制备原料按重量份数计包括：
聚氯乙烯母料 100～125份；
功能改性母料 20～40份；
其中，所述功能改性母料包括聚氯乙烯、阻燃剂、抗菌剂和其他添加剂，所述功能改性母料中聚氯乙烯的质量百分比为70%～80%。
2.根据权利要求1所述的一种具有阻燃性的抗菌管道，其特征在于：所述抗菌剂和阻燃剂的质量比为0.5-1:1-2。
3.根据权利要求1所述的一种具有阻燃性的抗菌管道，其特征在于：所述阻燃剂包括改性水滑石、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的一种具有阻燃性的抗菌管道，其特征在于：所述改性水滑石是用硅烷偶联剂对水滑石改性处理得到。
5.根据权利要求1所述的一种具有阻燃性的抗菌管道，其特征在于：所述抗菌剂为天然抗菌剂。
6.根据权利要求5所述的一种具有阻燃性的抗菌管道，其特征在于：所述天然抗菌剂为甲壳素、蓖麻油、石榴皮提取物中的一种。
7.根据权利要求6所述的一种具有阻燃性的抗菌管道，其特征在于，所述石榴皮提取物是通过乙醇超声过滤，然后减压挥发制得。
8.根据权利要求1所述的一种具有阻燃性的抗菌管道，其特征在于：所述其他添加剂包括热稳定剂、增塑剂、抗老化剂中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种具有阻燃性的抗菌管道，其特征在于：所述功能改性母料通过熔融挤出造粒制得。
10.根据权利要求1所述的一种具有阻燃性的抗菌管道，其特征在于：所述聚氯乙烯母料和功能改性母料中的聚氯乙烯可根据需求替换为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯中的任一种。
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