CN108219241B - 一种具有自洁抗菌功能的给水管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有自洁抗菌功能的给水管及其制备方法,该给水管包括内层和外层，内层原料中添加1‑3wt%的纳米银、2‑5wt%的沸石粉和0.02‑0.1wt%的异噻唑啉酮。通过在给水管的内层材料中添加纳米银，其带正电荷，对带负电荷的细菌具有很好的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐药性；添加沸石粉，其既能起到填充及增强的作用，而且具有吸附作用，净化水质，还能促进纳米银缓释；而添加异噻唑啉酮，其相对于纳米银更易于与塑料材料混合，避免了不易分散的问题，并且耐高温性能好，与纳米银共同发挥抑菌作用，通过无机抗菌剂和有机抗菌剂进行协同杀菌，效果更好，能够实现长效抗菌。

Description

一种具有自洁抗菌功能的给水管及其制备方法
技术领域
本发明属于给水管领域，具体涉及一种具有自洁抗菌功能的给水管及其制备方法。
背景技术
在现代城市供水系统中，高密度聚乙烯(简称HDPE)给水管因为强度高、耐腐蚀、无毒、安装便捷的优点被广泛应用。但是HDPE给水管在使用一段时间后，管材内壁通常会粘附一层粘稠状污垢，里面含有大量的大肠杆菌、金色葡萄球菌等细菌会直接危害人体健康，并为他们的繁殖提供温床。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有自洁抗菌功能的给水管及其制备方法，可以解决自来水供水网中给水管容易结垢并滋生细菌的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种具有自洁抗菌功能的给水管,包括内层和外层，内层原料中添加1-3wt％的纳米银、2-5wt％的沸石粉和0.02-0.1wt％的异噻唑啉酮。
优选的方案中，内层原料中添加2wt％的纳米银、3wt％的沸石粉和0.02wt％的异噻唑啉酮。
进一步地，所述内层原料中还添加有1-2wt％的凹凸棒土。
进一步地，内层和外层均采用HDPE材料制成，其中内层和外层的的原料包括按重量份计的以下成分：HDPE为65-75份、木质纤维素5-10份、碳酸钙5-10份、氯化聚乙烯1-3份、硅烷偶联剂1-3份及润滑剂1-2份。
进一步地，所述润滑剂为硬脂酸和/或石蜡。
进一步地，所述外层原料中还添加有黑色母1-2份、炭黑1-2份和抗氧剂BHT1-2份。
本发明还涉及制备所述给水管的方法，包括以下步骤：
按照配比分别称取给水管外层料和内层料，分别混合均匀，然后分别进行混炼，再进行内外层共挤成型，最后冷却即得到具有自洁抗菌功能的给水管。
进一步地，所述的混炼温度为160-180℃，共挤成型温度为180-190℃。
进一步地，所述纳米银、沸石粉和异噻唑啉酮在内层其他原料混合之后加入。
本发明具有以下有益效果：
1、通过在给水管的内层材料中添加纳米银、沸石粉和异噻唑啉酮，其中纳米银对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐药性，具有很好的抗菌作用；添加沸石粉，其既能起到填充及增强的作用，而且具有吸附作用，能够对水中的水中氨氮、有机物和重金属离子进行吸附，净化水质，还能促进纳米银缓释，确保纳米银的长效抗菌抑菌；而添加异噻唑啉酮，其相对于纳米银更易于与塑料材料混合，避免了不易分散的问题，并且耐高温性能好，与纳米银共同发挥抑菌作用，通过无机抗菌剂和有机抗菌剂进行协同杀菌，效果更好。增加的凹凸棒土，其具有增稠性能，而且能够抑制微生物生长，对水质进行净化。
2、给水管的内层和外层均以高密度聚乙烯作为主要原料，其具有优异的化学稳定性、耐老化及耐环境应力开裂的性能。通过加入木质纤维素、碳酸钙、氯化聚乙烯、硅烷偶联剂和润滑剂等助剂，进一步优化其性能。其中木质纤维素和碳酸钙作为增强剂，能降低体系的弹性模量，还能起到一定的填充作用，降低成本。木质纤维素具有毛细管结构，促进原料混合更为均匀，防止材料内部产生位移而出现破裂或者拉裂等。氯化聚乙烯作为增韧剂，降低脆性，增大韧性，提高承载强度；硅烷偶联剂改善原料的分散度以提高加工性能；润滑剂能够确保管道光滑，防止结垢。
3、给水管的外层原料添加黑色母、炭黑和抗氧剂BHT，其中黑色母和炭黑具有的抗紫外线能力，与抗氧剂BHT协同作用，有效抵御紫外线的侵蚀，抗老化，延长使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，实施例中未注明条件的实验方法通常按照常规条件。
实施例1：
一种具有自洁抗菌功能的给水管,包括内层和外层，按重量计，
内层原料为：HDPE为65份、木质纤维素10份、碳酸钙10份、氯化聚乙烯2份、硅烷偶联剂1份、及润滑剂2份、纳米银1份、沸石粉4份和异噻唑啉酮0.02份。
外层原料为：HDPE为65份、木质纤维素10份、碳酸钙10份、氯化聚乙烯2份、硅烷偶联剂1份、及润滑剂2份。
按照配比分别称取给水管外层料和内层料，分别混合均匀，然后分别进行混炼，混炼温度为160-180℃，再进行内外层共挤成型，共挤成型温度为180-190℃，最后冷却即得到具有自洁抗菌功能的给水管。
实施例2：
一种具有自洁抗菌功能的给水管,包括内层和外层，按重量计，
内层原料为：HDPE为70份、木质纤维素10份、碳酸钙10份、氯化聚乙烯2份、硅烷偶联剂2份及硬脂酸润滑剂1份、纳米银2份、沸石粉3份和异噻唑啉酮0.02份。
外层原料为：HDPE为70份、木质纤维素10份、碳酸钙10份、氯化聚乙烯2份、硅烷偶联剂2份及硬脂酸润滑剂1份。
制备时，按照配比分别称取给水管外层料和内层料，分别混合均匀，然后分别进行混炼，混炼温度为160-180℃，再进行内外层共挤成型，共挤成型温度为180-190℃，最后冷却即得到具有自洁抗菌功能的给水管。
实施例3：除内层材料中还加入凹凸棒土2份；其余同实施例2。
实施例4：除外层材料中还加入了黑色母2份、炭黑2份和抗氧剂BHT2份；其余同实施例2。
对比例1：
一种具有自洁抗菌功能的给水管,包括内层和外层，按重量计，
内层原料为：HDPE为70份、木质纤维素10份、碳酸钙10份、氯化聚乙烯2份、硅烷偶联剂2份及硬脂酸润滑剂1份和纳米银2份。
外层原料为：HDPE为70份、木质纤维素10份、碳酸钙10份、氯化聚乙烯2份、硅烷偶联剂2份及硬脂酸润滑剂1份。
对比例2：
一种具有自洁抗菌功能的给水管,包括内层和外层，按重量计，
内层原料为：HDPE为70份、木质纤维素10份、碳酸钙10份、氯化聚乙烯2份、硅烷偶联剂2份及硬脂酸润滑剂1份、纳米银2份和沸石粉3份。
外层原料为：HDPE为70份、木质纤维素10份、碳酸钙10份、氯化聚乙烯2份、硅烷偶联剂2份及硬脂酸润滑剂1份。
对实施例1-4及对比例1-2中得到的给水管进行测试，其抗菌结果如下表1。
表1
Figure BDA0001511579190000031
Figure BDA0001511579190000041

Claims (6)

1.一种具有自洁抗菌功能的给水管, 其特征在于：包括内层和外层，内层和外层均采用HDPE材料制成，其中内层和外层的的原料包括按重量份计的以下成分：HDPE 65-75份、木质纤维素5-10份、碳酸钙5-10份、氯化聚乙烯1-3份、硅烷偶联剂1-3份及润滑剂1-2份；内层原料中还添加1-3wt%的纳米银、2-5wt%的沸石粉、0.02-0.1wt%的异噻唑啉酮和1-2 wt%的凹凸棒土；外层原料中还添加有黑色母1-2份、炭黑1-2份和抗氧剂BHT1-2份。
2.根据权利要求1所述的给水管, 其特征在于：内层原料中添加2wt%的纳米银、3wt%的沸石粉和0.02wt%的异噻唑啉酮。
3.根据权利要求1所述的给水管，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸和/或石蜡。
4.制备权利要求1-3任意一项所述给水管的方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照配比分别称取给水管外层料和内层料，分别混合均匀，然后分别进行混炼，再进行内外层共挤成型，最后冷却即得到具有自洁抗菌功能的给水管。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述的混炼温度为160-180℃，共挤成型温度为180-190℃。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述纳米银、沸石粉和异噻唑啉酮在内层其他原料混合之后加入。
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