CN109054219A - 一种抗菌耐高温耐磨塑料管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌耐高温耐磨塑料管，由以下重量份的原料制备而成：聚氯乙烯80～90份，碳纤维0～20份，碳酸钙8～12份，纳米银15～20份，纳米二氧化钛10～15份，丙烯酸酯0.5～1份，硬脂酸锌0.8～1.5份，硅烷偶联剂2～5份，抗氧化剂1～2份，润滑剂0.8～1.5份，稳定剂0.5～1份，无机阻燃剂2～3份，抗菌剂0.5～0.8份，紫外吸收剂0.2～0.5份；抗菌耐高温耐磨塑料管制备方法包括：碳纤维的制备，料物混合以及挤出成型。本发明设计科学合理，不仅拥有良好的耐高温、耐磨性能，还具有优异的抗菌性能，能够广泛适用于给排水系统、采暖管道系统以及燃气输送系统等领域，具有良好的市场前景和经济效益。

Description

一种抗菌耐高温耐磨塑料管
技术领域
本发明涉及塑料管技术领域，尤其是一种抗菌耐高温耐磨塑料管。
背景技术
塑料管一般是以合成树脂，也就是聚酯为原料、加入稳定剂、润滑剂、增塑剂等，以“塑”的方法在制管机内经挤压加工而成。与传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等管道相比，塑料管拥有质量轻，有较好的耐腐蚀性能，节省金属材料经济成本低廉，塑料管的内壁光滑减少了流体的输送阻力，运输方便，使用寿命长等优点。故而，塑料管备受到管道工程的关注，塑料管已经成为城市建设建筑给排水、城市电气传输、光缆护套和工业流体输送等领域应用的主要管材。
碳纤维是一种无机高分子纤维，含碳元素量高于90％，由有机纤维经过高温热解及石墨化处理得到的一种微晶石墨材料。碳纤维不仅具备碳材料本身特有的性质，还拥有与纤维素相相似的韧性，有利于复合材料的加工。它优异的力学性能，高的比强度和比模量，使得这种高性能的纤维可以大规模生产与应用。此外，碳纤维还具备优良的化学稳定性、耐热耐腐性能、低热膨胀性、自润滑性、良好的导电性等，并且密度低、耐摩擦、耐腐蚀、抗疲劳性能优异。
现有技术中塑料管存在不耐高温、耐磨性能差以及抗氧化性差的问题，在使用过程中塑料管容易发生破损、刮伤，使得塑料管的内壁易滋生细菌等有害生物，并产生霉变，限制了塑料管的使用范围并降低了塑料管的使用寿命。
发明内容
为了克服现有技术中塑料管在使用过程中耐高温性能差、耐磨性能差、抗氧化性差、易滋生细菌、使用寿命低等缺陷，本发明提供一种抗菌耐高温耐磨塑料管。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抗菌耐高温耐磨塑料管，由以下重量份的原料制备而成：
所述抗菌耐高温耐磨塑料管由以下方法制备而成：
步骤一，碳纤维的制备：将甲壳素纳米纤维置于管式炉中，然后通入保护气体，以5～10℃/min的升温速度升温至600～1000℃并保温0.5～2.5h，最后以5～10℃/min的降温速度降至室温，即得碳纤维；
步骤二，料物混合：首先将碳纤维、碳酸钙以及纳米银单独研磨后，进行混合，得到混料A；然后向混料A中加入硅烷偶联剂和纳米二氧化钛，放入高速混合机中，在75～95℃下，搅拌10～20min混合均匀后，自然冷却，得混料B；最后将混料B与聚氯乙烯、丙烯酸酯、硬脂酸锌、抗氧化剂、润滑剂、稳定剂、无机阻燃剂、抗菌剂以及紫外吸收剂混合，放入捏合机中捏合处理，当混料摩擦生热至75～90℃时，捏合10～15min后置入冷混机中进行降温处理，得到混料C；
步骤三，挤出成型：将步骤二中的混料C加入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到粒料；然后将得到的粒料投入挤出成型机，再经真空定径、冷却、牵引、退火、切割、包装，即得抗菌耐高温耐磨塑料管。
上述的一种抗菌耐高温耐磨塑料管，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010。
上述的一种抗菌耐高温耐磨塑料管，所述润滑剂为氮化硼、氧化锌、二硫化钨、硬脂酸钙、硬脂酸甘油酯、硬脂酸钡、硬脂酸中的任意一种。
上述的一种抗菌耐高温耐磨塑料管，所述稳定剂为钙锌稳定剂。
上述的一种抗菌耐高温耐磨塑料管，所述无机阻燃剂为锑酸钠、钼酸锌以及硼酸锌中一种。
上述的一种抗菌耐高温耐磨塑料管，所述步骤三中双螺杆挤出机中挤出造粒的温度为125～150℃；所述挤出成型机的温度为180～220℃。
与现有技术相比本发明具有以下优点和突出性效果：
本发明的有益效果是，本发明抗菌耐高温耐磨塑料管采用向塑料管材中添加碳纤维、纳米银以及纳米二氧化钛的方式，有效地消除了传统塑料管在使用过程中耐高温性能差、耐磨性能差、抗氧化性差、易滋生细菌、使用寿命低的缺陷。本发明设计科学合理，不仅拥有良好的耐高温、耐磨性能，还具有优异的抗菌性能，能够广泛适用于给排水系统、采暖管道系统以及燃气输送系统等领域，具有良好的市场前景和经济效益。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为实施例1中塑料管中碳纤维的SEM图；
图2为实施例2中塑料管中碳纤维的SEM图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的具体结构、工作原理的内容，下面结合附图对本发明做进一步的说明，但是以下实施例仅用于说明本发明，不用来限制本发明的范围。对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，根据此附图和实施例获得其他的实施例，都属于本发明的保护范围。
【实施例1】
一种抗菌耐高温耐磨塑料管，由以下重量份的原料制备而成：
所述抗菌耐高温耐磨塑料管由以下方法制备而成：
步骤一，碳纤维的制备：将甲壳素纳米纤维置于管式炉中，然后通入保护气体，以5℃/min的升温速度升温至600℃并保温2.5h，最后以5℃/min的降温速度降至室温，即得碳纤维；
步骤二，料物混合：首先将碳纤维、碳酸钙以及纳米银单独研磨后，进行混合，得到混料A；然后向混料A中加入硅烷偶联剂和纳米二氧化钛，放入高速混合机中，在75℃下，搅拌20min混合均匀后，自然冷却，得混料B；最后将混料B与聚氯乙烯、丙烯酸酯、硬脂酸锌、抗氧化剂、润滑剂、稳定剂、无机阻燃剂、抗菌剂以及紫外吸收剂混合，放入捏合机中捏合处理，当混料摩擦生热至90℃时，捏合15min后置入冷混机中进行降温处理，得到混料C；
步骤三，挤出成型：将步骤二中的混料C加入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到粒料；然后将得到的粒料投入挤出成型机，再经真空定径、冷却、牵引、退火、切割、包装，即得抗菌耐高温耐磨塑料管。
所述抗氧化剂为抗氧化剂1010；所述润滑剂为氮化硼；所述稳定剂为钙锌稳定剂；所述无机阻燃剂为锑酸钠；所述步骤三中双螺杆挤出机中挤出造粒的温度为125℃；所述挤出成型机的温度为180℃。
【实施例2】
一种抗菌耐高温耐磨塑料管，由以下重量份的原料制备而成：
所述抗菌耐高温耐磨塑料管由以下方法制备而成：
步骤一，碳纤维的制备：将甲壳素纳米纤维置于管式炉中，然后通入保护气体，以10℃/min的升温速度升温至1000℃并保温0.5h，最后以10℃/min的降温速度降至室温，即得碳纤维；
步骤二，料物混合：首先将碳纤维、碳酸钙以及纳米银单独研磨后，进行混合，得到混料A；然后向混料A中加入硅烷偶联剂和纳米二氧化钛，放入高速混合机中，在95℃下，搅拌10min混合均匀后，自然冷却，得混料B；最后将混料B与聚氯乙烯、丙烯酸酯、硬脂酸锌、抗氧化剂、润滑剂、稳定剂、无机阻燃剂、抗菌剂以及紫外吸收剂混合，放入捏合机中捏合处理，当混料摩擦生热至90℃时，捏合10min后置入冷混机中进行降温处理，得到混料C；
步骤三，挤出成型：将步骤二中的混料C加入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到粒料；然后将得到的粒料投入挤出成型机，再经真空定径、冷却、牵引、退火、切割、包装，即得抗菌耐高温耐磨塑料管。
所述抗氧化剂为抗氧化剂1010；所述润滑剂为氧化锌；所述稳定剂为钙锌稳定剂；所述无机阻燃剂为钼酸锌；所述步骤三中双螺杆挤出机中挤出造粒的温度为150℃；所述挤出成型机的温度为220℃。
【实施例3】
一种抗菌耐高温耐磨塑料管，由以下重量份的原料制备而成：
所述抗菌耐高温耐磨塑料管由以下方法制备而成：
步骤一，碳纤维的制备：将甲壳素纳米纤维置于管式炉中，然后通入保护气体，以10℃/min的升温速度升温至900℃并保温1h，最后以10℃/min的降温速度降至室温，即得碳纤维；
步骤二，料物混合：首先将碳纤维、碳酸钙以及纳米银单独研磨后，进行混合，得到混料A；然后向混料A中加入硅烷偶联剂和纳米二氧化钛，放入高速混合机中，在90℃下，搅拌15min混合均匀后，自然冷却，得混料B；最后将混料B与聚氯乙烯、丙烯酸酯、硬脂酸锌、抗氧化剂、润滑剂、稳定剂、无机阻燃剂、抗菌剂以及紫外吸收剂混合，放入捏合机中捏合处理，当混料摩擦生热至80℃时，捏合12min后置入冷混机中进行降温处理，得到混料C；
步骤三，挤出成型：将步骤二中的混料C加入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到粒料；然后将得到的粒料投入挤出成型机，再经真空定径、冷却、牵引、退火、切割、包装，即得抗菌耐高温耐磨塑料管。
所述抗氧化剂为抗氧化剂1010；所述润滑剂为二硫化钨；所述稳定剂为钙锌稳定剂；所述无机阻燃剂为硼酸锌；所述步骤三中双螺杆挤出机中挤出造粒的温度为145℃；所述挤出成型机的温度为190℃。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种抗菌耐高温耐磨塑料管，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：
所述抗菌耐高温耐磨塑料管由以下方法制备而成：
步骤一，碳纤维的制备：将甲壳素纳米纤维置于管式炉中，然后通入保护气体，以5～10℃/min的升温速度升温至600～1000℃并保温0.5～2.5h，最后以5～10℃/min的降温速度降至室温，即得碳纤维；
步骤二，料物混合：首先将碳纤维、碳酸钙以及纳米银单独研磨后，进行混合，得到混料A；然后向混料A中加入硅烷偶联剂和纳米二氧化钛，放入高速混合机中，在75～95℃下，搅拌10～20min混合均匀后，自然冷却，得混料B；最后将混料B与聚氯乙烯、丙烯酸酯、硬脂酸锌、抗氧化剂、润滑剂、稳定剂、无机阻燃剂、抗菌剂以及紫外吸收剂混合，放入捏合机中捏合处理，当混料摩擦生热至75～90℃时，捏合10～15min后置入冷混机中进行降温处理，得到混料C；
步骤三，挤出成型：将步骤二中的混料C加入双螺杆挤出机中挤出造粒，得到粒料；然后将得到的粒料投入挤出成型机，再经真空定径、冷却、牵引、退火、切割、包装，即得抗菌耐高温耐磨塑料管。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌耐高温耐磨塑料管，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌耐高温耐磨塑料管，其特征在于，所述润滑剂为氮化硼、氧化锌、二硫化钨、硬脂酸钙、硬脂酸甘油酯、硬脂酸钡、硬脂酸中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌耐高温耐磨塑料管，其特征在于，所述稳定剂为钙锌稳定剂。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌耐高温耐磨塑料管，其特征在于，所述无机阻燃剂为锑酸钠、钼酸锌以及硼酸锌中一种。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌耐高温耐磨塑料管，其特征在于，所述步骤三中双螺杆挤出机中挤出造粒的温度为125～150℃；所述挤出成型机的温度为180～220℃。
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