CN111396645B - 一种抗菌双层聚乙烯管 - Google Patents
一种抗菌双层聚乙烯管 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种抗菌双层聚乙烯管,包括所述抗菌双层聚乙烯管分为内层与外层双层结构,包括90%‑95%的聚乙烯树脂与5‑10%的玻璃纤维组成的外层和92%‑95%的聚乙烯树脂与5‑8%的无机银系抗菌剂组成的内层,所述内层与外层占管材总重的重量百分比为:外层85%‑92%,内层8%‑15%。优点在于:本发明制备的抗菌双层聚乙烯管耐温、抗菌且适应能力强,加工简单方便,结构强度高且不易发生老化,使用寿命长,避免在输送水的过程中造成污染。
Description
技术领域
本发明涉及水管材技术领域,尤其涉及一种抗菌双层聚乙烯管。
背景技术
聚乙烯(polyethylene,简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-100~-70°C),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)。常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性优良。
聚乙烯为典型的热塑性塑料,是无臭、无味、无毒的可燃性白色粉末。成型加工的PE树脂均是经挤出造粒的蜡状颗粒料,外观呈乳白色。其分子量在1万一loa万范围内。分子量超过10万的则为超高分子量聚乙烯f UHMWPE3。分子量越高,其物理力学性能越好,越接近工程材料的要求水平。但分子量越高,其加工的难度也随之增大。聚乙烯熔点为100-130C·其耐低温性能优良。在-60℃下仍可保持良好的力学性能,但使用温度在80~110℃。
玻璃纤维(英文原名为:glass fiber)是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差。它是叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石七种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的,其单丝的直径为几个微米到二十几个微米,相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ,每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料,电绝缘材料和绝热保温材料,电路基板等国民经济各个领域。
无机银系抗菌剂,可以很容易在纤维、薄膜及塑料树脂成型品中混匀加工。其物理化学性能十分稳定,无论在加工过程还是使用过程都具有优秀的耐染色和抗变色性能。同时,也具有很高的安全性,通过多项环保安全测试。银离子的高活性性质还能分解臭味分子,对酸味、氨、硫化物等异味具有较强的消除效果,其应用非常广泛。
目前的聚乙烯树脂被广泛应用在塑料行业,其具有强度高、耐高温、抗腐蚀、无毒、耐磨等优点,被广泛应用在给排水领域,现有的PE管保温性能不佳,在输送冷热水时,在使用时,可能通过PE管与外界空气发生热交换,此外其抗菌性能不佳,在水传输的过程中大概率会造成污染。
为解决上述问题,我们提出了一种玻璃纤维加入外层聚乙烯,无极银系抗菌剂加入内层聚乙烯的抗菌双层聚乙烯管。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中的问题,而提出的一种抗菌双层聚乙烯管。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种抗菌双层聚乙烯管,所述抗菌双层聚乙烯管分为内层与外层双层结构,包括90%-95%的聚乙烯树脂与5-10%的玻璃纤维组成的外层和92%-95%的聚乙烯树脂与5-8%的无机银系抗菌剂组成的内层,所述内层与外层占管材总重的重量百分比为:外层85%-92%,内层8%-15%;
所述玻璃纤维由下述重量配比的原料制成:
石英砂8-12份;氧化铝2-4份;叶腊石6-9份;石灰石6-10份;白云石2-5份;硼酸1-1.5份;纯碱2-3.5份;芒硝3-7份;萤石2-5份;
其通过两次成型-坩埚拉丝法或一次成型-池窑拉丝法制成;
所述无机银系抗菌剂由以下重量配比的原料制成:
无极载体材料3-5份,硝酸银溶液9-16份,玻璃;
其制备步骤如下:
步骤1):将无极载体材料搅拌分散于蒸馏水中;
步骤2):向步骤1)中蒸馏水中加热硝酸银溶液;
步骤3):经过一段时间搅拌后过滤得到无极银系抗菌剂;
步骤4):采用硅烷偶联在无极玻璃上固定无极银系抗菌剂。
在上述的抗菌双层聚乙烯管中,所述两次成型-坩埚拉丝法包括以下步骤:
步骤1):将原料高温溶制成玻璃球;
步骤2):用耐火材料做成坩埚,底部用铂金打孔制成筛网状漏板;
步骤3):向步骤2)中的坩埚加入步骤1)中制成的玻璃球;
步骤4):电加热融化玻璃球成玻璃液;
步骤5):步骤4)中的玻璃液从步骤2)中的漏板漏出;
步骤6):将步骤5)中的玻璃液液滴引下,凝固并集成一束,在匀速旋转的绕丝筒上即可得到集束纤维,绕丝筒的转速决定玻璃纤维的直径,只用单孔漏板则会单丝纤维。
在上述的抗菌双层聚乙烯管中,所述池窑拉丝法包括以下步骤:
步骤1):将原料在窑炉中溶制成玻璃溶液;
步骤2):排出气泡后经通路运送至多个多孔漏板;
步骤3):将步骤2漏出的玻璃液液滴引下,高速拉制成玻璃纤维原丝。
在上述的抗菌双层聚乙烯管中,所述步骤3)中的一段时间为1-2h。
在上述的抗菌双层聚乙烯管中,所述抗菌双层聚乙烯管的制备过程为,先将聚乙烯树脂与玻璃纤维经过搅拌机高低搅拌制粒;后将聚乙烯树脂与无极银系抗菌剂经过搅拌机高低搅拌制粒;再分别由出口模挤压出外层与内层,两层共挤、紧密结合呈抗菌双层聚乙烯管。
与现有的技术相比,本抗菌双层聚乙烯管的优点在于:
先将聚乙烯树脂与玻璃纤维经过搅拌机高低搅拌制粒;后将聚乙烯树脂与无极银系抗菌剂经过搅拌机高低搅拌制粒;再分别由出口模挤压出外层与内层,两层共挤、紧密结合呈抗菌双层聚乙烯管;
本发明制备的抗菌双层聚乙烯管耐温、抗菌且适应能力强,加工简单方便,结构强度高且不易发生老化,使用寿命长,避免在输送水的过程中造成污染。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的,而不是想要限制本发明的范围。
实施例1
一种抗菌双层聚乙烯管,抗菌双层聚乙烯管分为内层与外层双层结构,包括90%的聚乙烯树脂与10%的玻璃纤维组成的外层和92%的聚乙烯树脂与8%的无机银系抗菌剂组成的内层,内层与外层占管材总重的重量百分比为:外层85%,内层15%;
玻璃纤维由下重量配比的原料制成:
石英砂8份;氧化铝2份;叶腊石6份;石灰石6份;白云石2份;硼酸1份;纯碱2份;芒硝3份;萤石2份;
其通过两次成型-坩埚拉丝法或一次成型-池窑拉丝法制成;
两次成型-坩埚拉丝法包括以下步骤:
步骤1):将原料高温溶制成玻璃球;
步骤2):用耐火材料做成坩埚,底部用铂金打孔制成筛网状漏板;
步骤3):向步骤2)中的坩埚加入步骤1)中制成的玻璃球;
步骤4):电加热融化玻璃球成玻璃液;
步骤5):步骤4)中的玻璃液从步骤2)中的漏板漏出;
步骤6):将步骤5)中的玻璃液液滴引下,凝固并集成一束,在匀速旋转的绕丝筒上即可得到集束纤维,绕丝筒的转速决定玻璃纤维的直径,只用单孔漏板则会单丝纤维;
池窑拉丝法包括以下步骤:
步骤1):将原料在窑炉中溶制成玻璃溶液;
步骤2):排出气泡后经通路运送至多个多孔漏板;
步骤3):将步骤2漏出的玻璃液液滴引下,高速拉制成玻璃纤维原丝。
无机银系抗菌剂由以下重量配比的原料制成:
无极载体材料3份,硝酸银溶液9份,玻璃;
其制备步骤如下:
步骤1):将无极载体材料搅拌分散于蒸馏水中;
步骤2):向步骤1)中蒸馏水中加热硝酸银溶液;
步骤3):经过一段时间搅拌后过滤得到无极银系抗菌剂;
步骤4):采用硅烷偶联在无极玻璃上固定无极银系抗菌剂。
抗菌双层聚乙烯管的制备过程为,先将聚乙烯树脂与玻璃纤维经过搅拌机高低搅拌制粒;后将聚乙烯树脂与无极银系抗菌剂经过搅拌机高低搅拌制粒;再分别由出口模挤压出外层与内层,两层共挤、紧密结合呈抗菌双层聚乙烯管。
玻璃在普通观念下为质硬易碎物体,并不适合作为结构用料,但在抽成丝后,则其强度大为增加,且玻璃纤维有柔软性,故配合树脂赋予形状以后可作为优良之结构用材。
本抗菌的双层聚乙烯管的灭菌原理如下:许多金属离子具有杀菌防霉作用。金属离子杀菌活性按下列顺序递减:
Ag>Hg>Cu>Cd>Cr>Ni>Pb>Co>Zn>Fe;
由于Hg、Cd、Pb和Cr的毒性大,实际上用作无机杀菌剂的金属主要为Ag、Cu和Zn。而Ag的杀菌能力比Cu大许多倍,比Zn大得更多。银的杀菌作用还与银的价态有关,银离子杀菌活性按下列递减:
Ag3+>Ag2+>Ag1+;
银的化学结构决定了银具有较高的催化能力,Ag离子还原电势极高,足以使其周围空间产生活性氧,活性氧可灭菌。同时Ag离子与细菌接触时,立即向细胞内渗透或保持在细胞膜上,起到阻碍细菌生长合成路径和阻碍能量系统的作用,造成酵素蛋白的变性和细胞膜生物学性的损伤,从而杀死细菌。
当菌体被Ag离子杀灭后,Ag离子又由细菌尸体游离出来,又与其它菌落接触,重复上活动。
实施例2
一种抗菌双层聚乙烯管,抗菌双层聚乙烯管分为内层与外层双层结构,包括92%的聚乙烯树脂与8%的玻璃纤维组成的外层和93.5%的聚乙烯树脂与6.5%的无机银系抗菌剂组成的内层,内层与外层占管材总重的重量百分比为:外层85%,内层15%;
玻璃纤维由下重量配比的原料制成:
石英砂8份;氧化铝2份;叶腊石6份;石灰石6份;白云石2份;硼酸1份;纯碱2份;芒硝3份;萤石2份;
其通过两次成型-坩埚拉丝法或一次成型-池窑拉丝法制成;
两次成型-坩埚拉丝法包括以下步骤:
步骤1):将原料高温溶制成玻璃球;
步骤2):用耐火材料做成坩埚,底部用铂金打孔制成筛网状漏板;
步骤3):向步骤2)中的坩埚加入步骤1)中制成的玻璃球;
步骤4):电加热融化玻璃球成玻璃液;
步骤5):步骤4)中的玻璃液从步骤2)中的漏板漏出;
步骤6):将步骤5)中的玻璃液液滴引下,凝固并集成一束,在匀速旋转的绕丝筒上即可得到集束纤维,绕丝筒的转速决定玻璃纤维的直径,只用单孔漏板则会单丝纤维;
池窑拉丝法包括以下步骤:
步骤1):将原料在窑炉中溶制成玻璃溶液;
步骤2):排出气泡后经通路运送至多个多孔漏板;
步骤3):将步骤2漏出的玻璃液液滴引下,高速拉制成玻璃纤维原丝。
无机银系抗菌剂由以下重量配比的原料制成:
无极载体材料3份,硝酸银溶液9份,玻璃;
其制备步骤如下:
步骤1):将无极载体材料搅拌分散于蒸馏水中;
步骤2):向步骤1)中蒸馏水中加热硝酸银溶液;
步骤3):经过一段时间搅拌后过滤得到无极银系抗菌剂;
步骤4):采用硅烷偶联在无极玻璃上固定无极银系抗菌剂。
抗菌双层聚乙烯管的制备过程为,先将聚乙烯树脂与玻璃纤维经过搅拌机高低搅拌制粒;后将聚乙烯树脂与无极银系抗菌剂经过搅拌机高低搅拌制粒;再分别由出口模挤压出外层与内层,两层共挤、紧密结合呈抗菌双层聚乙烯管。
玻璃在普通观念下为质硬易碎物体,并不适合作为结构用料,但在抽成丝后,则其强度大为增加,且玻璃纤维有柔软性,故配合树脂赋予形状以后可作为优良之结构用材。
本抗菌的双层聚乙烯管的灭菌原理如下:许多金属离子具有杀菌防霉作用。金属离子杀菌活性按下列顺序递减:
Ag>Hg>Cu>Cd>Cr>Ni>Pb>Co>Zn>Fe;
由于Hg、Cd、Pb和Cr的毒性大,实际上用作无机杀菌剂的金属主要为Ag、Cu和Zn。而Ag的杀菌能力比Cu大许多倍,比Zn大得更多。银的杀菌作用还与银的价态有关,银离子杀菌活性按下列递减:
Ag3+>Ag2+>Ag1+;
银的化学结构决定了银具有较高的催化能力,Ag离子还原电势极高,足以使其周围空间产生活性氧,活性氧可灭菌。同时Ag离子与细菌接触时,立即向细胞内渗透或保持在细胞膜上,起到阻碍细菌生长合成路径和阻碍能量系统的作用,造成酵素蛋白的变性和细胞膜生物学性的损伤,从而杀死细菌。
当菌体被Ag离子杀灭后,Ag离子又由细菌尸体游离出来,又与其它菌落接触,重复上活动。
实施例3
一种抗菌双层聚乙烯管,抗菌双层聚乙烯管分为内层与外层双层结构,包括95%的聚乙烯树脂与5%的玻璃纤维组成的外层和95%的聚乙烯树脂与5%的无机银系抗菌剂组成的内层,内层与外层占管材总重的重量百分比为:外层85%,内层15%;
玻璃纤维由下重量配比的原料制成:
石英砂8份;氧化铝2份;叶腊石6份;石灰石6份;白云石2份;硼酸1份;纯碱2份;芒硝3份;萤石2份;
其通过两次成型-坩埚拉丝法或一次成型-池窑拉丝法制成;
两次成型-坩埚拉丝法包括以下步骤:
步骤1):将原料高温溶制成玻璃球;
步骤2):用耐火材料做成坩埚,底部用铂金打孔制成筛网状漏板;
步骤3):向步骤2)中的坩埚加入步骤1)中制成的玻璃球;
步骤4):电加热融化玻璃球成玻璃液;
步骤5):步骤4)中的玻璃液从步骤2)中的漏板漏出;
步骤6):将步骤5)中的玻璃液液滴引下,凝固并集成一束,在匀速旋转的绕丝筒上即可得到集束纤维,绕丝筒的转速决定玻璃纤维的直径,只用单孔漏板则会单丝纤维;
池窑拉丝法包括以下步骤:
步骤1):将原料在窑炉中溶制成玻璃溶液;
步骤2):排出气泡后经通路运送至多个多孔漏板;
步骤3):将步骤2漏出的玻璃液液滴引下,高速拉制成玻璃纤维原丝。
无机银系抗菌剂由以下重量配比的原料制成:
无极载体材料3份,硝酸银溶液9份,玻璃;
其制备步骤如下:
步骤1):将无极载体材料搅拌分散于蒸馏水中;
步骤2):向步骤1)中蒸馏水中加热硝酸银溶液;
步骤3):经过一段时间搅拌后过滤得到无极银系抗菌剂;
步骤4):采用硅烷偶联在无极玻璃上固定无极银系抗菌剂。
抗菌双层聚乙烯管的制备过程为,先将聚乙烯树脂与玻璃纤维经过搅拌机高低搅拌制粒;后将聚乙烯树脂与无极银系抗菌剂经过搅拌机高低搅拌制粒;再分别由出口模挤压出外层与内层,两层共挤、紧密结合呈抗菌双层聚乙烯管。
玻璃在普通观念下为质硬易碎物体,并不适合作为结构用料,但在抽成丝后,则其强度大为增加,且玻璃纤维有柔软性,故配合树脂赋予形状以后可作为优良之结构用材。
本抗菌的双层聚乙烯管的灭菌原理如下:许多金属离子具有杀菌防霉作用。金属离子杀菌活性按下列顺序递减:
Ag>Hg>Cu>Cd>Cr>Ni>Pb>Co>Zn>Fe;
由于Hg、Cd、Pb和Cr的毒性大,实际上用作无机杀菌剂的金属主要为Ag、Cu和Zn。而Ag的杀菌能力比Cu大许多倍,比Zn大得更多。银的杀菌作用还与银的价态有关,银离子杀菌活性按下列递减:
Ag3+>Ag2+>Ag1+;
银的化学结构决定了银具有较高的催化能力,Ag离子还原电势极高,足以使其周围空间产生活性氧,活性氧可灭菌。同时Ag离子与细菌接触时,立即向细胞内渗透或保持在细胞膜上,起到阻碍细菌生长合成路径和阻碍能量系统的作用,造成酵素蛋白的变性和细胞膜生物学性的损伤,从而杀死细菌。
当菌体被Ag离子杀灭后,Ag离子又由细菌尸体游离出来,又与其它菌落接触,重复上活动。
以上仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,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 (5)
1.一种抗菌双层聚乙烯管,其特征在于,所述抗菌双层聚乙烯管分为内层与外层双层结构,包括90%-95%的聚乙烯树脂与5-10%的玻璃纤维组成的外层和92%-95%的聚乙烯树脂与5-8%的无机银系抗菌剂组成的内层,所述内层与外层占管材总重的重量百分比为:外层85%-92%,内层8%-15%;
所述玻璃纤维由下述重量配比的原料制成:
石英砂8-12份;氧化铝2-4份;叶腊石6-9份;石灰石6-10份;白云石2-5份;硼酸1-1.5份;纯碱2-3.5份;芒硝3-7份;萤石2-5份;
其通过两次成型-坩埚拉丝法或一次成型-池窑拉丝法制成;
所述无机银系抗菌剂由以下重量配比的原料制成:
无极载体材料3-5份,硝酸银溶液9-16份,玻璃;
其制备步骤如下:
步骤1):将无极载体材料搅拌分散于蒸馏水中;
步骤2):向步骤1)中蒸馏水中加热硝酸银溶液;
步骤3):经过一段时间搅拌后过滤得到无极银系抗菌剂;
步骤4):采用硅烷偶联在无极玻璃上固定无极银系抗菌剂。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌双层聚乙烯管,其特征在于,所述两次成型-坩埚拉丝法包括以下步骤:
步骤1):将原料高温溶制成玻璃球;
步骤2):用耐火材料做成坩埚,底部用铂金打孔制成筛网状漏板;
步骤3):向步骤2)中的坩埚加入步骤1)中制成的玻璃球;
步骤4):电加热融化玻璃球成玻璃液;
步骤5):步骤4)中的玻璃液从步骤2)中的漏板漏出;
步骤6):将步骤5)中的玻璃液液滴引下,凝固并集成一束,在匀速旋转的绕丝筒上即可得到集束纤维,绕丝筒的转速决定玻璃纤维的直径,只用单孔漏板则会单丝纤维。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌双层聚乙烯管,其特征在于,所述池窑拉丝法包括以下步骤:
步骤1):将原料在窑炉中溶制成玻璃溶液;
步骤2):排出气泡后经通路运送至多个多孔漏板;
步骤3):将步骤2漏出的玻璃液液滴引下,高速拉制成玻璃纤维原丝。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌双层聚乙烯管,其特征在于,所述步骤3)中的一段时间为1-2h。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌双层聚乙烯管,其特征在于,所述抗菌双层聚乙烯管的制备过程为,先将聚乙烯树脂与玻璃纤维经过搅拌机高低搅拌制粒;后将聚乙烯树脂与无极银系抗菌剂经过搅拌机高低搅拌制粒;再分别由出口模挤压出外层与内层,两层共挤、紧密结合呈抗菌双层聚乙烯管。
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