CN111531967A - 纳米抗菌pe-rt给水管及制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于复合材料技术领域。本发明公开了纳米抗菌PE‑RT给水管及制备工艺，其中纳米抗菌PE‑RT给水管，该复合管道从外至内依次包括纳米抗菌层、铝管层、铜管层和PE‑RT管层，PE‑RT管表面附着有光亮层，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明中的纳米抗菌PE‑RT给水管，生产成本低，管道内外表面质量高，同时对管道水中的细菌有抑制作用，避免管道中的水遭受多次污染，同时利用铝管和铜管实现增强复合管的抗压抗冲击能力，使PT‑RT复合管不易在外界压力的作用下发生较大的变形甚至破裂，大幅提高PT‑RT复合管的自我保护能力。

Description

纳米抗菌PE-RT给水管及制备工艺
技术领域
本发明涉及属于复合材料技术领域，尤其涉及一种纳米抗菌PE-RT给水管及其制备工艺。
背景技术
PE-RT管俗称耐热聚乙烯管，PE-RT管是采用中密度聚乙烯与辛烯聚合而成，耐高温抗冻性能是PE-RT管的特点。PE-RT管颜色为原材料本色即透明色，不加任何色母及填充料，高分子给水管是以卫生级聚氯乙烯(高分子)树脂为主要原料，加入适量的稳定剂、润滑剂、填充剂、增色剂等经塑料挤出机挤出成型和注塑机注塑成型，通过冷却、固化、定型、检验、包装等工序以完成管材、管件的生产。
现有复合管在设计的工作环境下可以圆满的完成指定的任务，但是当复合管在遇到特殊情况时，如受到较大的外应力或水锤等因素对复合管的内管或外管造成较大的冲击时，由于外层的PE-RT管强度和硬度较低，无法完成保护内城的塑料管的任务，导致复合管发生断裂，造成复合管输送的液体或气体泄漏，影响复合管的正常使用。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述不足而提供纳米抗菌PE-RT给水管及其工艺技术，用以解决以上背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案纳米抗菌PE-RT给水管，该复合管道从外至内依次包括纳米抗菌层、铝管层、铜管层和PE-RT管层，所述PE-RT管表面附着有光亮层。
作为优选，所述光亮层中各组分的质量份数为：PE-RT(耐热聚乙烯)100 份、PE塑料增亮剂0.1～1份。
作为优选，所述PE-RT管中各组分的质量份数还包括有：高分子树脂95～ 100份、氯化聚乙烯50～70份、稳定剂5～10份、纳米碳酸钙3～5份、改性剂2.5～4.5份、润滑剂2.5～3.5份、1～5份纳米银抗菌母粒、1～5份表面活性剂、抗氧剂1～2份。
作为优选，所述PE-RT管层的制备步骤包括：
S1步骤，原材料选择及配比按技术工艺要求，将原料及辅料按比例放入搅拌机中搅拌约3～5分钟，混合均匀后投入使用；
S2步骤，螺杆转速控制在20～150转/分钟，原料经过螺杆推进在螺桶内塑化成为流体，再经过模具挤压成型挤出管坯，螺桶温度为205-215℃，模头温度为200-210℃；
S3步骤，采用碟片式定经套在高速生产的管材进行充分真空冷却，真空压力控制在0.01MPa～0.06MPa；
S4步骤，将S3的原料从熔融状态转为固体，采用三级梯度水箱冷却，冷却温度为20～40℃；
S5步骤，牵引速度根据所加工的管材规格大小和管材冷却状况。
作为优选，所述纳米抗菌PE-RT给水管，包括以下制备步骤：
作为优选，所述纳米抗菌PE-RT给水管的制备步骤包括：
S1步骤，将抗菌层物料和光亮层物料混合后的原料分别放入冷拌锅中，冷混到45-55℃时出料，得抗菌层混配料和光亮层混合配料；
S2步骤，将抗菌层物料和光亮层物料加入挤出机的加料斗中，挤出抗菌层管道和光亮层管，其中挤出机各区温度设置为160～220℃；
S3步骤，将挤出的抗菌层管和光亮层管送入真空定型机中定型；
S4步骤，将定型后的复合管放在冷却水中冷却至25℃以下；
S5步骤，将复合管放入牵引机中牵引下经模头、真空冷却定型，挤出机的机筒和机头温度分别设置为：165℃～190℃、175℃～190℃；
S8步骤，再次将铝管、铜管和PE-RT管利用旋锻机进行旋锻，使铝管与铜管复合和铜管与PE-RT管复合，使铝管、铜管和PE-RT管之间形成连接较为紧密的管材。
S9步骤，表面抛光，将经过旋锻的铝管的外壁表面进行抛光处理，将铝管表面的氧化层打磨掉后，再将铝管表面打磨光滑；
S10步骤，氧化处理，将经过表面抛光的复合管材放入低温氧化炉，通入氧气，使铝管表面氧化，形成致密的氧化膜即可。
作为优选，所述润滑剂为脂酸钙、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸甘油酯、石蜡其中一种。
作为优选，所述表面活性剂保罗直链烷基苯磺酸钠、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐和烷基磺酸盐中的至少一种。
作为优选，所述抗氧剂为N′，N-二苯基对苯二胺、二氨基甲苯衍生物或 1，8-二氨基萘衍生物中的至少一种。
作为优选，所述改性剂为丙烯酸酯类聚合物或甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物中的一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明中的纳米抗菌PE-RT给水管，生产成本低，管道内外表面质量高，同时对管道水中的细菌有抑制作用，避免管道中的水遭受多次污染，同时利用铝管和铜管实现增强复合管的抗压抗冲击能力，使PT-RT复合管不易在外界压力的作用下发生较大的变形甚至破裂，大幅提高PT-RT复合管的自我保护能力。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
纳米抗菌PE-RT给水管，该复合管道从外至内依次包括纳米抗菌层、铝管层、铜管层和PE-RT管层，所述PE-RT管表面附着有光亮层。
其中，所述光亮层中各组分的质量份数为：PE-RT(耐热聚乙烯)100份、 PE塑料增亮剂0.1份。
其中，所述PE-RT管中各组分的质量份数还包括有：高分子树脂95份、氯化聚乙烯50份、稳定剂5份、纳米碳酸钙3份、改性剂2.5份、润滑剂2.5 份、1份纳米银抗菌母粒、1份表面活性剂、抗氧剂1份。
其中，所述PE-RT管层的制备步骤包括：
S1步骤，原材料选择及配比按技术工艺要求，将原料及辅料按比例放入搅拌机中搅拌约3分钟，混合均匀后投入使用；
S2步骤，螺杆转速控制在20转/分钟，原料经过螺杆推进在螺桶内塑化成为流体，再经过模具挤压成型挤出管坯，螺桶温度为205℃，模头温度为 200℃；
S3步骤，采用碟片式定经套在高速生产的管材进行充分真空冷却，真空压力控制在0.01MPa；
S4步骤，将S3的原料从熔融状态转为固体，采用三级梯度水箱冷却，冷却温度为20℃；
S5步骤，牵引速度根据所加工的管材规格大小和管材冷却状况。
其中，所述铝管层、铜管层均利用连续式轧管机组生产制造。
其中步骤，纳米抗菌PE-RT给水管，包括以下制备步骤：
S1步骤，将抗菌层物料和光亮层物料混合后的原料分别放入冷拌锅中，冷混到45℃时出料，得抗菌层混配料和光亮层混合配料；
S2步骤，将抗菌层物料和光亮层物料加入挤出机的加料斗中，挤出抗菌层管道和光亮层管，其中挤出机各区温度设置为160℃；
S3步骤，将挤出的抗菌层管和光亮层管送入真空定型机中定型；
S4步骤，将定型后的复合管放在冷却水中冷却至25℃以下；
S5步骤，将复合管放入牵引机中牵引下经模头、真空冷却定型，挤出机的机筒和机头温度分别设置为：165℃、175℃；
S8步骤，再次将铝管、铜管和PE-RT管利用旋锻机进行旋锻，使铝管与铜管复合和铜管与PE-RT管复合，使铝管、铜管和PE-RT管之间形成连接较为紧密的管材。
S9步骤，表面抛光，将经过旋锻的铝管的外壁表面进行抛光处理，将铝管表面的氧化层打磨掉后，再将铝管表面打磨光滑；
S10步骤，氧化处理，将经过表面抛光的复合管材放入低温氧化炉，通入氧气，使铝管表面氧化，形成致密的氧化膜即可。
实施例2
纳米抗菌PE-RT给水管，该复合管道从外至内依次包括纳米抗菌层、铝管层、铜管层和PE-RT管层，所述PE-RT管表面附着有光亮层。
其中，所述光亮层中各组分的质量份数为：PE-RT(耐热聚乙烯)100份、 PE塑料增亮剂0.3份。
其中，所述PE-RT管中各组分的质量份数还包括有：高分子树脂95份、氯化聚乙烯55份、稳定剂6份、纳米碳酸钙3份、改性剂3份、润滑剂2.7 份、2份纳米银抗菌母粒、2份表面活性剂、抗氧剂1.3份。
其中，所述PE-RT管层的制备步骤包括：
S1步骤，原材料选择及配比按技术工艺要求，将原料及辅料按比例放入搅拌机中搅拌约3.5分钟，混合均匀后投入使用；
S2步骤，螺杆转速控制在50转/分钟，原料经过螺杆推进在螺桶内塑化成为流体，再经过模具挤压成型挤出管坯，螺桶温度为207℃，模头温度为 203℃；
S3步骤，采用碟片式定经套在高速生产的管材进行充分真空冷却，真空压力控制在0.03MPa；
S4步骤，将S3的原料从熔融状态转为固体，采用三级梯度水箱冷却，冷却温度为25℃；
S5步骤，牵引速度根据所加工的管材规格大小和管材冷却状况。
其中，所述铝管层、铜管层均利用连续式轧管机组生产制造。
其中，纳米抗菌PE-RT给水管，包括以下制备步骤：
S1步骤，将抗菌层物料和光亮层物料混合后的原料分别放入冷拌锅中，冷混到45-55℃时出料，得抗菌层混配料和光亮层混合配料；
S2步骤，将抗菌层物料和光亮层物料加入挤出机的加料斗中，挤出抗菌层管道和光亮层管，其中挤出机各区温度设置为170℃；
S3步骤，将挤出的抗菌层管和光亮层管送入真空定型机中定型；
S4步骤，将定型后的复合管放在冷却水中冷却至25℃以下；
S5步骤，将复合管放入牵引机中牵引下经模头、真空冷却定型，挤出机的机筒和机头温度分别设置为：170℃、180℃；
S8步骤，再次将铝管、铜管和PE-RT管利用旋锻机进行旋锻，使铝管与铜管复合和铜管与PE-RT管复合，使铝管、铜管和PE-RT管之间形成连接较为紧密的管材。
S9步骤，表面抛光，将经过旋锻的铝管的外壁表面进行抛光处理，将铝管表面的氧化层打磨掉后，再将铝管表面打磨光滑；
S10步骤，氧化处理，将经过表面抛光的复合管材放入低温氧化炉，通入氧气，使铝管表面氧化，形成致密的氧化膜即可。
实施例3
纳米抗菌PE-RT给水管，该复合管道从外至内依次包括纳米抗菌层、铝管层、铜管层和PE-RT管层，所述PE-RT管表面附着有光亮层。
其中，所述光亮层中各组分的质量份数为：PE-RT(耐热聚乙烯)100份、 PE塑料增亮剂0.5份。
其中，所述PE-RT管中各组分的质量份数还包括有：高分子树脂100份、氯化聚乙烯65份、稳定剂8份、纳米碳酸钙4份、改性剂4份、润滑剂3份、 4份纳米银抗菌母粒、4份表面活性剂、抗氧剂1.8份。
其中，所述PE-RT管层的制备步骤包括：
S1步骤，原材料选择及配比按技术工艺要求，将原料及辅料按比例放入搅拌机中搅拌约4.4分钟，混合均匀后投入使用；
S2步骤，螺杆转速控制在80转/分钟，原料经过螺杆推进在螺桶内塑化成为流体，再经过模具挤压成型挤出管坯，螺桶温度为211℃，模头温度为 208℃；
S3步骤，采用碟片式定经套在高速生产的管材进行充分真空冷却，真空压力控制在0.05MPa；
S4步骤，将S3的原料从熔融状态转为固体，采用三级梯度水箱冷却，冷却温度为38℃；
S5步骤，牵引速度根据所加工的管材规格大小和管材冷却状况。
其中，所述铝管层、铜管层均利用连续式轧管机组生产制造。
其中，纳米抗菌PE-RT给水管，包括以下制备步骤：
S1步骤，将抗菌层物料和光亮层物料混合后的原料分别放入冷拌锅中，冷混到45-55℃时出料，得抗菌层混配料和光亮层混合配料；
S2步骤，将抗菌层物料和光亮层物料加入挤出机的加料斗中，挤出抗菌层管道和光亮层管，其中挤出机各区温度设置为205℃；
S3步骤，将挤出的抗菌层管和光亮层管送入真空定型机中定型；
S4步骤，将定型后的复合管放在冷却水中冷却至25℃以下；
S5步骤，将复合管放入牵引机中牵引下经模头、真空冷却定型，挤出机的机筒和机头温度分别设置为：185℃、185℃；
S8步骤，再次将铝管、铜管和PE-RT管利用旋锻机进行旋锻，使铝管与铜管复合和铜管与PE-RT管复合，使铝管、铜管和PE-RT管之间形成连接较为紧密的管材。
S9步骤，表面抛光，将经过旋锻的铝管的外壁表面进行抛光处理，将铝管表面的氧化层打磨掉后，再将铝管表面打磨光滑；
S10步骤，氧化处理，将经过表面抛光的复合管材放入低温氧化炉，通入氧气，使铝管表面氧化，形成致密的氧化膜即可。
实施例4
纳米抗菌PE-RT给水管，该复合管道从外至内依次包括纳米抗菌层、铝管层、铜管层和PE-RT管层，所述PE-RT管表面附着有光亮层。
其中，所述光亮层中各组分的质量份数为：PE-RT(耐热聚乙烯)100份、 PE塑料增亮剂1份。
其中，所述PE-RT管中各组分的质量份数还包括有：高分子树脂100份、氯化聚乙烯70份、稳定剂10份、纳米碳酸钙5份、改性剂4.5份、润滑剂 3.5份、5份纳米银抗菌母粒、5份表面活性剂、抗氧剂2份。
其中，所述PE-RT管层的制备步骤包括：
S1步骤，原材料选择及配比按技术工艺要求，将原料及辅料按比例放入搅拌机中搅拌约5分钟，混合均匀后投入使用；
S2步骤，螺杆转速控制在150转/分钟，原料经过螺杆推进在螺桶内塑化成为流体，再经过模具挤压成型挤出管坯，螺桶温度为215℃，模头温度为210℃；
S3步骤，采用碟片式定经套在高速生产的管材进行充分真空冷却，真空压力控制在0.06MPa；
S4步骤，将S3的原料从熔融状态转为固体，采用三级梯度水箱冷却，冷却温度为40℃；
S5步骤，牵引速度根据所加工的管材规格大小和管材冷却状况。
其中，所述铝管层、铜管层均利用连续式轧管机组生产制造。
其中，纳米抗菌PE-RT给水管，包括以下制备步骤：
S1步骤，将抗菌层物料和光亮层物料混合后的原料分别放入冷拌锅中，冷混到45-55℃时出料，得抗菌层混配料和光亮层混合配料；
S2步骤，将抗菌层物料和光亮层物料加入挤出机的加料斗中，挤出抗菌层管道和光亮层管，其中挤出机各区温度设置为220℃；
S3步骤，将挤出的抗菌层管和光亮层管送入真空定型机中定型；
S4步骤，将定型后的复合管放在冷却水中冷却至25℃以下；
S5步骤，将复合管放入牵引机中牵引下经模头、真空冷却定型，挤出机的机筒和机头温度分别设置为：190℃、190℃；
S8步骤，再次将铝管、铜管和PE-RT管利用旋锻机进行旋锻，使铝管与铜管复合和铜管与PE-RT管复合，使铝管、铜管和PE-RT管之间形成连接较为紧密的管材。
S9步骤，表面抛光，将经过旋锻的铝管的外壁表面进行抛光处理，将铝管表面的氧化层打磨掉后，再将铝管表面打磨光滑；
S10步骤，氧化处理，将经过表面抛光的复合管材放入低温氧化炉，通入氧气，使铝管表面氧化，形成致密的氧化膜即可。
实施例1-4制备的导热PE-RT管材和普通的PE-RT管材均按 GB/T28799.1-2012和GB/T10297-1998检测样管的各项性能指标，检测结果如下表所示：
Figure RE-GDA0002537981830000101
通过比较实施例1～4的实验检测结果，从各项性能来看，实施例1～4的复合管均复合要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明中的纳米抗菌PE-RT给水管，生产成本低，管道内外表面质量高，同时对管道水中的细菌有抑制作用，避免管道中的水遭受多次污染，同时利用铝管和铜管实现增强复合管的抗压抗冲击能力，使PT-RT复合管不易在外界压力的作用下发生较大的变形甚至破裂，大幅提高PT-RT复合管的自我保护能力。
尽管以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.纳米抗菌PE-RT给水管，其特征在于：该复合管道从外至内依次包括纳米抗菌层、铝管层、铜管层和PE-RT管层，所述PE-RT管表面附着有光亮层。
2.根据权利要求1所述的纳米抗菌PE-RT给水管，其特征在于：所述光亮层中各组分的质量份数为：PE-RT(耐热聚乙烯)100份、PE塑料增亮剂0.1～1份。
3.根据权利要求1所述的纳米抗菌PE-RT给水管，其特征在于：所述PE-RT管中各组分的质量份数还包括有：高分子树脂95～100份、氯化聚乙烯50～70份、稳定剂5～10份、纳米碳酸钙3～5份、改性剂2.5～4.5份、润滑剂2.5～3.5份、1～5份纳米银抗菌母粒、1～5份表面活性剂、抗氧剂1～2份。
4.根据权利要求1所述的纳米抗菌PE-RT给水管，其特征在于：所述PE-RT管层的制备步骤包括：
S1，原材料选择及配比按技术工艺要求，将原料及辅料按比例放入搅拌机中搅拌约3～5分钟，混合均匀后投入使用；
S2，螺杆转速控制在20～150转/分钟，原料经过螺杆推进在螺桶内塑化成为流体，再经过模具挤压成型挤出管坯，螺桶温度为205-215℃，模头温度为200-210℃；
S3，采用碟片式定经套在高速生产的管材进行充分真空冷却，真空压力控制在0.01MPa～0.06MPa；
S4，将S3的原料从熔融状态转为固体，采用三级梯度水箱冷却，冷却温度为20～40℃；
S5，牵引速度根据所加工的管材规格大小和管材冷却状况。
5.根据权利要求1所述的纳米抗菌PE-RT给水管，其特征在于：所述铝管层、铜管层均利用连续式轧管机组生产制造。
6.纳米抗菌PE-RT给水管，其特征在于：包括以下制备步骤：
S1，将抗菌层物料和光亮层物料混合后的原料分别放入冷拌锅中，冷混到45-55℃时出料，得抗菌层混配料和光亮层混合配料；
S2，将抗菌层物料和光亮层物料加入挤出机的加料斗中，挤出抗菌层管道和光亮层管，其中挤出机各区温度设置为160～220℃；
S3，将挤出的抗菌层管和光亮层管送入真空定型机中定型；
S4，将定型后的复合管放在冷却水中冷却至25℃以下；
S5、将复合管放入牵引机中牵引下经模头、真空冷却定型，挤出机的机筒和机头温度分别设置为：165℃～190℃、175℃～190℃；
S8、再次将铝管、铜管和PE-RT管利用旋锻机进行旋锻，使铝管与铜管复合和铜管与PE-RT管复合，使铝管、铜管和PE-RT管之间形成连接较为紧密的管材。
S9、表面抛光，将经过旋锻的铝管的外壁表面进行抛光处理，将铝管表面的氧化层打磨掉后，再将铝管表面打磨光滑；
S10、氧化处理，将经过表面抛光的复合管材放入低温氧化炉，通入氧气，使铝管表面氧化，形成致密的氧化膜即可。
7.根据权利要求3所述的纳米抗菌PE-RT给水管，其特征在于：所述润滑剂为脂酸钙、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸甘油酯、石蜡其中一种。
8.根据权利要求3所述的纳米抗菌PE-RT给水管，其特征在于：所述表面活性剂保罗直链烷基苯磺酸钠、木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐和烷基磺酸盐中的至少一种。
9.根据权利要求3所述的纳米抗菌PE-RT给水管，其特征在于：所述抗氧剂为N′，N-二苯基对苯二胺、二氨基甲苯衍生物或1，8-二氨基萘衍生物中的至少一种。
10.根据权利要求3所述的纳米抗菌PE-RT给水管，其特征在于：所述改性剂为丙烯酸酯类聚合物或甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物中的一种。
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