CN114716891A - 一种抗菌粉末、抗菌管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种抗菌粉末、抗菌管及其制作方法，涉及抗菌管的制造技术领域，所述抗菌粉末包括环氧树脂粉末，含有金属离子的抗菌粉末，偶联剂，氧化铁，固化剂，稳定剂和有机染料；采用高温喷涂方式附着在管材基体上，使得能够根据不同的管材口径设定不同的抗菌层厚度，使得抗菌层的制作更加灵活，满足实际生产的多样化需求。本发明提供的抗菌粉末具有极佳的抗菌性，通过多种金属离子的作用，能够相较于现有的抗菌层而言具有更高的抗菌效率，针对管道主要菌群实际能够达到99％以上的有效抗菌率。
Description
技术领域
本发明涉及管材技术领域，尤其涉及抗菌管才及其制作方法技术领域，具体涉及一种抗菌粉末、抗菌管及其制作方法。
背景技术
抗菌管通常人们也称其为PPR管，一般是指具有抗菌层的PPR管，但是实际抗菌管的范围远远比PPR管的范围更大；PPR管通常应用于小口径水管使用，譬如室内的管路网络的搭建。针对主要管路的管路网络，由于水流量大，水管需要极强的抗压能力，通常会采用钢塑复合管或者单纯的钢管。抗菌管逐步从小口径的塑料管向金属管过渡，其原理是在普通管道内壁增加了抗菌层，在长久的潮湿条件下，会缓慢释放少量银离子，一方面由于细菌表面带有负电荷，从而带有正电荷的银离子会被吸附在细菌表面，进而破坏其电解质平衡，导致细菌由于细胞受损而死亡；另一方面由于银离子进入细菌内部，与细菌的细胞酶反应并化合，抑制了细菌的活性和细菌的繁殖再生，达到杀菌灭菌的作用。
然而，不同的抗菌层由于配比不同，阳离子释放程度不同，与细菌表面接触的阳离子不同，起到的抗菌效果也会不同。
发明内容
为了解决管道抗菌的问题，本申请提供一种抗菌粉末、抗菌管及其制作方法，用于实现不同口径的抗菌金属管的制作，实现高抗压抗菌管的制作，使得抗菌管能够覆盖整个供水管路网络，不再受大口径，高压力不能使用现有PPR管实现抗菌的限制。
为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：
一种抗菌粉末，由以下组分及含量构成：
环氧树脂粉末115kg，钛白粉5kg，立邦抗菌VBS002粉末4kg，固化剂1kg，稳定剂1kg，流平剂0.75kg，有机染料0.05kg，抗菌吸收剂0.9kg，偶联剂25kg，拜耳乐氧化铁0.5kg；
其中，所述环氧树脂粉末由双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、甘油环氧树脂中的任意两种或者三种组合而成，单一组分的最低含量不低于环氧树脂粉末总质量的30％；所述稳定剂为双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯与1-甲基-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯的混合物；所述流平剂为有机改性聚二甲基硅氧烷流平剂；所述抗菌吸收剂为四苯乙烯基咔啉抗菌紫外线吸收剂，偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的混合物。
本申请还提供一种抗菌管制作方法，包括管材基体处理的步骤STP100和抗菌层附着步骤STP200，所述抗菌层附着步骤包括：
步骤STP201，通过加热装置将管材基体加热到190℃-210℃恒温保持，管材基体保持匀速转动；
其中，管材基体的内径r＜100mm时，转速n≥60r/min；管材基体的内径r＞100mm时，转速n＜60r/min；
步骤STP202，将混合均匀的抗菌粉末置入喷涂装置，喷涂装置采用内循环喷涂，喷涂时管材基体内的空气流速v≥1m/s，喷涂装置喷涂过程中的内循环空气的湿度≤15％；
步骤STP203，喷涂过程以下条件之一成就时则停止：
条件1：抗菌层厚度达到管材基体厚度的30％；
条件2：抗菌粉末实际消耗量达到预设最大量的80％；
条件3：抗菌粉末在额定流量下持续喷涂时间达到20min，其中，额定流量为15g/h/cm2；
所述抗菌粉末有以下成分组成：
环氧树脂粉末115kg，钛白粉5kg，立邦抗菌VBS002粉末4kg，固化剂1kg，稳定剂1kg，流平剂0.75kg，有机染料0.05kg，抗菌吸收剂0.9kg，偶联剂25kg，拜耳乐氧化铁0.5kg。
作为本申请抗菌粉末的优选方案，所述环氧树脂粉末由双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、甘油环氧树脂中的任意两种或者三种组合而成，单一组分的最低含量不低于环氧树脂粉末总质量的30％。
进一步优选地，所述稳定剂为双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯与1-甲基-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯的混合物；所述流平剂为有机改性聚二甲基硅氧烷流平剂。
再进一步优选，所述抗菌吸收剂为四苯乙烯基咔啉抗菌紫外线吸收剂，偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的混合物。
本申请提供了一种抗菌管，由上述的一种抗菌管制作方法制得，具有管材基体和附着在管材基体内壁上的抗菌层。所述管材基体优选采用耐高温，耐高压的材料，如不锈钢，碳钢或者金属合金，作为管材基体材料需要满足抗菌粉末附着在基体材料表面形成抗菌层所必经的加热过程且保持良好的稳定性。
有益效果：
本发明提供的抗菌粉末具有极佳的抗菌性，通过多种金属离子的作用，能够相较于现有的抗菌层而言具有更高的抗菌效率，针对管道主要菌群实际能够达到99％以上的有效抗菌率；同时，通过喷涂附着形成的抗菌层具有更加灵活的抗菌层厚度的制作和把控，能够根据不同的管材应用场景，不同抗菌层厚度的需求进行灵活制定，有效的解决现有的涂覆方式导致的平整度差，增加水流阻力，以及抗菌层厚度大，不能实现抗菌粉末精准涂覆和计算的问题。
具体实施方式
实施例1：
一种抗菌粉末，由以下组分及含量构成：环氧树脂粉末115kg，钛白粉5kg，立邦抗菌VBS002粉末4kg，固化剂1kg，稳定剂1kg，流平剂0.75kg，有机染料0.05kg，抗菌吸收剂0.9kg，偶联剂25kg，拜耳乐氧化铁0.5kg；
其中，所述环氧树脂粉末由双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、甘油环氧树脂中的任意两种或者三种组合而成，单一组分的最低含量不低于环氧树脂粉末总质量的30％；所述稳定剂为双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯与1-甲基-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯的混合物；所述流平剂为有机改性聚二甲基硅氧烷流平剂；所述抗菌吸收剂为四苯乙烯基咔啉抗菌紫外线吸收剂，偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的混合物。
申请人将本实施例中所述抗菌粉末取样并以申请人控股企业名义送检至SGS进行大肠杆菌、铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌抗菌有效性检测结果如下所示：
检测单位：SGS-CSTC通用标准技术服务(青岛)有限公司
送检样品生产时间：2022年2月17日
送检时间：2022年3月1日
检测周期：2022年3月1日-2022年3月8日
检测报告编号：QDF22-010560-01
检测目的：抗菌粉末的抗菌效果实验
检测方法：ISO 22196:2011塑料和其他非多孔表面抗菌活度的测量
抗菌参数如下表1所示：
表1
其中，
1.未处理对照样为无抗菌性能塑料膜,由SGS实验室提供。
2.Uo:未处理对照样在0h接触时间洗脱后获得的细菌数(cells/cm2)的对数值。
3.Ut:未处理对照样在24h接触时间洗脱后获得的细菌数(cells/cm2)的对数值。
4.At：样品在24h接触时间洗脱后获得的细菌数(cells/cm2)的对数值。
5.R:抗菌活性值,R＝Ut-At。
6.*抗菌率(％)计算公式为【(B-C)/B】*100％；B:未处理对照样接种后24h的菌数的平均值(cells/cm2)；C:样品接种后24h的菌数的平均值(cels/cm2)。
7.样品前处理:用70％酒精拭擦样品表面,无菌水冲洗,自然晾干。
8.测试涂层厚的那面。
由上编号为QDF22-010560-01的报告内容显示，本实施例提供的抗菌粉末制备的抗菌层对大肠杆菌、铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌的有效抗菌率均达到了99％以上，相较于现有普通PPR管抗菌效果而言具有显著进步。
实施例2：
本申请还提供一种抗菌管制作方法，包括管材基体处理的步骤STP100和抗菌层附着步骤STP200，所述抗菌层附着步骤包括：
步骤STP201，通过加热装置将管材基体加热到190℃-210℃恒温保持，管材基体保持匀速转动；
其中，管材基体的内径r＜100mm时，转速n≥60r/min；管材基体的内径r＞100mm时，转速n＜60r/min；
步骤STP202，将混合均匀的抗菌粉末置入喷涂装置，喷涂装置采用内循环喷涂，喷涂时管材基体内的空气流速v≥1m/s，喷涂装置喷涂过程中的内循环空气的湿度≤15％；本步骤所述的喷涂装置采用专利申请号为202010941678.5中提供的打磨喷涂一体设备实现。
步骤STP203，喷涂过程以下条件之一成就时则停止：
条件1：抗菌层厚度达到管材基体厚度的30％；
条件2：抗菌粉末实际消耗量达到预设最大量的80％；
条件3：抗菌粉末在额定流量下持续喷涂时间达到20min，其中，额定流量为15g/h/cm2；
所述抗菌粉末有以下成分组成：
环氧树脂粉末115kg，钛白粉5kg，立邦抗菌VBS002粉末4kg，固化剂1kg，稳定剂1kg，流平剂0.75kg，有机染料0.05kg，抗菌吸收剂0.9kg，偶联剂25kg，拜耳乐氧化铁0.5kg。
作为本申请抗菌粉末的优选方案，所述环氧树脂粉末由双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、甘油环氧树脂中的任意两种或者三种组合而成，单一组分的最低含量不低于环氧树脂粉末总质量的30％。
进一步优选地，所述稳定剂为双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯与1-甲基-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯的混合物；所述流平剂为有机改性聚二甲基硅氧烷流平剂。
再进一步优选，所述抗菌吸收剂为四苯乙烯基咔啉抗菌紫外线吸收剂，偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的混合物。
实施例3：
本申请提供了一种抗菌管，由上述的一种抗菌管制作方法制得，具有管材基体和附着在管材基体内壁上的抗菌层。所述管材基体优选采用耐高温，耐高压的材料，如不锈钢，碳钢或者金属合金，作为管材基体材料需要满足抗菌粉末附着在基体材料表面形成抗菌层所必经的加热过程且保持良好的稳定性。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种抗菌粉末，其特征在于，由以下组分及含量构成：
环氧树脂粉末115kg，钛白粉5kg，立邦抗菌VBS002粉末4kg，固化剂1kg，稳定剂1kg，流平剂0.75kg，有机染料0.05kg，抗菌吸收剂0.9kg，偶联剂25kg，拜耳乐氧化铁0.5kg；
其中，所述环氧树脂粉末由双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、甘油环氧树脂中的任意两种或者三种组合而成，单一组分的最低含量不低于环氧树脂粉末总质量的30％；所述稳定剂为双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯与1-甲基-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯的混合物；所述流平剂为有机改性聚二甲基硅氧烷流平剂；所述抗菌吸收剂为四苯乙烯基咔啉抗菌紫外线吸收剂，偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的混合物。
2.一种抗菌管制作方法，包括管材基体处理的步骤STP100和抗菌层附着步骤STP200，其特征在于：所述抗菌层附着步骤包括：
步骤STP201，通过加热装置将管材基体加热到190℃-210℃恒温保持，管材基体保持匀速转动；
其中，管材基体的内径r＜100mm时，转速n≥60r/min；管材基体的内径r＞100mm时，转速n＜60r/min；
步骤STP202，将混合均匀的抗菌粉末置入喷涂装置，喷涂装置采用内循环喷涂，喷涂时管材基体内的空气流速v≥1m/s，喷涂装置喷涂过程中的内循环空气的湿度≤15％；
步骤STP203，喷涂过程以下条件之一成就时则停止：
条件1：抗菌层厚度达到管材基体厚度的30％；
条件2：抗菌粉末实际消耗量达到预设最大量的80％；
条件3：抗菌粉末在额定流量下持续喷涂时间达到20min，其中，额定流量为15g/h/cm2；
所述抗菌粉末有以下成分组成：
环氧树脂粉末115kg，钛白粉5kg，立邦抗菌VBS002粉末4kg，固化剂1kg，稳定剂1kg，流平剂0.75kg，有机染料0.05kg，抗菌吸收剂0.9kg，偶联剂25kg，拜耳乐氧化铁0.5kg。
3.根据权利要求2所述的一种抗菌管制作方法，其特征在于：所述环氧树脂粉末由双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、甘油环氧树脂中的任意两种或者三种组合而成，单一组分的最低含量不低于环氧树脂粉末总质量的30％。
4.根据权利要求2所述的一种抗菌管制作方法，其特征在于：所述稳定剂为双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯与1-甲基-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶)癸二酸酯的混合物；所述流平剂为有机改性聚二甲基硅氧烷流平剂。
5.根据权利要求2所述的一种抗菌管制作方法，其特征在于：所述抗菌吸收剂为四苯乙烯基咔啉抗菌紫外线吸收剂，偶联剂为甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的混合物。
6.一种抗菌管，其特征在于：由权利要求2-5任意项所述的一种抗菌管制作方法制得，具有管材基体和附着在管材基体内壁上的抗菌层。
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