CN1789772A - 一种具有抗菌功能的高度抗冲击三层水管 - Google Patents

一种具有抗菌功能的高度抗冲击三层水管 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有抗菌功能的三层水管,它包括由性能与主要成分相同的氯乙烯树脂制成的抗冲击内部和外部硬层,以及由硬度大于抗冲击内部和外部硬层的氯乙烯树脂作主要成分制成的高抗拉强度中间硬层,一方面,通过在三层水管的抗冲击内部和外部硬层应用含有沸石无机抗菌剂的树脂组合物,可获得阻止微生物滋生的抗菌功效,另一方面,由于水管的三层结构特性,还能获得极好的抗拉强度和低温冲击强度。而且,本发明还能改进高抗拉强度中间硬层与抗冲击内部和外部硬层之间的粘着性,防止冲击强度的减少。另外,在制造过程中,各组分的混合可以在高温、高粘度条件下进行,因此各组分可以得到均匀混合,可加工性也可得到改善。而且抗菌功效无限期地保持。

Description

一种具有抗菌功能的高度抗冲击三层水管
技术领域
本发明涉及一种具有抗菌功能的高度抗冲击三层水管。本发明尤其涉及一种具有防止微生物滋生的抗菌功能,以及因其三层结构特性而具有极好的抗拉强度和低温冲击强度的水管。
背景技术
传统的用作饮用水管道的金属管,例如铸铁管或镀锌钢管的缺点在于:由于其重量大因此可加工性差,氧化和腐蚀而使水流速度减缓,由于形成铁锈水(red water)和白水(white water)而使水污染严重。
因此,与传统金属管相比,在不透水性和耐化学腐蚀性方面具有极好特性的合成树脂管最近已作为金属管的替代产品。
尤其是聚氯乙烯管得到了最为广泛的应用,其优点在于:无腐蚀与氧化破坏、无毒无味,因此,卫生、质轻、易于处理和运输,而且管的连接和维修便利。
然而,这种聚氯乙烯管的冲击强度极差,其结果是存在外压破坏的危险。因此,需要使用诸如冲击改进剂之类的添加剂以改善其冲击强度。但是当冲击强度得到改善之后,抗拉强度及压平(flattening)载荷强度却减少了,即PVC水管的冲击强度与抗拉强度及压平载荷强度是成反比的,因而,导致它们难以应用。
另外,作为一种改善普通水管冲击强度的方法,公开号为Sho62-131185和57-33372的日本实用新型公开了具有改进的冲击强度的三层管和合成树脂管。但是,由于构成管道各层的材料不同,因此,需要各层之间形成粘着层。而且由于管道仅为高度的抗冲击性而设计,不适合用于需要抗高水压的水管。
关于这一点,本发明人在之前的登记号为No.104328的韩国实用新型和专利号为No.338254的韩国专利中提出具有极好抗拉强度和冲击强度的聚氯乙烯树脂基三层水管。图1是表示一种高度抗冲击三层水管的横截面的透视图。
已授权给本发明人的登记号为No.104328的韩国实用新型描述了一种三层水管,该管包括抗冲击外部硬层、抗冲击内部硬层和插在所述内部硬层与外部硬层中间的高抗拉强度中间硬层,其中,所述内部硬层与外部硬层由相对较软的氯乙烯树脂制成,中间硬层由相对较硬的氯乙烯树脂制成,内部与外部硬层含有冲击改进剂,外部硬层、中间硬层与内部硬层的厚度比在1∶1∶1和1∶3∶1之间。
另外,韩国专利No.338254公开了一种三层水管,该管包括抗冲击外部硬层、抗冲击内部硬层和插在所述内部硬层与外部硬层中间的高抗拉强度中间硬层,其中,所述内部硬层与外部硬层由性能相同的氯乙烯树脂制成,中间硬层由与内部及外部硬层材质相比较硬的氯乙烯树脂制成,内部及外部硬层含有氯化聚乙烯(‘CPE’)冲击改进剂,作为一种冲击改进剂;中间硬层含有聚甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(‘MBS’)冲击改进剂,各自的加入量相对于树脂,以重量计,为5-10份。
根据上述氯乙烯树脂基三层水管,由冲击脉冲的叠加原理可知,由于各层具有不同的物理性质,作用其上的外部冲击波得以抵销。通过改变构成内部及外部硬层以及高抗拉强度中间硬层的树脂的聚合度和临界厚度来控制各层的物理性质。这样,氯乙烯水管则显示出较高的抗拉强度及冲击强度。
同时,关于氯乙烯管,考虑到供水管网的特点,由于通过管内的水并非一直在流动,而是经常处于长时间静止状态,各种有害细菌可能会易于在其中生长,而且它们有可能利用制备聚氯乙烯管时加入的增塑剂、填充剂和滑润剂作为营养物质进行生长,导致自来水被污染,并在管内形成浮渣(skim)。
为了解决上述问题,本发明人提出的韩国专利No.232263公开了一种用于抗菌水管的树脂组合物及其制备方法,所述树脂成分是通过在制备聚氯乙烯管时将抗静电剂、热稳定剂和各种杀菌剂以适当比例混合而制备的。这里加入的作为杀菌剂的原料有:琥珀酸苯汞、二萘基甲烷二磺酸苯汞、苯基五crol酚汞的胺衍生物(amine derivatives of phenyl mercuric pentacrolphenoxide)、8-羟基喹啉的铜盐、N-(3-氯缩苯胺)氯化六铵(N-(3-chloroanil)hexammoniumchloride)、二-正-三丁基锡氧化物、卤代苯酚、阳离子活化剂、三溴水杨酰苯胺(tribromosalicylanilide)、新霉素及类似物,可单独使用或合并使用。作为已经商品化的产品,可购买Planarome(May&Baker,英国)或Plast-Oder或Plast-Arome(Haarmann+Reimer GmbH,德国)。
用这种树脂组合物制成的抗菌水管具有优越的功效:防止多种有害细菌导致的自来水污染,尽量减少对管子的破坏,防止抗静电剂引起的聚氯乙烯降解以及加入热稳定剂导致的物理性质的退化。
基于以上结果,人们已作了一些努力以通过在所述氯乙烯树脂三层水管的抗冲击内部和外部硬层中应用这种树脂组合物制成抗菌水管,防止微生物生长,而达到抗菌效果,而且由于三层水管的结构特性使其还具备极好的抗拉强度和低温冲击强度。
但是,当氯乙烯树脂三层水管的内部和外部硬层使用含有上述多种杀菌剂的树脂组合物制成时,其物理性质产生的变化以及可分散性的降低可能会使各层之间的粘着性大大减弱,从而降低冲击强度。
而且,由于这种抗菌剂成分通常易受到热影响,因此,树脂组合物各成分的混合过程需在低温、低粘度条件下进行,从而导致各组分间难以混合均匀,可加工性差。
发明内容
因此,针对上述问题提出本发明,本发明的目的是提供一种具有抗菌功能的氯乙烯树脂基高度抗冲击三层水管,所述水管可以解决使用含有多种杀菌剂的树脂组合物制作内部和外部硬层时,各层之间粘着性变差而引起冲击强度降低的有关问题。
为了完成本发明的上述目的,本发明提供了一种由氯乙烯树脂制成的具有抗菌功能的高度抗冲击三层水管,所述三层结构包括依次形成的抗冲击内部硬层、高抗拉强度中间硬层和抗冲击外部硬层,其中;
所述抗冲击内部和外部硬层由含有抗静电级剂、热稳定剂和作为杀菌剂的沸石基无机抗菌剂的氯乙烯树脂组合物制成,
高抗拉强度中间硬层由硬度大于抗冲击内部和外部硬层所用树脂组合物的硬质氯乙烯树脂组合物制成。
附图说明
结合附图,通过以下详细的说明,将更清楚地理解本发明的上述或其它发明目的、特点及其它优点。
图1是表示三层水管横截面的透视图;
图2是本发明的水管管壁沉积物的显微照片;
图3是铸铁水管管壁沉积物的显微照片;
图4是表示根据本发明水管及用压缩接触法制成的传统PVC管的抗菌实验结果的显微照片。
具体实施方式
以下将对本发明进行更详细的说明。
本发明提供了一种包括抗冲击内部和外部硬层、高抗拉强度中间硬层的三层水管,所述各层分别由氯乙烯树脂作为主要成分制成,所述水管通过使用含有沸石基无机抗菌剂的氯乙烯树脂组合物制成抗冲击内部和外部硬层而具有防止微生物生长的抗菌功效,而且由于管子的三层结构特性符合“冲击脉冲叠加原理”从而还具有极好的抗拉强度和低温冲击强度。
因此,管子的抗冲击内部和外部硬层由含有抗静电剂、热稳定剂、和作为杀菌成分的沸石基无机抗菌剂及氯乙烯树脂的树脂组合物制成。
在构成管子内部和外部硬层的树脂组合物中,沸石基无机抗菌剂用来阻止霉菌和各种有害细菌繁殖导致的管内浮渣的形成。
即,塑料工业、韩国专利No.232263采用传统的有机抗菌剂作为杀菌成分,但这种有机抗菌剂具有热不稳定性,在浇铸过程中易于被氧化或与其它添加剂反应导致最终产品的机械物理性质退化。而且,如前所述,由于有机抗菌剂的热不稳定性,树脂组合物的各种组分的混合过程需在低温、低粘度条件下进行,从而导致各种组分难以混合均匀,可加工性差。
因此,考虑到上述问题,本发明使用即使在高温下也不会氧化或改变的沸石基无机抗菌剂,因而,可以阻止树脂组合物物理性质发生变化,从而改进高抗拉强度中间硬层与抗冲击内部和外部硬层之间的粘着性,并防止冲击强度降低。另外,在制造过程中,各组分之间的混合也可在高温和高粘度下进行,从而达到均匀混合,使可加工性得到改进。
沸石基无机抗菌剂的材料形态是诸如银或锌之类的金属离子键合在具有展开比表面积的硅铝酸盐沸石载体上,沸石基无机抗菌剂通过吸附于细菌或霉菌的细胞膜蛋白质上,然后通过离子原料和活性氧基分裂细胞结构并使之丧失能量代谢功能而杀灭菌丝体,从而表现出抗菌功效。因此尽管这种无机抗菌剂暂时抗菌活性略低于有机抗菌剂,但它对人类高度安全,不会引起细菌的耐受性并表现出半永久性抗菌活性。
这种沸石基无机抗菌剂即使少量使用也可以发挥杀菌、杀虫和消毒功效。因此,其优选加入量为相对于100份聚氯乙烯,以重量计,为0.8~1.0份。这是因为如果加入量小于0.8份,则抗菌效果不明显,同时即使加入量超过1.0份,抗菌效果也不会明显增强,而且过量使用昂贵的无机抗菌剂会导致成本增加。
加入本发明所使用的抗静电剂可降低包括聚氯乙烯在内的塑料产品的表面电阻,表面活性剂、无机盐、多元醇或碳可用作抗静电剂。优选情况下,表面活性组分可用来赋予塑料抗静电性能。
表面活性组分可进一步粗略地分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性表面活性剂。更优选地使用阳离子型表面活性剂。典型的有,季铵盐类、季铵树脂类或咪唑啉类阳离子型表面活性剂。
上述抗静电剂的加入量相对于100份聚氯乙烯以重量计,以重量计,小于1份时,难以达到抗静电效果。即使超过1.5份,抗静电效果并不与抗静电剂的加入量成正比增加。这就存在产品成本增加的问题。如果加入量超出需要量,则为了防止加速降解而加入的热稳定剂的量需要大大增加。因此,最合适的加入量,以重量计,为1-1.5份。
热稳定剂用于防止因抗静电剂与聚氯乙烯树脂混合导致的加速降解,优选硬脂酸钙[Ca(C17H35COO)2]、硬脂酸锌[Zn(C17H35COO)2]或月桂酸锡基及苹果酸锡基液体稳定剂,它们不会导致沉淀产生或重金属的滤出,无毒,可单独使用或配合使用。
无毒热稳定剂的加入量取决于作为抗静电剂的阳离子型表面活性剂的加入量,因此,考虑到上述阳离子型表面活性剂的加入比率,其合适加入量为3.5-4.5份。
另外,氯乙烯树脂作为构成本发明三层水管各层的主要组分,其中,用于抗冲击内部和外部硬层的氯乙烯树脂的聚合度优选为800-1000。如果聚合度小于800,则柔软性差,如果聚合度大于1000,则各层易脆。
相反,用于构成高抗拉强度中间硬层的氯乙烯树脂的聚合度优选1000-1200。当聚合度小于1000时,则冲击强度较低,当聚合度大于1200时,则在挤出过程中会因为高负荷而出现问题。
然而,仅仅通过选择氯乙烯树脂并控制各层厚度而获得理想的抗拉强度和冲击强度是有限的。尤其是为了进一步改善低温强度,优选另外加入冲击改进剂,例如,在抗冲击内部和外部硬层中可加入氯化聚乙烯(‘CPE’)冲击改进剂,在高抗拉强度中间硬层中可加入聚甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(‘MBS’)冲击改进剂。
加入抗冲击内部和外部硬层中的直接受到耐气候性与可加工性影响的CPE冲击改进剂的抗日照性很强。另外,因为CPE冲击改进剂与氯乙烯树脂之间具有高度亲和性,所以挤出阻力(力矩)随着挤出而减小,当管子切割为预定长度时可防止其两端遭到破坏。
MBS冲击改进剂加入高抗拉强度中间硬层中。MBS冲击改进剂的构成组分是分散的,这种分散状态维持了优越的抗拉强度。而且,MBS冲击改进剂的低玻璃化温度(Tg)使得三层水管表现出高度的低温抗冲击性。
关于这一点,CPE冲击改进剂在抗冲击内部和外部硬层中的含量与MBS冲击改进剂在高抗拉强度中间硬层中的含量,相对于100份各自使用的氯乙烯树脂,以重量计,优选为5-10份。当冲击改进剂的含量增加时,冲击强度增强但抗拉强度急剧降低。因此,需仔细选择加入量。在这方面,当冲击改进剂加入量,以重量计,小于5份时,冲击强度无实质性改进,相反,当冲击改进剂加入量,以重量计,大于10份时,抗拉强度则急剧降低。
同时,在高抗拉强度中间硬层中,相对于氯乙烯树脂,以重量计,可与冲击改进剂一起加入3.5-4.5份硬脂酸钙[Ca(C17H35COO)2]、硬脂酸锌[Zn(C17H35COO)2]或月桂酸锡基及苹果酸锡基液体稳定剂作为无毒热稳定剂,它们可单独使用或以任意组合配合使用。
另外,在抗冲击内部和外部硬层中与高抗拉强度中间硬层中,可优选加入诸如硬脂酸或聚乙烯蜡之类的内部润滑剂及外部润滑剂,相对于氯乙烯树脂,以重量计,它们的加入量为0.3-0.6份。
如上所述,在制备用于构成抗冲击内部和外部硬层的树脂组合物中使用的原料,诸如聚氯乙稀、抗静电剂、热稳定剂、杀菌剂和其它润滑剂、抗紫外剂、加工助剂、冲击改进剂以及填充剂具有不同的物理性质,因此其分散效果及原料的结合状态取决于混合次序和温度,从而决定了最终树脂组合物的物理性质。
因此,本发明所提供的是一种具有抗菌功能的高度抗冲击三层水管,包括用性质与主要成分相同的氯乙烯树脂制成的抗冲击内部和外部硬层、以及由硬度大于抗冲击内部和外部硬层的氯乙烯树脂作主要成分制成的高抗拉强度中间硬层,
其中,所述抗冲击内部和外部硬层由包括以下步骤制备得到的树脂组合物制成:
第一步包括将,以重量计,为0.8-1.0份的杀菌剂和,以重量计,为0.4-0.5份的抗紫外剂进行混合,然后在90-100℃加热混合,得到一号混合物;
第二步包括将第一步得到的一号混合物与,以重量计,为1-1.5份的抗静电剂、以重量计,为3.5-4.5份的无毒热稳定剂、适量润滑剂及加工助剂进行混合,然后在58-62℃冷却混合,得到二号混合物;
第三步包括将第二步得到的二号混合物与,以重量计,为100份的聚氯乙稀和适量的冲击改进剂及填充剂进行混合,然后在125-135℃加热混合,然后在40℃以下冷却混合。
在第一混合步骤中,将少量沸石基无机杀菌剂和抗紫外剂(如有需要,还可把颜料与它们一起混入)在90-100℃加热混合,以得到好的分散性。在第二步中,将第一步得到的一号混合物与热稳定剂、抗静电剂、内部润滑剂、外部润滑剂及加工助剂进行混合,然后在58-62℃冷却混合,以防止产生结块而导致原料性能的退化。
最后,将第二步得到的二号混合物与具有不同物理性质的聚氯乙稀、适量冲击改进剂及填充剂进行混合,然后在125-135℃加热混合,然后在40℃以下冷却混合,以改进各种原材料之间的粘合能力,并预去除混合过程产生的气体和水蒸汽。
本发明三层水管根据以下过程进行制造。首先,将抗冲击内部和外部硬层及高抗拉强度中间硬层各自的混合原料在各自的高速混合器中加热混合。然后,混合好的混合原料从两台配置有各自的同步系统的挤压机挤压出来,经过称为“coex”的模具,用多层共挤方法加工成具有预定厚度的三层结构,制造出最终的三层水管。该方法制造的三层水管具有与普通单层水管一样平滑的形状。
如上所述,本发明将含有沸石基无机杀菌剂的树脂组合物用于三层水管的抗冲击内部和外部硬层,以改善高抗拉强度中间硬层与抗冲击内部和外部硬层之间的粘着性,从而防止冲击强度降低。另外,在制造过程中,各组分的混合可以在高温、高粘度下进行,且可达到各组分间的均匀混合,可加工性得到改善。而且还达到了诸如对人类安全性高及半永久抗菌活性的效果。
实施例
以下参考实施例对本发明所述具有抗菌功能的高度抗冲击三层水管进行更详细的说明。这些实施例仅为说明本发明而用,并不能解释为限制本发明的范围和主旨。
实施例1
抗冲击内部和外部硬层组分的混合
将5千克作为沸石基无机杀菌剂的Unikiller-B30[(Ag,Zn,Na),Al2O3,SiO2)](Chambitt Material Corp.,韩国),与5千克抗紫外剂置于混合器中,在95℃进行混合。将12千克作为抗静电剂的季铵盐、40千克作为无毒热稳定剂的单个或混合液体稳定剂硬脂酸钙[Ca(C17H35COO)2]、硬脂酸锌[Zn(C17H35COO)2]或月桂酸锡基及苹果酸锡基稳定剂、5千克作为内部润滑剂的硬脂酸、5千克作为外部润滑剂的聚乙烯蜡以及1千克加工助剂(PA-30,Kaneka Co.)进行混合,然后于60℃冷却。随后,加入1000千克聚合度为800的氯乙烯树脂(P-800,Hanwha Corp.,韩国)、80千克CPE冲击改进剂(CPE-3615,Dow Chemical Co.)以及30千克填充剂(T-1,Omia),温度升高至130℃,然后混合并冷却至室温。
高抗拉强度中间硬层组分的混合
将1000千克聚合度为1200的氯乙烯树脂(P-1200,Hanwha Corp.,韩国)、50千克MBS冲击改进剂(MB-830,LG Chem.,韩国)、10千克加工助剂(PA-30,Kaneka Co.)、40千克作为无毒热稳定剂的单个或混合液体稳定剂硬脂酸钙[Ca(C17H35COO)2]、硬脂酸锌[Zn(C17H35COO)2]或月桂酸锡基及苹果酸锡基稳定剂(Dansuk Industrial Co.Ltd.,韩国)、60千克填充剂(T-1,Omia Co.)以及5千克作为内部润滑剂的硬脂酸进行混合,在高速混合器内,于120℃混合15分钟,然后在室温下冷却。
用多层共挤法制造
对两台多层共挤机进行设置,使抗冲击内部硬层、高抗拉强度中间硬层、抗冲击外部硬层厚度比率为1∶2∶1。然后为共挤机配置同步系统,根据抗冲击内部和外部硬层、高抗拉强度中间硬层的混合原料的粘度,调节各挤压机的螺旋转速、柱温和柱转速,从而维持恒定流动。
构成抗冲击内部和外部硬层、高抗拉强度中间硬层的树脂组合物以熔融状态在称为“coex”的模具内以同步方式结合,然后用多层共挤方法挤出,加工成具有预定厚度的三层结构,制造出三层水管。该方法制造的三层水管具有与普通单层水管一样平滑的形状。
实施例2
用与实施例1相同的设备和方法制造三层水管,不同的是,在混合抗冲击内部和外部硬层组分时,使用8千克沸石基无机杀菌剂。
实施例3
用与实施例1相同的设备和方法制造三层水管,不同的是,在混合抗冲击内部和外部硬层组分时,用10千克沸石基无机杀菌剂。
实施例4
用与实施例1相同的设备和方法制造三层水管,不同的是,在混合抗冲击内部和外部硬层组分时,用12千克沸石基无机杀菌剂。
对比例1
用与实施例1相同的设备和方法制造三层水管,不同的是,在抗冲击内部和外部硬层组分中,不用沸石基无机抗菌剂作为杀菌组分,而用5千克Planarome(May&Baker Co.,英国)。
实验实施例1
抗拉强度和低温冲击试验
按照韩国工业标准中的KS M 3401,抗拉强度试验,与KS M 3401附录1,高度抗冲击硬质氯乙烯管(HIVP)落体冲击试验,对在实施例1-4及对比例1中制造的水管进行抗拉强度和低温冲击试验,试验结果见表1。
表1
 项目   抗拉强度(千克力/厘米2)   低温冲击强度(牛顿.米)
 实施例1   552   22
 实施例2   550   20
 实施例3   543   19
 实施例4   530   17
 对比例1   505   13
由表1可见,在实施例1-4中用沸石基无机抗菌剂作为杀菌组分制造的水管,其抗拉强度及低温冲击强度,与对比例1中使用塑料工业或本发明人提出的韩国专利No.232263所介绍的有机抗菌剂制造的管子相比,有显著的改进。这证明传统有机抗菌剂易受热的影响,因此树脂组合物各组分的混合过程需在低温下进行,造成各组分在低粘度条件下难以混合均匀,并且由于在浇铸过程中发生热氧化或与其它添加剂反应而导致机械物理性质的退化。相反,沸石基无机抗菌剂作为填充剂时,则能改善分散性,增强冲击强度,因此得到高抗拉强度和低温冲击强度。
实验实施例2
管壁积垢试验
一根在实施例3中制造的抗菌抗冲击水管(100m/m)和一根铸铁管(100m/m)连接在一起,并与供水管连接。水每天流经水管5分钟,然后拍摄第7天、第14天、第21天、和第28天时管壁的显微照片(X150)。结果见图2和图3[铸铁水管水垢的光学显微图像(x 150):(a)初始空白;(b)7天后;(c)14天后;(d)28天后]。
如图2所示,实施例3得到的抗菌抗冲击水管即使在28天后管壁也无明显积垢。而由图3可见,普通铸铁管则随着时间变化积垢明显增加。
实验实施例3
抗菌活性试验
用实施例3制造的抗菌抗冲击水管准备两个测试样品(5×6厘米),用普通PVC管准备两个相同尺寸的对照样品。然后由韩国FITI测试研究院(FITI TESTING&RESEARCH INSTITUTE)使用大肠杆菌25922作为实验菌株,通过压缩接触法对测试样品和对照样品进行抗菌活性试验。结果见表2和图4。将大肠杆菌用4毫米环接种到10毫升液体培养基上,然后在37℃培育24小时。
测试样品和对照样品的抗菌活性用细菌数或其压缩率表示。如果没有特殊指明,则对两个测试样品进行各实验菌株的收集,并测定抗菌活性。各实验菌株的测定结果平均值用两位有效数字表示。实验结果见表2,用下列方程式计算压缩率。
Figure A20051000017200171
表2
  测试项目   单位   实验结果
  (a)   (b)   (c)
  抗菌活性实验(压缩接触法)   接触后立刻测定   细菌/毫升   6.2×103   6.2×103   6.2×103
  24小时后   细菌/毫升   2.6×105   2.5×103   1.3×103
  压缩率   %   -   3.8   99.5
(a):空白,(b):未加抗菌剂的普通PVC水管,(c):以重量计,加入1份抗菌剂的抗冲击水管。
由表2和图4可见,24小时后,实施例3中的抗菌抗冲击水管(c)与测试样品(a)相比细菌数量压缩率明显不同,而普通PVC水管(b)与测试样品(a)相比则无实质性变化。
另外,用上述相同过程对其它实施例制造的管子进行抗菌活性试验。结果显示,在实施例1中,以重量计,加入0.5份沸石基无机抗菌剂,其压缩率为75-80%;而在实施例2-4中,以重量计,加入大于0.8份沸石基无机抗菌剂,其平均压缩率大于99%。但可以看出抗菌效果优选实施例3的情况,即考虑到可分散性受到限制,以重量计,加入大于1.0份沸石基无机抗菌剂。因此这证明了昂贵的无机抗菌剂加入量,以重量计,没有必要象实施例4一样大于1.2份。
如上所述,本发明所述的抗菌高度抗冲击三层水管,一方面,通过在抗冲击内部和外部硬层中应用含有沸石基无机抗菌剂的树脂组合物,可达到阻止微生物生长的抗菌效果,另一方面,由于管子的三层结构特性,可以达到极好的抗拉强度和低温冲击强度。
而且,本发明可改进高抗拉强度中间硬层与抗冲击内部和外部硬层之间的粘着性,并防止冲击强度的降低。另外,在制造过程中,各组分的混合可以在高温和高粘度条件下进行,因此可以达到各组分间的均匀混合,改善可加工性。而且抗菌功效仍得以保留。
尽管本发明为了起说明作用的目的公开了优选实施例,在不背离权利要求书所公开的发明范围和主旨的前提下,本领域的技术人员可以理解,各种改进、增加和替代都是可能的。

Claims (11)

1、一种由氯乙烯树脂制成,具有抗菌功能和三层结构高度抗冲击三层水管,所述三层结构包括依次形成的抗冲击内部硬层、高抗拉强度中间硬层及抗冲击外部硬层,其中,
所述抗冲击内部和外部硬层是由含有抗静电剂、热稳定剂及作为杀菌成分的沸石基无机抗菌剂的氯乙烯树脂组合物制成,并且
高抗拉强度中间硬层是由硬度大于抗冲击内部和外部硬层树脂组合物的硬质氯乙烯树脂组合物制成。
2、根据权利要求1所述的三层水管,其中,所述沸石基无机抗菌剂的加入量相对于100份氯乙烯树脂,以重量计,为0.8-1.0份。
3、根据权利要求1或2所述的三层水管,其中,所述抗静电剂选自季铵盐类、季铵树脂类或咪唑啉类阳离子表面活性剂,其加入量相对于100份氯乙烯树脂,以重量计,为1-1.5份。
4、根据权利要求3所述的三层水管,其中,所述热稳定剂选自单个或混合液体稳定剂:硬脂酸钙[Ca(C17H35COO)2]、硬脂酸锌[Zn(C17H35COO)2]或月桂酸锡基及苹果酸锡基稳定剂,其加入量相对于100份氯乙烯树脂,以重量计,为3.5-4.5份。
5、根据权利要求4所述的三层水管,其中,用于抗冲击内部和外部硬层的氯乙烯树脂聚合度为800-1000,用于高抗拉强度中间硬层的氯乙烯树脂聚合度为1000-1200。
6、根据权利要求5所述的三层水管,其中,还在抗冲击内部和外部硬层中加入氯化聚乙烯(‘CPE’)冲击改进剂,在高抗拉强度中间硬层中加入聚甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(‘MBS’)冲击改进剂,加入量相对于100份氯乙烯树脂,以重量计,分别为5-10份。
7、具有抗菌功能的高度抗冲击三层水管,它包括由相同性能的氯乙烯树脂作主要成分制成的抗冲击内部和外部硬层,以及由硬度大于抗冲击内部和外部硬层的氯乙烯树脂作主要成分制成的高抗拉强度中间硬层,
其中,抗冲击内部和外部硬层所用树脂组合物的制备过程包括以下步骤:
第一步包括将以重量计,为0.8-1.0份的沸石基无机抗菌剂和,以重量计,为0.4-0.5份的抗紫外剂进行混合,然后在90-100℃加热混合,得到一号混合物;
第二步包括将第一步得到的一号混合物与以重量计,为1-1.5份的抗静电剂、,以重量计,为3.5-4.5份的无毒热稳定剂、适量润滑剂及加工助剂进行混合,然后在58-62℃冷却混合,得到二号混合物;
第三步,将第二步得到的二号混合物与,以重量计,为100份的聚氯乙稀、适量冲击改进剂及填充剂进行混合,然后,在125-135℃加热混合,然后在40℃以下冷却混合。
8、根据权利要求7所述的三层水管,其中,所述抗静电剂为季铵盐类、季铵树脂类或咪唑啉类阳离子表面活性剂。
9、根据权利要求7或8所述的三层水管,其中,所述热稳定剂为单个或混合液体稳定剂:硬脂酸钙[Ca(C17H35COO)2]、硬脂酸锌[Zn(C17H35COO)2]或月桂酸锡基及苹果酸锡基稳定剂。
10、根据权利要求9所述的三层水管,其中,用于抗冲击内部和外部硬层的氯乙烯树脂聚合度为800-1000,用于高抗拉强度中间硬层的氯乙烯树脂聚合度为1000-1200。
11、根据权利要求10所述的三层水管,其中,还在抗冲击内部和外部硬层中加入氯化聚乙烯(‘CPE’)冲击改进剂,在高抗拉强度中间硬层中加入聚甲基丙烯酸甲脂-丁二烯-苯乙烯(‘MBS’)冲击改进剂,加入量相对于100份氯乙烯树脂,以重量计,分别为5-10份。
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