專利名稱：納米抗菌塑料管及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種抗菌塑料管，還涉及該抗菌塑料管的制備工藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在應(yīng)用于建筑物給排水的塑料管材一般為聚丙烯管材(PP-B、PP-R、PP-H)、高密度聚乙烯管材等普通塑料管材，這些普通塑料管材雖然能夠達(dá)到衛(wèi)生和健康和要求，但對(duì)水質(zhì)中存在的細(xì)菌既不能抑制其生長(zhǎng)，也不能將其殺滅，并且在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后，管材內(nèi)表面會(huì)附著、滋生微生物。當(dāng)管道中水流緩慢或水暫時(shí)存留時(shí)，細(xì)菌會(huì)附著在管壁并經(jīng)過(guò)一段時(shí)期的繁殖可形成一層菌膜，使水質(zhì)下降。在熱水管道中會(huì)滋生一種特殊的細(xì)菌，它們很快大量繁殖，嚴(yán)重時(shí)容易使管道堵塞。在使用中的塑料給水管內(nèi)壁，經(jīng)常可以看到的黃色污垢，即是微生物滋生的結(jié)果。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界80％的疾病、50％的癌癥與飲用不潔凈水有關(guān)。全世界1995年死亡人中，由于受細(xì)菌感染而引起的死亡占死亡總?cè)藬?shù)的1/3，1996年日本致病性大腸桿菌引起全國(guó)范圍內(nèi)的食物中毒事件曾一度引起全世界的恐慌，細(xì)菌等致病性微生物是人類健康的主要?dú)⑹种?。近幾年?lái)，生活飲用水質(zhì)量日益被人們所重視。在全國(guó)一些大城市已開(kāi)始興建分質(zhì)供水的管道直飲水(水杯子)工程，但僅將飲用水和生活用水用管道分開(kāi)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能解決水質(zhì)污染問(wèn)題，水在管道中流動(dòng)時(shí)還會(huì)因管壁細(xì)菌的滋生而造成水質(zhì)的二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服上述缺點(diǎn)，提供一種能夠殺死水中細(xì)菌等有害物的納米抗菌塑料管。
本發(fā)明的另一目的是提供納米抗菌塑料管的制備工藝。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下解決方案一種納米抗菌塑料管，包括由普通熱塑性塑料制成的塑料外層和塑料內(nèi)層，其特征在于塑料內(nèi)層采用的是由5-10重量份納米級(jí)抗菌母粒和90-95重量份普通熱塑性塑料制成的抗菌塑料。
上述的納米抗菌塑料管，其特征在于所述的納米級(jí)抗菌母粒由下述重量配比的原料制成(用量為重量份)載銀磷酸鋯無(wú)機(jī)抗菌劑20-25份 復(fù)合抗氧劑0.2-0.5份分散劑0.2-0.4份 紫外線吸收劑0.3-0.5份偶聯(lián)劑0.2-0.5份 熱塑性塑料基料100份將上述原料按比例經(jīng)混料機(jī)進(jìn)行充分混合，待物料混合均勻后，加入雙螺桿擠出造粒機(jī)組進(jìn)行熔融，加工溫度為160℃～220℃，經(jīng)雙螺桿擠出造粒機(jī)組擠出切粒制成φ2×3mm的均勻顆粒。
上述的納米抗菌塑料管，其特征在于所述復(fù)合抗氧劑為酚類抗氧劑，紫外線吸收劑為水楊酸酯類吸收劑，偶聯(lián)劑為鈦酸酯類OLT-951偶聯(lián)劑。
制備上述納米抗菌塑料管的工藝為1、根據(jù)生產(chǎn)管材規(guī)格將雙層共擠復(fù)合模具安裝好，即與兩臺(tái)單螺桿擠出機(jī)連接，并進(jìn)行預(yù)熱；2、將制備好的抗菌母粒按5-10重量份的比例均勻地加入90-95重量份的普通熱塑性塑料中制成抗菌塑料，啟動(dòng)真空上料設(shè)備，將普通熱塑性塑料和加有抗菌母粒的抗菌塑料分別吸入兩臺(tái)單螺桿擠出機(jī)的料斗內(nèi)進(jìn)行干燥預(yù)熱；3、經(jīng)120-180分鐘預(yù)熱后，待兩臺(tái)擠出機(jī)和雙層共擠復(fù)合模具溫度達(dá)到170℃～220℃范圍之后，依次啟動(dòng)兩臺(tái)不同的擠出機(jī)，經(jīng)雙層共擠復(fù)合模具成型后成為粘合緊密、形如一體、不易分層的內(nèi)層為納米抗菌層、外層為普通熱塑性塑料層的納米抗菌塑料管坯；4、管坯經(jīng)真空定徑、噴淋冷卻、表面干燥處理、激光噴碼、牽引、定尺切割、檢驗(yàn)后，其兩端還需用端銑機(jī)處理由于切割造成的毛刺，使管材兩端光滑平整。
5、在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，要經(jīng)常檢查擠出機(jī)及雙層復(fù)合共擠模具各部位的溫度及工藝參數(shù)是否正常，并及時(shí)加以調(diào)整，確保產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合工藝標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明分為內(nèi)外兩層，外層為較厚的普通塑料層，內(nèi)層為添加納米級(jí)抗菌母粒的抗菌塑料層，抗菌塑料中含有納米級(jí)載銀磷酸鋯無(wú)機(jī)抗菌劑，它均勻分散在抗菌塑料層的表面，微量的銀金屬離子逐漸的從納米級(jí)載銀磷酸鋯載體的微孔中溶出來(lái)，進(jìn)入菌體的內(nèi)部，并迅速與細(xì)菌體中的蛋白酶上的巰基(-SH)結(jié)合在一起，導(dǎo)致細(xì)菌內(nèi)部酶活性的喪失，破壞了細(xì)菌胞的呼吸系統(tǒng)及營(yíng)養(yǎng)輸送系統(tǒng)，致使細(xì)菌死亡，產(chǎn)生殺菌作用。當(dāng)細(xì)菌被殺死以后，銀微量金屬離子又從細(xì)菌尸體中游離出來(lái)，再與其它細(xì)菌接觸，周而復(fù)始的重復(fù)這個(gè)殺菌過(guò)程，使得納米抗菌塑料管產(chǎn)生長(zhǎng)效抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的效果。抗菌機(jī)理如下在水通過(guò)納米抗菌(PP-R)塑料管中，緩慢釋放出2Ag+，造成微生物共有成分破壞或產(chǎn)生功能障礙，當(dāng)微量的銀離子2Ag+達(dá)到微生物細(xì)胞膜時(shí)，因細(xì)菌帶有負(fù)電荷，依靠庫(kù)侖引力，使二者牢固吸附，2Ag+穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，并與巰基反應(yīng)，使蛋白質(zhì)凝固，破壞細(xì)胞合成酶的活性，使細(xì)胞喪失分裂繁殖能力而死亡， 可見(jiàn)，2Ag+切斷了S-S結(jié)合生成AgS析出，致使微生物的新陳代謝被破壞，從而產(chǎn)生了抗殺菌作用。2Ag+也能破壞微生物電子傳輸系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、物質(zhì)傳輸系統(tǒng)，即2Ag+具有較高的氧化還原電位，反應(yīng)活性大，通過(guò)反應(yīng)達(dá)到穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，故通過(guò)緩釋即可發(fā)揮持久的抗菌效果。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、由于本發(fā)明納米抗菌塑料管的內(nèi)層是抗菌層，在抗菌層中加入了穩(wěn)定性好的納米級(jí)抗菌材料，因而對(duì)水中的細(xì)菌具有殺滅作用并可抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，因此用本產(chǎn)品可保持水質(zhì)的清潔衛(wèi)生，可應(yīng)用于分質(zhì)供水的管道直飲水(水杯子)工程和衛(wèi)生性能要求較高的供水場(chǎng)合，滿足人們不斷提高的生活要求。
2、為使納米級(jí)抗菌母料最大限度地在本發(fā)明中發(fā)揮效用，同時(shí)減少納米級(jí)抗菌母料的用量，降低制品成本，本產(chǎn)品采用先進(jìn)的復(fù)合擠出工藝，在管材與介質(zhì)接觸的內(nèi)層，通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的共擠模具，形成一均勻的抗菌薄膜。將納米級(jí)抗菌材料添加到管材的內(nèi)壁層塑料中，而不是在整個(gè)的管材原料中添加，這樣可以大大降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，使具有抗菌、自潔功能的納米抗菌塑料管以合理的市場(chǎng)價(jià)格迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，加快成果轉(zhuǎn)化的速度。
3、本發(fā)明利用納米技術(shù)，將普通的抗菌材料構(gòu)筑成納米級(jí)的抗菌材料后，它的物理、化學(xué)性能便會(huì)發(fā)生極大的改變。納米級(jí)的材料一般都具有自潔功能，防垢、防附著性好、保溫性強(qiáng)、耐高溫、耐磨擦、耐沖擊，利用納米材料獨(dú)特的理化性能，將抗菌材料按比例加入其中，在使用中緩慢釋放，能起到長(zhǎng)效抗菌、殺菌的作用。
4、形如一體本發(fā)明經(jīng)兩層共擠機(jī)頭復(fù)合擠出成型生產(chǎn)的納米抗菌塑料管可以使內(nèi)外兩層塑料的分子間充分結(jié)合，緊密不分層，形如一體，避免使用過(guò)程中產(chǎn)生脫層、起皮等現(xiàn)象的發(fā)生。


圖1、本發(fā)明納米抗菌塑料管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、制備納米抗菌塑料管的雙層共擠復(fù)合模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1-塑料外層 2-塑料內(nèi)層3-普通塑料的擠出機(jī)頭4-抗菌塑料的擠出機(jī)頭 5-內(nèi)層擠出孔 6-外層擠出孔具體實(shí)施方式
實(shí)施例1如圖1所示，本發(fā)明包括塑料外層1和塑料內(nèi)層2，塑料外層1由普通熱塑性塑料制成，塑料內(nèi)層2采用的是由5重量份納米級(jí)抗菌母粒和95重量份普通熱塑性塑料制成的抗菌塑料，其中納米級(jí)抗菌母粒由下述重量配比的原料制成(用量為重量份)載銀磷酸鋯無(wú)機(jī)抗菌劑20份 酚類抗氧劑0.35份分散劑0.3份 水楊酸酯類吸收劑0.4份鈦酸酯類偶聯(lián)劑0.4份 熱塑性塑料基料100份將上述原料按比例經(jīng)混料機(jī)進(jìn)行充分混合，待物料混合均勻后，加入雙螺桿擠出造粒機(jī)組進(jìn)行熔融，加工溫度為160℃～220℃，經(jīng)雙螺桿擠出造粒機(jī)組擠出切粒制成φ2×3mm的均勻顆粒。
本實(shí)施例采用兩臺(tái)單螺桿長(zhǎng)徑比為33∶1的擠出機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，一臺(tái)擠出機(jī)對(duì)普通塑料進(jìn)行熔融，一臺(tái)擠出機(jī)對(duì)抗菌塑料進(jìn)行熔融。如圖2所示，兩臺(tái)擠出機(jī)的擠出機(jī)頭與雙層共擠復(fù)合模具連接，普通塑料的擠出機(jī)頭3與雙層共擠復(fù)合模具的外層擠出孔6連通，抗菌塑料的擠出機(jī)頭4與雙層共擠復(fù)合模具的內(nèi)層擠出孔5連通，內(nèi)層擠出孔5與外層擠出孔6在雙層共擠模具的出口端合為一體，這樣就可使內(nèi)層的抗菌塑料與外層的普通塑料緊密粘合，形如一體。
本實(shí)施例的生產(chǎn)工藝如前所述。
實(shí)施例2如圖1所示，本發(fā)明包括塑料外層1和塑料內(nèi)層2，塑料外層1由PP-R塑料制成，塑料內(nèi)層2采用的是由10重量份納米級(jí)抗菌母粒和90重量份PP-R塑料制成的抗菌塑料，其中納米級(jí)抗菌母粒由下述重量配比的原料制成(用量為重量份)載銀磷酸鋯無(wú)機(jī)抗菌劑25份酚類抗氧劑0.5份分散劑0.4份水楊酸酯類吸收劑0.5份鈦酸酯類偶聯(lián)劑0.5份 PP-R塑料基料100份將上述原料按比例經(jīng)混料機(jī)進(jìn)行充分混合，待物料混合均勻后，加入雙螺桿擠出造粒機(jī)組進(jìn)行熔融，加工溫度為160℃～220℃，，經(jīng)雙螺桿擠出造粒機(jī)組擠出切粒制成φ2×3mm的均勻顆粒。
本實(shí)施例的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝同實(shí)施例一。
上述兩個(gè)實(shí)施例中的抗菌塑料均可使用西安康旺抗菌科技股份有限公司生產(chǎn)的抗菌母粒。
權(quán)利要求
1.一種納米抗菌塑料管，包括由普通熱塑性塑料制成的塑料外層和塑料內(nèi)層，其特征在于塑料內(nèi)層采用的是由5-10重量份納米級(jí)抗菌母粒和90-95重量份普通熱塑性塑料制成的抗菌塑料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米抗菌塑料管，其特征在于所述的納米級(jí)抗菌母粒由下述重量份配比的原料制成載銀磷酸鋯無(wú)機(jī)抗菌劑20-25份 復(fù)合抗氧劑0.2-0.5份分散劑0.2-0.4份 紫外線吸收劑0.3-0.5份偶聯(lián)劑0.2-0.5份 熱塑性塑料基料100份將上述原料按比例經(jīng)混料機(jī)進(jìn)行充分混合，待物料混合均勻后，加入雙螺桿擠出造粒機(jī)組進(jìn)行熔融，加工溫度為160℃～220℃，經(jīng)雙螺桿擠出造粒機(jī)組擠出切粒制成φ2×3mm的均勻顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米抗菌塑料管，其特征在于所述復(fù)合抗氧劑為酚類抗氧劑，紫外線吸收劑為水楊酸酯類吸收劑，偶聯(lián)劑為鈦酸酯類OLT-951偶聯(lián)劑。
4.制備如權(quán)利要求1所述的納米抗菌塑料管的工藝，其特征在于它包括如下步驟(1)根據(jù)生產(chǎn)管材規(guī)格將雙層共擠復(fù)合模具安裝好，即與兩臺(tái)單螺桿擠出機(jī)連接，并進(jìn)行預(yù)熱；(2)將制備好的抗菌母粒按5-10重量份的比例均勻地加入90-95重量份的普通熱塑性塑料中制成抗菌塑料，啟動(dòng)真空上料設(shè)備，將普通熱塑性塑料和加有抗菌母粒的抗菌塑料分別吸入兩臺(tái)單螺桿擠出機(jī)的料斗內(nèi)進(jìn)行干燥預(yù)熱；(3)經(jīng)120-180分鐘預(yù)熱后，待兩臺(tái)擠出機(jī)和雙層共擠復(fù)合模具溫度達(dá)到170℃～220℃范圍之后，依次啟動(dòng)兩臺(tái)不同的擠出機(jī)，經(jīng)雙層共擠復(fù)合模具成型后成為粘合緊密、形如一體、不易分層的內(nèi)層為納米抗菌層、外層為普通熱塑性塑料層的納米抗菌塑料管坯；(4)管坯經(jīng)真空定徑、噴淋冷卻、表面干燥處理、激光噴碼、牽引、定尺切割、檢驗(yàn)后，其兩端再用端銑機(jī)進(jìn)行處理，即得兩端光滑平整的納米抗菌塑料管。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種納米抗菌塑料管及其制備工藝，所說(shuō)的納米抗菌塑料管包括由普通熱塑性塑料制成的塑料外層和塑料內(nèi)層，塑料內(nèi)層采用的是由5－10重量份納米級(jí)抗菌母粒和90－95重量份普通熱塑性塑料制成的抗菌塑料，生產(chǎn)時(shí)采用雙層共擠復(fù)合模具，這樣就使得內(nèi)層的抗菌塑料與外層的普通塑料緊密粘合，形如一體。由于本發(fā)明的內(nèi)層是加入了納米級(jí)抗菌材料的抗菌層，因而對(duì)水中的細(xì)菌具有殺滅作用并可抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，因此用本產(chǎn)品可保持水質(zhì)的清潔衛(wèi)生，可應(yīng)用于分質(zhì)供水的管道直飲水工程和衛(wèi)生性能要求較高的供水場(chǎng)合，滿足人們不斷提高的生活要求，并且本發(fā)明只是將抗菌材料添加到內(nèi)層塑料中，具有成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08K3/32GK1544234SQ200310109668
公開(kāi)日2004年11月10日 申請(qǐng)日期2003年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月21日
發(fā)明者閆鳳明 申請(qǐng)人:閆鳳明