本發(fā)明涉及抗菌塑料，具體涉及一種基于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的ppr抗菌管。

背景技術(shù)：

1、ppr抗菌管是指能夠在一定時(shí)間內(nèi)使管道內(nèi)某些微生物(細(xì)菌)的生長(zhǎng)和繁殖保持在必要安全水平以下的ppr管。ppr管又稱三丙聚丙烯管、無(wú)規(guī)共聚聚丙烯管，是一種采用無(wú)規(guī)共聚聚丙烯為原料的管材。與傳統(tǒng)的鑄鐵管、鍍鋅鋼管、水泥管相比，ppr管具有節(jié)能節(jié)材、環(huán)保、輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、內(nèi)壁光滑不結(jié)垢、施工和維修簡(jiǎn)便、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。

2、現(xiàn)有ppr抗菌管大多是利用銀離子抗菌，當(dāng)ppr抗菌管受潮時(shí)，管道內(nèi)壁的抗菌層會(huì)慢慢釋放出少量的銀離子。一方面由于細(xì)菌表面帶有負(fù)電荷，帶正電荷的銀離子會(huì)吸附在細(xì)菌表面，進(jìn)而破壞電解質(zhì)平衡，導(dǎo)致細(xì)菌因細(xì)胞損傷而死亡；另一方面由于銀離子進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部，與細(xì)菌的細(xì)胞酶發(fā)生反應(yīng)，抑制了細(xì)菌的活性和細(xì)菌的繁殖與再生，從而達(dá)到殺菌的效果。

3、石墨烯是一種由單層碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的片狀結(jié)構(gòu)的材料，具有許多獨(dú)特的性質(zhì)，如力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)特性。此外，石墨烯還具有抗菌性能。氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，通過(guò)引入羧基、環(huán)氧基和羥基等極性基團(tuán)，使得氧化石墨烯具有與石墨烯不同的理化性質(zhì)。這些極性基團(tuán)的存在不僅使得氧化石墨烯能夠穩(wěn)定分散在水或有機(jī)溶劑中，還賦予了其獨(dú)特的化學(xué)和物理性質(zhì)，如較大的比表面積和良好的水溶性，同時(shí)氧化石墨烯表現(xiàn)出更好的抗菌性能。

4、氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料結(jié)合了氧化石墨烯和納米銀的優(yōu)良特性，發(fā)揮兩者的協(xié)同作用，可以提高材料的抗菌性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和強(qiáng)度。由于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料屬于無(wú)機(jī)材料，因此將其作為抗菌劑添加到樹(shù)脂基體中時(shí)存在共混相容性差的問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)其在樹(shù)脂基體中的均勻分散，進(jìn)而影響其抗菌性能的發(fā)揮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的ppr抗菌管，通過(guò)氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的添加來(lái)提高ppr抗菌管的綜合性能，包括抗菌性能、力學(xué)性能、電學(xué)性能和熱學(xué)性能等，使ppr抗菌管具有廣泛的應(yīng)用范圍。

2、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種基于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的ppr抗菌管，由以下重量份數(shù)的原料制成：

4、ppr樹(shù)脂80～100份、增韌劑1～10份、氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料0.5～5份、增塑劑0.5～5份、相容劑0.5～5份、偶聯(lián)劑0.5～5份、光穩(wěn)定劑0.1～1份、抗氧劑0.1～1份。

5、進(jìn)一步地，所述氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料通過(guò)水熱法制得，其制備方法為：向去離子水中加入氧化石墨烯、硝酸銀、葡萄糖和聚乙烯吡咯烷酮，超聲處理后進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后將產(chǎn)物離心，洗滌，干燥，得到氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料。本發(fā)明中以葡萄糖作為還原劑，將硝酸銀還原為銀單質(zhì)；以聚乙烯吡咯烷酮作為穩(wěn)定劑，控制納米銀的粒徑與形貌。

6、進(jìn)一步地，所述氧化石墨烯、硝酸銀、葡萄糖和聚乙烯吡咯烷酮的質(zhì)量比為(100～200):100:(55～65):(20～30)。

7、進(jìn)一步地，所述水熱反應(yīng)的反應(yīng)溫度為120～130℃，反應(yīng)時(shí)間為3～8h。

8、本發(fā)明通過(guò)水熱法可以在氧化石墨烯結(jié)構(gòu)中原位合成純度高、粒度小且分布均勻的納米銀粒子，解決采用共混法制備氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料所存在的納米銀粒子團(tuán)聚、難以在氧化石墨烯中均勻分散的問(wèn)題。

9、進(jìn)一步地，所述氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料中納米銀的負(fù)載量為20～40％。本發(fā)明中的氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料不只作為抗菌劑發(fā)揮作用，還可以利用氧化石墨烯和納米銀各自除了抗菌性能以外的優(yōu)良特性，改善ppr管的力學(xué)性能、電學(xué)性能、熱學(xué)性能等。

10、進(jìn)一步地，所述增韌劑為sbs(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、sebs(氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、sis(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、seps(氫化苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物)中的至少一種。本發(fā)明中增韌劑的目的是為了增加ppr樹(shù)脂的韌性和延展性，使其能夠承受更大的變形而不破裂。

11、進(jìn)一步地，所述增塑劑為聚乙烯蠟、聚丙烯蠟中的至少一種。本發(fā)明中增塑劑的作用是增加ppr樹(shù)脂的可塑性和柔韌性，改善ppr管的加工性能以及使用性能。

12、進(jìn)一步地，所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯。本發(fā)明中相容劑的作用是提高ppr樹(shù)脂與增韌劑的相容性，使增韌劑充分發(fā)揮其效果。

13、進(jìn)一步地，所述相容劑為分子量3000～5000的聚甲基丙烯酸鋅。相對(duì)于馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯來(lái)說(shuō)，分子量為3000～5000的聚甲基丙烯酸鋅可以發(fā)揮更好的作用效果。

14、進(jìn)一步地，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鋯酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種。本發(fā)明中偶聯(lián)劑的作用是促進(jìn)氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料在ppr樹(shù)脂中的均勻分散，使氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料充分發(fā)揮其效果。

15、進(jìn)一步地，所述光穩(wěn)定劑為受阻胺類光穩(wěn)定劑、受阻酚類光穩(wěn)定劑、苯并三唑類紫外線吸收劑、二苯甲酮類紫外線吸收劑中的至少一種。光穩(wěn)定劑的添加可以提高ppr管的光穩(wěn)定性，延遲光老化過(guò)程，從而延長(zhǎng)ppr管的使用壽命。

16、進(jìn)一步地，所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、硫酯類抗氧劑中的至少一種?？寡鮿┑奶砑涌梢匝泳弍pr管的氧化過(guò)程，從而延長(zhǎng)ppr管的使用壽命。

17、本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種所述基于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的ppr抗菌管的制備方法，包括以下步驟：

18、(1)按配比將ppr樹(shù)脂、增韌劑、氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料、增塑劑、相容劑、偶聯(lián)劑、光穩(wěn)定劑和抗氧劑混合均勻，得到預(yù)混料；

19、(2)將預(yù)混料加入造粒機(jī)中進(jìn)行塑化造粒，得到粒料；

20、(3)將粒料送入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行管材擠出成型，經(jīng)冷卻定型后即得ppr抗菌管。

21、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將通過(guò)水熱法制備的氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料應(yīng)用于ppr抗菌管的制備，利用氧化石墨烯與納米銀的復(fù)合來(lái)充分發(fā)揮兩者的協(xié)同作用，在提高抗菌效果的同時(shí)還可以改善ppr抗菌管的力學(xué)性能、電學(xué)性能以及熱學(xué)性能，使ppr抗菌管具有優(yōu)良的綜合性能，擴(kuò)大ppr抗菌管的應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種基于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的ppr抗菌管，其特征在于，由以下重量份數(shù)的原料制成：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的ppr抗菌管，其特征在于：所述增韌劑為sbs、sebs、sis、seps中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的ppr抗菌管，其特征在于：所述氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料通過(guò)水熱法制得。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的ppr抗菌管，其特征在于：所述氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料中納米銀的負(fù)載量為20～40％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的ppr抗菌管，其特征在于：所述增塑劑為聚乙烯蠟、聚丙烯蠟中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的ppr抗菌管，其特征在于：所述相容劑為馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的ppr抗菌管，其特征在于：所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鋯酸酯偶聯(lián)劑中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的ppr抗菌管，其特征在于：所述光穩(wěn)定劑為受阻胺類光穩(wěn)定劑、受阻酚類光穩(wěn)定劑、苯并三唑類紫外線吸收劑、二苯甲酮類紫外線吸收劑中的至少一種。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的ppr抗菌管，其特征在于：所述抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、亞磷酸酯類抗氧劑、硫酯類抗氧劑中的至少一種。

10.權(quán)利要求1～9任意一項(xiàng)所述的基于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的ppr抗菌管的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的PPR抗菌管，涉及抗菌塑料技術(shù)領(lǐng)域，所述PPR抗菌管由以下重量份數(shù)的原料制成：PPR樹(shù)脂80～100份、增韌劑1～10份、氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料0.5～5份、增塑劑0.5～5份、相容劑0.5～5份、偶聯(lián)劑0.5～5份、光穩(wěn)定劑0.1～1份、抗氧劑0.1～1份；本發(fā)明通過(guò)氧化石墨烯/納米銀復(fù)合材料的添加來(lái)提高PPR抗菌管的綜合性能，使PPR抗菌管具有廣泛的應(yīng)用范圍。

技術(shù)研發(fā)人員：陳小光,陳旭,陳遠(yuǎn)永,錢懿
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海瑞河企業(yè)集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9