[发明专利]纳米抗菌聚丙烯管材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯管材，尤其是纳米抗菌聚丙烯管材及其制备方法。

背景技术

聚丙烯由于具有突出的优良性能，其丙烯共聚和管材在化学建材中得到广泛应用，其用途有：卫生用管材、饮用给水及热水采暖系统管材、工业用管材、动植物园用管材、温泉水管材和太阳能住宅温水管等。PP-R管自90年代生产和应用以来得到较大发展，产品主要用于建筑物冷、热水系统，饮用水系统及板式(包括地板)采暖系统。

PP-R管的生产能耗仅为钢管的20％，并且其导热系数低，也仅为钢管的1/200，用于热水管道系统保温节能效果极佳，与一般暖气设备比可节约能耗20％。使用PP-R管可免去使用镀锌钢管所造成的内壁结垢、生锈而引起的水质“二次污染”。由于PP-R管内壁光滑，不生锈、不结垢，所以流体阻力小。PP-R管的使用温度达70℃，短期使用温度可达95℃，在使用温度为60～70℃、工作压力为1.0MPa条件下，长期连续使用，寿命可达50年。

目前市场上已有的聚丙烯管材虽然能够达到卫生和健康的基本要求，但不能杀灭和去除水中的有害细菌，对水质产生影响，进而威胁到人们的健康。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种耐热性好、不结垢、耐腐蚀、使用安全的纳米抗菌聚丙烯管材及其制备方法，它生产工艺简单，制备容易，重量轻、外观美观、流水阻力小。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：纳米抗菌聚丙烯管材，它包括聚丙烯塑料外层和纳米抗菌内层，其中，抗菌内层均匀添加有纳米级抗菌母料，所述纳米抗菌内层的厚度为：

(1)公称外径≤32mm时，厚度≥0.25mm；

(2)40mm＜公称外径≤63mm时，厚度≥0.30mm；

(3)75mm＜公称外径≤90mm时，厚度≥0.5mm；

(4)公称外径≥110mm时，厚度≥1.0mm。

纳米抗菌聚丙烯管材的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：

A、按聚丙烯重量的1～15％将纳米级抗菌母料加入聚丙烯树脂中，用搅拌机混合均匀，进行熔融加热，得到纳米抗菌母料的聚丙烯塑料的混合物，用于制备纳米抗菌内层；

B、使含有纳米抗菌的聚丙烯塑料与普通聚丙烯塑料同步共挤，制备成包括聚丙烯塑料外层和纳米抗菌内层的管材；

C、定型冷却。

纳米抗菌母料制备过程如下：

将占抗菌剂总重量0.2～2％的钛酸酯类或硅烷类偶联剂和占粉末总量0.2～2％的低分子量聚乙烯蜡同时加入纳米抗菌剂中；对所得到的混合粉末，在温度10～30℃条件下，以频率5～100次/分钟搅拌1.5～2分钟进行浸渍处理；然后再90～120℃温度条件下烘干60～120分钟；将烘干处理后得到的纳米抗菌剂按树脂重量的5～30％加入树脂中；用高速搅拌机混合均匀，进行充分的浸渍处理；再将浸渍后得到的混合物经双螺杆造粒机熔融挤出造粒制得母料。

本发明的作用机理如下：纳米级抗菌材料中，抗菌功能团带有正电，而一般细菌和真菌的细胞膜或细胞壁均含有带负电的蛋白质，因为库仑力的作用可吸附微生物细胞，影响细胞正常的呼吸和代谢功能，从而杀死微生物，达到抗菌的目的。

抗菌功能团能进一步透过细胞壁进入细菌内，与细菌的功能基因反应使细菌蛋白质凝固，破坏细菌的细胞合成酶活性，使细胞丧失分裂繁殖的能力而死亡。此外，还能破坏微生物的电子传输系统、呼吸系统、物质传输系统。

因为电荷环境是细菌、真菌生长与繁殖的基础，就如同空气与水对人体一样。缺乏这一环境，细菌与真菌都要死亡，这种电荷的物理作用对人无影响，从而保证了使用的安全性。

本发明的优点是：生产工艺简单，制备容易，除了具有耐热性好、不结垢、耐腐蚀、重量轻、外观美观、流水阻力小等特点外，还具有抗菌作用，可用于纯净水、饮料、食品及冷热供水管等环境和介质。

附图说明

图1为本发明的截面图

图中，1-聚丙烯塑料外层，2-纳米抗菌内层

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述：如图1所示，它包括聚丙烯塑料外层1和纳米抗菌内层2，抗菌内层2的厚度为：

(1)公称外径≤32mm时，厚度≥0.25mm；

(2)40mm＜公称外径≤63mm时，厚度≥0.30mm；

(3)75mm＜公称外径≤90mm时，厚度≥0.5mm；

(4)公称外径≥110mm时，厚度≥1.0mm。

其制备方法如下：

(1)纳米抗菌母料制备：