[发明专利]一种抗菌自洁β晶型PP-R冷热水管材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子材料聚丙烯冷热水管材及其制备方法，制得的抗菌自洁β晶型βPP-R冷热水管材主要用于小于100℃供暖、供热、家庭饮用水管工程中。

背景技术

无规共聚聚丙烯管即PPR管，主要用作水管材料，用于建筑物的冷热水系统，包括集中供热系统；建筑物内的采暖系统、包括地板、壁板及辐射采暖系统；可直接饮用的纯净水供水系统等场合，相对镀锌管、PVC管、铝塑复合管、铜管和不锈钢管等管材有较强的优势，是目前市场的主流产品。但PPR管材自身存在着缺点，主要有耐高温性，耐压性差些，长期工作温度不能超过70℃；PPR塑料水管使用一段时间后，管内壁二次污染严重，是细菌、军团菌的滋长地，成为新的人类健康杀手和潜在的生命威胁，不宜做家庭自来水管。PPR塑料管本身无毒合乎卫生要求，但PPR塑料管没有自洁功能和灭杀细菌功能，在家庭用水这种特定环境下，水源的污染、自来水厂的落后工艺及其管网的陈旧不合理，使家用的PPR自来水管成为水质二次污染物的聚集地和细菌滋长地，严重威胁人体健康，一份近年来的中国部分城市市民健康报告揭示：各种疾病的大量增加与家用自来水水质有关，与错误选择水管材料有关。另外，PPR自来水管流出水质的细菌总数不计其数，并检出嗜肺军团菌1型、5型，数量之多令人震惊，超过已禁止使用的镀锌管。有关部门对水质的化验结果是：多达28种细菌和16种金属元素，其中铁、锰、锌、铅、汞超标严重。 可见PPR水管使用一段时间后，易藏垢纳污，是细菌大量繁殖的温床。

为了克服以上传统PPR水管的使用缺点，本发明制备了一种新型自洁抗菌β晶型无规共聚聚丙烯（βPPR）冷热水管材，该产品采用自制复合β晶型成核剂，复合抗菌剂，利用公司先进的管材生产线，制备出了新一代的环保新型管材。该产品和PPR产品相比较主要有以下优点：1、产品具备了自洁抗菌功能，在长期使用过程中可以杀灭附着在管壁上的细菌；2、能使用在大于70℃的高温供暖、供热系统中；3、耐压强度高，使用寿命长，更安全，耐环应力比PP-R高30%；4、热变形温度高，抗高温蠕变，耐高温性能好，使用温度比PP-R高25-30℃；5、热膨胀系数小，是PP-R的1/6，安装使用不变形，外观漂亮。

发明内容

本发明的目的是针对目前普通PPR水管的缺点：在长期使用过程中耐高温性能、耐压性差，不能使用在高温供暖、供热工程中，使用寿命短，没有自洁和抗菌功能等缺点。本发明提供一种具备抗菌、自洁功能的β晶型无规共聚聚丙烯冷热水管材及其制备方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种抗菌自洁β晶型PP-R冷热水管材的制备方法，包括以下步骤：

第一步：复合β晶型成核剂的制备：将氧化镧、庚二酸加入到反应器中，在55-65℃条件下恒温反应8-15分钟，然后升温至105-115℃继续反应1.5-2.5小时，冷却至室温；把物料排入混合机中，加入硬脂酸钙和庚二酸， 在20-30℃和混合机转速200-300转/分钟条件下反应3-5分钟；然后加入纳米碳酸钙，混合2-3分钟，得到复合β晶型成核剂；所用硬脂酸钙、氧化镧和庚二酸的用量重量比为5-10：5-10：10-20；

第二步：βPP-R树脂原料的制备：先取PP-R4220树脂或者R503树脂加入高速混合机中，在高速混合机转速400-600转/分钟下加入10号白油并混合1-2分钟，然后加入复合β晶型成核剂、抗氧剂1010和抗氧剂DSTDP混合1.5-2.5分钟，然后将混合均匀的物料排入平行双螺杆挤出机，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，制备成βPP-R树脂原料颗粒；所用PP-R4220树脂或者R503树脂、β晶型成核剂、抗氧剂1010、抗氧剂DSTDP和10号白油的用量重量比为80-100： 1-2：0.2-0.3：0.2-0.3：0.03-0.05；

第三步：复合抗菌母料的制备：将锌离子盐和银离子盐加入蒸馏水溶解得到后锌离子盐和银离子盐水溶液，将锌离子盐和银离子盐水溶液加入到纳米二氧化钛中，搅拌3-5分钟，静置、水冲，过滤和干燥制备成复合抗菌剂；将复合抗菌剂、聚丙烯蜡和βPP-R树脂原料颗粒加入到高速混合机中，在高速混合机转速400-600转/分钟下混合均匀后排入平行双螺杆挤出机，熔融挤出，水下模面切粒，粒子脱水后烘干，得到复合抗菌母料；银离子盐、锌离子盐、纳米二氧化钛、βPP-R树脂原料颗粒和聚丙烯蜡的用量重量比为3-12：3-12：76-94：200-230：4-6；