[发明专利]一种用于海绵城市的耐腐蚀抗菌的塑胶管材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于管材技术领域，具体涉及一种用于海绵城市的耐腐蚀抗菌的塑胶管材的制备方法。

背景技术

我国一些地区经常发生洪涝积水、河流水系生态恶化、水污染加剧等问题。海绵城市就像一块海绵一样能把雨水留住，让水循环利用起来。海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的弹性。无规共聚聚丙烯管材简称PPR管材，是继均聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯管材之后的第三代新型聚丙烯管材。PPR管材具有优异的耐冲击、耐腐蚀和耐高温的性能，良好的耐压、保温和耐老化性能以及卫生无毒、安装方便等特点。

所述PPR管材的密度为0.89-0.96g/cm³，耐压力试验强度高大5MPa以上，具有质量轻，比强度高。所述PPR管材的流体阻力小，摩擦系数仅为0.007，利于传输液体。所述PPR管材具有较好的热熔接性能，管材与管件可采用热熔连接，热熔连接将管材与管件的连接处熔合为一个整体，无细小缝隙，因此不会出现连接漏水的现象，管路成本大大降低。所述PPR管材可回收利用、无污染，在生产、施工、使用过程中，对环境无任何污染，废料可回收利用。

所述PPR管材用于海绵城市可以满足输水的要求，同时实现可持续反复回收利用，是一种低成本的环保管材。然而在海绵城市中，输水管道在使用过程中经常会出现一层微生物生长层，对水质进行了二次污染，为了更好的实现水循环，需要一种耐腐蚀的抗菌的管材。

发明内容

本发明提供了一种用于海绵城市的耐腐蚀抗菌的塑胶管材的制备方法，采用螺杆挤出机制造抗菌母料，然后将抗菌母料与PPR基体与添加剂在密炼机中熔融共混，所述玻纤的取向一致，有利于提高PPR管材的力学性能，从而制备得到抗菌耐腐蚀的PPR管材。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种用于海绵城市的耐腐蚀抗菌的塑胶管材的制备方法，主要包括以下步骤：

步骤S1：采用偶联剂处理抗菌剂；

步骤S2：将10wt%-15wt%的PPR基体与步骤S1中制备的抗菌剂充分高速共混均匀后，加入双螺杆挤出机中制备得到母料；

步骤S3：将步骤S2中制备的母料与β成核剂、剩余的PPR基体在密炼机中熔融共混，得到混合材料；

步骤S4：将步骤S3中制备的混合材料加入双螺杆挤出机中挤出造粒，长玻纤由挤出机玻纤加入口加入，将挤出粒料干燥后备用；

步骤S5：将步骤S4中制备得到的粒料冷却至45-60℃时加入双螺杆挤出机熔融共混和成型，经过冷却、牵引、收卷、包装工艺后制备得到PPR管材。

所述管材中添加有抗菌剂，所述抗菌剂用偶联剂进行处理，可以增强抗菌剂与PPR基体的相容性，保证抗菌剂与基体混合均匀，制备得到性能均一的管材。所述抗菌剂为现有技术且不是本发明的改进点，故不再赘述。

所述偶联剂可以改善树脂与无机填料的相容性，改善纳米粉体在树脂机体中的分散性，制备得到性能均一的材料。所述偶联剂为现有技术且不是本发明的改进点，故不再赘述。

所述偶联剂是一类具有不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物基团，与无机纳米材料的相容性好；另一个是亲有机物基团，与树脂相容性好。所述偶联剂可以增加抗菌剂与PPR基体的相容性，同时可以增加玻纤与PPR基体的相容性，从而制备得到性能均一的PPR复合材料。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述管材中复合有玻纤。所述玻纤具有良好的耐酸碱腐蚀性能，所述玻纤加入PPR材料中可以增强PPR材料的力学性能、热变形稳定性、耐老化性和优秀的加工性能。

所述玻纤增强PPR复合材料性能与ABS接近，PPR采用玻纤增强后其强度、模量和耐热性能都得以全面提高，但是降低了PPR的冲击性能、断裂伸长率和缺口冲击强度。为了更好实现增强PPR材料的力学强度和维持PPR材料的韧性，利用β成核剂改善PPR的韧性。

聚丙烯属于半晶型树脂，其结晶度、晶型及晶体的结构和形态对其性能具有关键作用。聚丙烯的结晶中有α晶型和β晶型，其中α晶最稳定，一般加工条件下即可得到含有α晶型的聚丙烯；而β晶为亚稳态，不容易得到。α晶具有增加刚性、提高负荷变形温度的作用，β晶可以提高聚丙烯的抗冲击性能和负荷变形温度。所述β成核剂加入PPR中使α晶转化为β晶，增强PPR的韧性，防止PPR脆断开裂。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S1主要包括以下步骤：