本发明涉及塑料管材领域，尤其涉及一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯是一种半结晶的热塑性塑料。具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。在工业界有广泛的应用，是平常常见的高分子材料之一。聚丙烯本身并不具备抗菌的作用，因此开发具有抗菌性能的新型聚丙烯材料，对环保事业及人们的身体健康有着十分重要的现实意义。
然而，目前还没有环保型聚丙烯管材专用料，塑料行业都是在聚丙烯原料中加入抗菌剂来制备抗菌聚丙烯，制得的产品成本高、质量不稳定。虽然具有抗菌功能，但是抗菌剂毒性大，抗菌效果不持久，而且聚丙烯中抗菌剂分散不均匀，严重影响制品的机械性能，一定程度上限制了聚丙烯的应用。
技术实现要素：
本发明目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材,其力学强度高、韧性和抗菌效果好。
同时，本发明还提供了一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材的制备方法。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材，基本配方和重量比组成为：聚丙烯25-35份、偶联剂改性抗菌纤维14-22份、单官能团环氧化合物5-16份、改性橡胶粉10-18份、马来酸酐接枝共聚物4-12份、稀土偶联剂6-14份、偶联剂改性填料8-15份、抗氧剂1-4份。
优选的，所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯。
优选的，所述偶联剂改性抗菌纤维为硅烷偶联剂改性甲克素纤维。
优选的，所述单官能团环氧化合物为环氧丁烷、环氧戊烷的至少一种。
优选的，所述改性橡胶粉为纳米氧化银改性epdm粉末。
优选的，所述马来酸酐接枝共聚物为马来酸酐接枝sebs、马来酸酐接枝epdm中的至少一种。
优选的，所述稀土偶联剂为端羟基树枝状聚酯稀土配合物。
优选的，所述偶联剂改性填料为偶联剂改性纳米炭黑，目数为1000-3000目。
上述的抗菌增韧聚丙烯管材，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌10-60min，混合均匀；
（2）将上述步骤（1）混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出，即得聚丙烯管材；加工工艺如下：加工温度为160-210℃，螺杆转速为400-600转/分钟，喂料速度为200-400转/分钟。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明制备的抗菌增韧聚丙烯管材，加入了偶联剂改性抗菌纤维，提高了材料的拉伸强度和抗菌性，抗菌长效性好、对人体无危害。加入了纳米氧化银改性epdm粉末，提高了材料韧性和弹性，并进一步提升了材料的抗菌性。加入了端羟基树枝状聚酯稀土配合物，不仅能够起偶联剂作用，其结构末端的羟基能够与聚丙烯结构中不饱和双键发生反应，使材料形成网状交联结构，从而提高了材料的力学强度。本发明制得的抗菌增韧聚丙烯管材，力学强度高、韧性和抗菌效果好，适用于建筑水管，家用自来水管等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材，基本配方和重量比组成为：无规共聚聚丙烯25份、硅烷偶联剂改性甲克素纤维14份、环氧丁烷5份、纳米氧化银改性epdm粉末10份、马来酸酐接枝sebs4份、端羟基树枝状聚酯稀土配合物6份、偶联剂改性纳米炭黑8份、抗氧剂1份。
上述的抗菌增韧聚丙烯管材，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌10min，混合均匀；
（2）将上述步骤（1）混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出，即得聚丙烯管材；加工工艺如下：加工温度为160℃，螺杆转速为400转/分钟，喂料速度为200转/分钟。
实施例2
一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材，基本配方和重量比组成为：无规共聚聚丙烯35份、硅烷偶联剂改性甲克素纤维22份、环氧戊烷16份、纳米氧化银改性epdm粉末18份、马来酸酐接枝epdm12份、端羟基树枝状聚酯稀土配合物14份、偶联剂改性纳米炭黑15份、抗氧剂4份。
上述的抗菌增韧聚丙烯管材，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌60min，混合均匀；
（2）将上述步骤（1）混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出，即得聚丙烯管材；加工工艺如下：加工温度为210℃，螺杆转速为600转/分钟，喂料速度为400转/分钟。
实施例3
一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材，基本配方和重量比组成为：无规共聚聚丙烯30份、硅烷偶联剂改性甲克素纤维17份、环氧戊烷10份、纳米氧化银改性epdm粉末14份、马来酸酐接枝sebs8份、端羟基树枝状聚酯稀土配合物10份、偶联剂改性纳米炭黑12份、抗氧剂2份。
上述的抗菌增韧聚丙烯管材，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌30min，混合均匀；
（2）将上述步骤（1）混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出，即得聚丙烯管材；加工工艺如下：加工温度为180℃，螺杆转速为500转/分钟，喂料速度为300转/分钟。
实施例4
一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材，基本配方和重量比组成为：无规共聚聚丙烯27份、硅烷偶联剂改性甲克素纤维16份、环氧戊烷7份、纳米氧化银改性epdm粉末12份、马来酸酐接枝sebs5份、端羟基树枝状聚酯稀土配合物7份、偶联剂改性纳米炭黑10份、抗氧剂2份。
上述的抗菌增韧聚丙烯管材，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌20min，混合均匀；
（2）将上述步骤（1）混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出，即得聚丙烯管材；加工工艺如下：加工温度为180℃，螺杆转速为450转/分钟，喂料速度为250转/分钟。
实施例5
一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材，基本配方和重量比组成为：无规共聚聚丙烯33份、硅烷偶联剂改性甲克素纤维20份、环氧丁烷14份、纳米氧化银改性epdm粉末16份、马来酸酐接枝sebs10份、端羟基树枝状聚酯稀土配合物12份、偶联剂改性纳米炭黑13份、抗氧剂3份。
上述的抗菌增韧聚丙烯管材，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌50min，混合均匀；
（2）将上述步骤（1）混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出，即得聚丙烯管材；加工工艺如下：加工温度为200℃，螺杆转速为550转/分钟，喂料速度为350转/分钟。
对比例1
与实施例1不同的是，加工过程不加硅烷偶联剂改性甲克素纤维，其它条件不变。
对比例2
与实施例1不同的是，加工过程不加环氧丁烷，其它条件不变。
对比例3
与实施例1不同的是，加工过程不加纳米氧化银改性epdm粉末，其它条件不变。
对比例4
与实施例1不同的是，加工过程不加马来酸酐接枝sebs，其它条件不变。
对比例5
与实施例1不同的是，加工过程不加端羟基树枝状聚酯稀土配合物，其它条件不变。
对比例6
与实施例1不同的是，加工过程以未改性纳米炭黑替代偶联剂改性纳米炭黑，其它条件不变。
性能测试
测试结果见表1所示：
表1
从表1中可以看出，对比实施例1-5和对比例1-6，实施例1-5的拉伸强度、缺口冲击强度和断裂伸长率有明显的提高，压缩永久变形降低，抗菌性能提高。从以上数据说明，本发明制备的抗菌增韧聚丙烯管材，力学强度高、韧性和抗菌效果好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。