一种抗菌耐用双层PE管及其制造方法与流程

本发明涉及新型供水管材技术领域，特别涉及一种抗菌耐用双层pe管及其制造方法。

背景技术：

有害细菌一直是影响人类健康和寿命的主要因素之一。在日常生活中，给水管材会不可避免地携带到各种病菌，例如霉菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等等。世界范围内，因细菌传染而引起的包括霍乱、肺炎、疟疾、结核病和肝炎等导致人类死亡的事件频频发生，触目惊心。1996年日本发生了全国范围的病原性大肠杆菌0-157感染事件；还有最常见的“冰箱综合症”等，都是有害细菌感染造成；2003年，我国发生的“sars”病毒感染事件以及近几年“禽流感”的流行，都曾一度引起全世界的恐慌。

pe管有着优异的耐腐蚀性、耐热性、保温性能、卫生无毒，可以直接应用于饮用水管，且重量轻，管道内流体阻力小，管壁内壁光滑，流体阻力远低于金属管道。但是，长期使用后，管壁表面会有大量细菌、微生物等滋生并附着，很难通过水的自然压力冲洗干净，这些滋生的细菌、微生物等严重影响了用水的安全性，威胁人们的健康。

通常，持久性强的无机抗菌剂成本比较高昂，如果管材直接混杂无机抗菌剂，那么成本将高昂到无法接受，并且强度不够，如若再添加增韧剂，又需要再次提高无机抗菌剂的用量以保证溶出浓度，又进一步推高了成本，所以使用共挤出制成多层管材既能降低抗菌剂带来的成本提升，又能保证管道整体的韧性。

授权公号cn104235521b提供了一种一种抗菌pe管，但是这种pe管材内层仅仅是简单的将银-二氧化钛纳米粒子与pe共混，外层未做任何改性，所以管材整体韧性不佳，而且又使用了昂贵的钛酸四丁酯，而且二氧化钛在无光环境下抗菌效果不佳，溶出的钛离子也不为人所需。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种抗菌耐用双层pe管，具有在不大幅度提高成本的条件下实现优异的抗菌增韧效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种抗菌耐用双层pe管，包括内层和外层，所述外层使用增韧pe改性颗粒制成，所述内层使用抗菌pe改性颗粒制成，

所述增韧pe改性颗粒包括以下材料：

以质量份数计取pe树脂120-150份，碳酸钙5-6份，硬脂酸钙1-2份，玻璃纤维2-3份，钛白粉1-3份，增容改性膨润土6-8份，马来酸酐接枝聚乙烯-醋酸乙烯共聚物1-1.5份，马来酸酐0.1-0.5份；

所述抗菌pe改性颗粒包括以下材料：

以质量份数计取pe树脂120-150份，碳酸钙5-6份，硬脂酸钙1-2份，抗菌改性膨润土6-8份，炭黑3-4份，马来酸酐接枝聚乙烯1-1.5份。

作为本发明的进一步改进，所述增容改性膨润土是包括以下材料：

以质量份数计膨润土2-3份，十六烷基三甲基溴化铵溶液30-40份，硫酸铝溶液30-40份。

作为本发明的进一步改进，所述抗菌改性膨润土包括以下材料：

以质量份数计增容改性膨润土2-4份、硝酸锌0.05-0.1份、硝酸银0.05-0.1份、十二烷基苯磺酸钠0.1-0.4份。

作为本发明的进一步改进，所述十六烷基三甲基溴化铵溶液浓度为0.02mol/l，硫酸铝溶液浓度为5g/l。

一种抗菌耐用双层pe管的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

s1.前处理，取膨润土，加入十六烷基三甲基溴化铵溶液和硫酸铝溶液，保温条件下搅拌8小时，静置2小时后，洗涤、烘干、研磨、过筛，得到增容改性膨润土，取增容改性膨润土，加入十二烷基苯磺酸钠、硝酸银、硝酸锌和10份纯水，保温搅拌12小时后，烘干、煅烧、研磨、过筛，得到抗菌改性膨润土。

s2.混合造粒，将增容改性膨润土，pe树脂，碳酸钙，硬脂酸钙，玻璃纤维，钛白粉，马来酸酐接枝聚乙烯-醋酸乙烯共聚物，马来酸酐，加入挤出机低速搅拌挤出造粒，得到增韧pe改性颗粒；将pe树脂，炭黑，碳酸钙，硬脂酸钙，抗菌改性膨润土，马来酸酐接枝聚乙烯加入挤出机低速搅拌挤出造粒，得到抗菌pe改性颗粒。

s3.挤出成型，以质量份数计取增韧pe改性颗粒70-80份设置在外层，抗菌pe改性颗粒10-20份设置在内层，以共挤出成型，得到抗菌耐用双层pe管。

作为本发明的进一步改进，所述s1.前处理中，增容改性膨润土的保温温度为60-70℃，搅拌速率为200r/min，烘干温度为110-120℃；抗菌改性膨润土的保温温度为60-70℃，搅拌温度为250r/min，煅烧温度为180-220℃，煅烧时间3小时。

本发明的有益效果是：将传统pe管材的增韧和抗菌两个需求以制备两种不同的颗粒共挤出实现，在内层做抗菌改性，在外层做增韧改性，大大降低了抗菌改性所需的成本，同时使用膨润土同时负载银和氧化锌，氧化锌可以替代部分杀菌效果，降低银的使用量，膨润土可以使得银和氧化锌分布更加均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明立体结构图。

图中，1、外层；2、内层。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

s1.前处理，以质量份数计取膨润土2.5份，加入十六烷基三甲基溴化铵溶液36份和硫酸铝溶液36份，65℃保温条件下搅拌8小时，静置2小时后，洗涤、120℃烘干、研磨、过筛，得到增容改性膨润土，取增容改性膨润土，加入0.2份十二烷基苯磺酸钠、0.08份硝酸银、0.1份硝酸锌和10份纯水，65℃保温搅拌12小时后，烘干、200℃煅烧3小时、研磨、过筛，得到抗菌改性膨润土。

s2.混合造粒，以质量份数计将140份pe树脂，5.5份碳酸钙，2份硬脂酸钙，2.5份玻璃纤维，2份钛白粉，7.8份增容改性膨润土，1.2份马来酸酐接枝聚乙烯-醋酸乙烯共聚物，0.3份马来酸酐，加入挤出机低速搅拌挤出造粒，得到增韧pe改性颗粒；将140份pe树脂，5.5份碳酸钙，2份硬脂酸钙，7.5份抗菌改性膨润土，炭黑3.5份，1.3份马来酸酐接枝聚乙烯加入挤出机低速搅拌挤出造粒，得到抗菌pe改性颗粒。

s3.挤出成型，以质量份数计取增韧pe改性颗粒75份设置在外层1，抗菌pe改性颗粒15份设置在内层2，以共挤出成型，得到抗菌耐用双层pe管。

实施例2

s1.前处理，以质量份数计取膨润土3份，加入十六烷基三甲基溴化铵溶液30份和硫酸铝溶液40份，60℃保温条件下搅拌8小时，静置2小时后，洗涤、120℃烘干、研磨、过筛，得到增容改性膨润土，取增容改性膨润土，加入0.1份十二烷基苯磺酸钠、0.1份硝酸银、0.05份硝酸锌和10份纯水，70℃保温搅拌12小时后，烘干、180℃煅烧3小时、研磨、过筛，得到抗菌改性膨润土。

s2.混合造粒，以质量份数计将150份pe树脂，5份碳酸钙，2份硬脂酸钙，3份玻璃纤维，3份钛白粉，6份增容改性膨润土，1.5份马来酸酐接枝聚乙烯-醋酸乙烯共聚物，0.1份马来酸酐，加入挤出机低速搅拌挤出造粒，得到增韧pe改性颗粒；将150份pe树脂，5份碳酸钙，2份硬脂酸钙，6份抗菌改性膨润土，炭黑4份，1份马来酸酐接枝聚乙烯加入挤出机低速搅拌挤出造粒，得到抗菌pe改性颗粒。

s3.挤出成型，以质量份数计取增韧pe改性颗粒80份设置在外层1，抗菌pe改性颗粒10份设置在内层2，以共挤出成型，得到抗菌耐用双层pe管。

实施例3

s1.前处理，以质量份数计取膨润土2份，加入十六烷基三甲基溴化铵溶液40份和硫酸铝溶液30份，70℃保温条件下搅拌8小时，静置2小时后，洗涤、110℃烘干、研磨、过筛，得到增容改性膨润土，取增容改性膨润土，加入0.4份十二烷基苯磺酸钠、0.05份硝酸银、0.1份硝酸锌和10份纯水，60℃保温搅拌12小时后，烘干、220℃煅烧3小时、研磨、过筛，得到抗菌改性膨润土。

s2.混合造粒，以质量份数计将120份pe树脂，6份碳酸钙，1份硬脂酸钙，3份玻璃纤维，1份钛白粉，8份增容改性膨润土，1份马来酸酐接枝聚乙烯-醋酸乙烯共聚物，0.5份马来酸酐，加入挤出机低速搅拌挤出造粒，得到增韧pe改性颗粒；将120份pe树脂，6份碳酸钙，1份硬脂酸钙，8份抗菌改性膨润土，炭黑3份，1.5份马来酸酐接枝聚乙烯加入挤出机低速搅拌挤出造粒，得到抗菌pe改性颗粒。

s3.挤出成型，以质量份数计取增韧pe改性颗粒70份设置在外层1，抗菌pe改性颗粒20份设置在内层2，以共挤出成型，得到抗菌耐用双层pe管。

对比例1

以质量份数计将140份pe树脂，5.5份碳酸钙，2份硬脂酸钙，2.5份玻璃纤维，2份钛白粉，1.2份马来酸酐接枝聚乙烯-醋酸乙烯共聚物，0.3份马来酸酐，加入挤出机低速搅拌挤出造粒，得到pe改性颗粒

s3.挤出成型，将pe改性颗粒挤出得到pe改性管。

取实施例1、2、3和对比例1制成的样品，分别以标准《gb/t1040.1-2006塑料拉伸性能的测定》测试拉伸强度和拉伸伸长率；以标准《gb/t1043.1-2008塑料简支梁冲击性能的测定》测试缺口冲击强度；以标准《jc/t939-2004建筑用抗菌塑料管抗细菌性能》为方法，以对比例1为空白式样测试抗菌率；在内部充水后加热50℃陈化16小时后再次测试抗菌率，结果如表1所示：

表1测试结果表

从表1中可以看出，实施例1、实施例2、实施例3与对比例1相比，韧性和抗菌性都有较大提升，但是在三个实施例中横向对比，实施例2韧性比较强，但是抗菌性能不足，按照《jc/t939-2004建筑用抗菌塑料管抗细菌性能》，实施例2没有抗菌耐久性，而实施例3中韧性较差，而且抗菌材料用量较多，成本较高，综上，实施例1综合性价比最高。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。