本发明涉及饮水管道技术领域,更具体的说是涉及一种洁净抑菌直饮水入户支管道用pvc-c合金材料配方及成型技术。
背景技术：
管道直饮水系统作为一种新型的饮水方式，具有卫生安全可控、运行节能环保、饮用健康方便等巨大优势。因此倡导城市卫生安全饮水，推广优质健康的直饮水工程十分必要。而在引入直饮水系统的同时，需要关注直饮水的运营与维护问题，杜绝水质输送过程的管道二次污染问题，使直饮水工程得到健康、稳步的发展。
与供水系统内主管道中水体一直处于流动状态不同，家庭用水时段相对集中，因此分支入户的管道内水体并非一直流动状态。通常来说，管道内的水体停留时间越长，就越容易因水体静止而滋生更多细菌，带来入户水质的二次污染。因此，想要满足大规模、高效率、低成本的直饮水输送任务，除了市政水厂改善水质，或水体入户的二次超滤净化外，提升入户输水支管道的抗菌性能更加重要。
现有的pvc-c材料熔体黏度大，在加工过程中材料易于分解，早期的pvc-c管道加工配方中常使用铅、镉高毒性重金属盐类稳定剂，管道被重金属污染，在环保、卫生、安全方面存在不足。而在pvc-c冷热水管道的材料配方中，虽然摒弃了铅、镉类高毒性重金属盐类，改用低毒性的有机锡类稳定剂，相对提高了pvc-c冷热水管道的卫生安全性。但也存在有机锡稳定剂过量使用问题，部分有机锡类稳定剂的环境毒性仍然存在技术争议，人们更加青睐无毒的钙锌复合盐类稳定剂的使用。但是在pvc-c材料加工中，普通钙锌盐类复合稳定剂却难以满足pvc-c材料成型加工的需求。
因此，如何提供一种可以解决上述问题的洁净抑菌直饮水入户支管道用pvc-c合金材料配方及成型技术是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种既能满足大规模、高效率、低成本的直饮水输送任务，又能提升户输水支管道的抗菌性能更加重要的洁净抑菌直饮水入户支管道用pvc-c合金材料配方及成型技术。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种洁净抑菌直饮水入户支管道用pvc-c合金材料配方，其特征在于，该配方组分按质量份数复配比例为：pvc-c树脂85～92份，由轻度氯化的hdpe和丙烯酸酯接枝形成的互穿网络共聚物8～15份，有机硅分散剂0.3～0.8份，不含重金属物质的复合稳定剂3～6份，润滑剂0.5～1.5份，抗老化剂2～4份。
优选的，所述pvc-c树脂为氯含量为67～69％的pvc-c树脂。
优选的，所述分散剂为粉状或液体状有机硅类添加剂中的至少1种。
优选的，在上述一种洁净抑菌直饮水入户支管道用pvc-c合金材料配方及成型技术中，所述不含重金属物质的复合稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸钡、甘油锌络合物、双甘油钙、层状双金属(铝镁)复合氢氧化物、结晶性铝硅酸盐、氧化钙、氧化镁、硬脂酰苯甲酰甲烷、双季戊四醇、山梨醇酐单硬脂酸酯、环氧大豆油、亚磷酸三苯酯、已二酸甘油酯、1010抗氧剂中至少其中7种材料复配。
优选的，所述润滑剂为pe蜡、ope蜡、和中性羟基脂肪酸复合醇酯的固体润滑剂中的1～3种。
优选的，所述抗老化剂为金红石钛白粉、色粉的复合助剂。
优选的，所述成型技术采用以下作业步骤：
步骤一，用中速混料机c1将不含重金属物质复合稳定剂按组份配比预混均匀，冷却后按需称量使用；
步骤二，用高低速混料机c2先后投入pvc-c树脂、轻度氯化的hdpe和丙烯酸酯接枝形成的互穿网络共聚物、有机硅分散剂低速搅拌均匀，继续投入复合稳定剂、润滑剂、抗老化剂等加工助剂，经高速混合均匀并冷却后制得pvc-c合金树脂，至少储存8～24小时用于后熟化材料；
步骤三，将所述步骤二制得的pvc-c合金树脂用双螺杆挤出机j3通过成型模具挤出为pvc-c管胚，并迅速将管胚进入真空箱成型为pvc-c合金直饮水入户支管道，其公称直径(mm)范围：dn15mm～dn80mm，壁厚s4～s6.3规格。
优选的，所述中速混料机c1的规格为：100～150l，转速200～500r/min，预混温度：45～50℃，将不含重金属物质复合稳定剂按组份配比预混均匀，冷却后按需称量使用。
优选的，所述高低速混料机c2的规格为：300/500l，热混温度：110℃～120℃，冷混温度：45℃～55℃；先后投入pvc-c树脂、轻度氯化的hdpe和丙烯酸酯接枝形成的互穿网络共聚物、有机硅分散剂低速搅拌均匀，搅拌温度到40℃～65℃，继续投入复合稳定剂、润滑剂、抗老化剂等加工助剂，经高速混合均匀，搅拌温度到110℃～120℃，并冷却到45℃～55℃后制得pvc-c合金树脂，至少储存8～24小时用于后熟化材料。
优选的，所述双螺杆挤出机j3为045锥双挤出机，双螺杆安装导热油冷却系统，成型模具m4的口模、芯棒中间成型部分为内曲面增压结构，其内曲面径向比值1.05～1.15，长径比1.5～2.5，真空箱y5真空最大吸附力不低于0.06mpa；将制得的pvc-c合金树脂通过成型模具挤出为pvc-c管胚，并迅速将管胚进入真空箱成型为pvc-c合金直饮水入户支管道，pvc-c合金管胚的挤出温度145℃～205℃，成型模具压力控制在20mpa～27mpa，挤出机主机真空≥0.08mp。
优选的，本发明的洁净抑菌直饮水入户支管道取样测量管道尺寸、物理性能应符合相关标准要求。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下特点：
(1)使用的原料和加工助剂不含铅、锡、镉类重金属物质，管道在使用过程中无重金属物质溶出，有效消除了重金属物质对直饮水管道的二次污染；
(2)适用dn15mm～dn80mm规格的直饮水入户支管道挤出加工，使直饮水入户支管道的抑菌、洁净、环境、卫生、安全等性能得到全面提升和改善；
(3)pvc-c具有独特的抑制细菌增长的能力,它不仅无法提供细菌所需的养分,更能有效抑制水体中病菌的繁殖速度。pvc-c管道内细菌生长率为pp-r管1/45、pe-x管1/60、铜管1/6、钢管1/4，因此不会对管道系统内的水质产生二次污染，是民用冷热水、直饮水输送的优良管道；
(4)由轻度氯化的hdpe和丙烯酸酯接枝形成的互穿网络共聚物具有独特的柔韧弹性功能，流动性好，与pvc-c同为极性材料，且两种材料间的相容性极佳；
(5)满足管道的抑菌、洁净、环境、卫生、安全性能的同时，也使管道在耐水压的强度、抗冲击的韧性、耐热的维卡软化度等方面的性能得到综合保障；
(6)选用钙盐、锌盐、铝盐、镁盐及脂酸酯类环保卫生材料复配稳定剂。复合稳定剂中不含铅、锡、镉类重金属物质，消除了重金属物质对pvc-c(合金)材料的污染。复合稳定剂通过抑制、络合、中和、吸附等手段，有效阻隔、延缓pvc-c熔体材料在加工中的分解速率，获得稳定的产品成型周期。同时在合金材料、抗老化剂、润滑剂的使用上注重对pvc-c熔体流动性的改善，适用dn15mm～dn80mm规格的pvc-c(合金)洁净抑菌直饮水入户支管道挤出加工；
(7)本发明具有独特的抑制细菌增长的能力,管道内外壁光滑，摩阻系数150，能大量减少水中微量杂质累积及菌类藻类附着孳生机会，使pvc-c合金洁净抑菌直饮水入户支管道在洁净、抑菌、环境、卫生、安全等方面得到全面提升和改善，分支入户水质更加洁净、安全、卫生。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例一：
该配方组分按质量份数复配比例为：pvc-c树脂87.5份，由轻度氯化的hdpe和丙烯酸酯接枝形成的互穿网络共聚物12.5份，有机硅分散剂0.5份，不含重金属物质的复合稳定剂4.8份，润滑剂1.2份，抗老化剂2.7份；
成型过程采用以下作业步骤：
步骤一，用中速混料机c1将不含重金属物质复合稳定剂按组份配比预混均匀，冷却后按需称量使用；
步骤二，用高低速混料机c2先后投入pvc-c树脂、轻度氯化的hdpe和丙烯酸酯接枝形成的互穿网络共聚物、有机硅分散剂低速搅拌均匀，继续投入复合稳定剂、润滑剂、抗老化剂等加工助剂，经高速混合均匀并冷却后制得pvc-c合金树脂，储存16小时用于后熟化材料；
步骤三，将步骤二制得的pvc-c合金树脂用双螺杆挤出机j3通过成型模具挤出为pvc-c管胚，并迅速将管胚进入真空箱成型为dn20mmpvc-c合金直饮水入户支管道，其公称直径dn20mm，管道平均外径标准：20.05～20.3mm，壁厚标准：2.3～2.8mm；其取样测量管道尺寸、物性、水质、抑菌能力等指标如下表所示，结果符合相关标准要求；
其中，pvc-c树脂为氯含量为67.3％的挤出级pvc-c树脂；
轻度氯化的hdpe和丙烯酸酯接枝形成的互穿网络共聚物acm-p1；
分散剂为粉状有机硅类添加剂tegomere525；
不含重金属物质的复合稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁、甘油锌络合物、层状双金属(铝镁)复合氢氧化物、结晶性铝硅酸盐、氧化钙、硬脂酰苯甲酰甲烷、双季戊四醇以及1010抗氧剂9种材料复配；
润滑剂为pe蜡、ope蜡和中性羟基脂肪酸复合醇酯的固体润滑剂g12；
抗老化剂为金红石钛白粉、色粉的复合助剂；
中速混料机c1规格：100l，转速350r/min，预混温度：50℃，将不含重金属物质复合稳定剂按组份配比预混均匀，冷却后按需称量使用；
高低速混料机c2的规格：300/500l，300/500l，热混温度：112℃，冷混温度：48℃。先后投入pvc-c树脂、轻度氯化的hdpe和丙烯酸酯接枝形成的互穿网络共聚物、有机硅分散剂低速搅拌均匀，搅拌温度到55℃。继续投入复合稳定剂、润滑剂、抗老化剂等加工助剂，经高速混合均匀，搅拌温度到112℃。并冷却到48℃后制得pvc-c合金树脂，密封储存16小时后熟化材料。
双螺杆挤出机j3为045锥双挤出机，双螺杆安装导热油冷却系统。dn20mm成型模具m4的口模、芯棒中间成型部分为内曲面增压结构，其内曲面径向比值1.05，长径比1.8，真空箱y5真空吸附力0.06mpa。将制得的pvc-c合金树脂通过成型模具挤出为pvc-c管胚，并迅速将管胚进入真空箱成型为dn20mmpvc-c(合金)直饮水入户支管道。pvc-c合金管胚的挤出温度145℃～205℃，成型模具压力控制在23mpa～24mpa，挤出机主机真空0.09mpa。
dn20mmpvc-c合金洁净抑菌直饮水入户支管道物性测试结果(如下表)。
dn20mmpvc-c(合金)新型洁净抑菌直饮水入户支管道水质测试结果(如下表)。
dn20mmpvc-c(合金)新型洁净抑菌直饮水入户支管道抑菌测试结果(如下表)。
由上表可知：本发明在抑菌、洁净、环境、卫生、安全等性能上均得到全面提升和改善。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。