专利名称：纳米级抗菌塑料给水管制作方法
技术领域：
本发明涉及用于建筑材料，更具体地指一种纳米级抗菌塑料给水管制作方法。
在建筑材料中，塑料管作为镀锌钢管替代品的新一代给水管，在给水质量上发生了一次巨大的飞跃，但塑料管作为给水管，尤其是作为饮用水到用户的分支给水管道的缺点在于容易引起细菌在给水管内表面的滋生。据1996年世界卫生组织调查结果报道，人类80％的疾病与饮水有关，特别是与被病菌感染的饮水有关，大约60％以上的疾病是通过饮水传播的。目前解决传统的塑料给水管对饮用水污染办法主要采用臭氧杀菌以及增加循环管道，减少水在给水管道的停留时间，但这样又使得饮用水的成本大幅上升。由此可见，开发新一代的抗菌塑料给水管才是根本解决塑料给水管所滋生的细菌对人体感染的途径。
为此，本发明的目的是针对传统塑料给水管存在的缺点，提出一种纳米级抗菌塑料给水管制作方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，该纳米级抗菌塑料给水管制作方法依次包括以下步骤a，将纳米材料、酞酸酯按比例进行预混合，得到预混合料；b，再将由上述步骤a所得到的预混合料与抗菌剂及树脂按比例再进行混合，得到混合料；c，将由上述步骤b所得到的混合料置于挤出机中进行挤出造料，得到纳米复合抗菌母料；d，将上述步骤c所得到的纳米复合抗菌母料进行烘干、脱水；e，最后将烘干、脱水后的纳米复合抗菌母料与树脂按比例再进行混合，混合后再置于挤出机中进行挤压成型。
所述的步骤a中，纳米材料选用二氧化钛，纳米材料与酞酸酯的混合比为50∶1到100∶1；
所述的步骤b中，所说的预混合料、抗菌剂和树脂的比例分别为10∶20∶100；所述的步骤e中，所说的母料与树脂的比例为1∶20。
所说的抗菌剂和树脂分别选用氧化锌和聚丙烯；在制作预混合料时，再添加少量的分散剂液体石蜡。
所述的步骤a和步骤b中，预混合温度和预混合温度均为摄氏20度左右；所述的步骤d中，将纳米复合抗菌母料进行烘干的温度为摄氏80度左右。
本发明采用了上述将纳米材料与抗菌剂用于塑料给水管的制作方法，由于纳米材料本身特别显著的增强、增纫、抗紫外等优点，使塑料给水管的力学性能、表面状况、热稳定性、以及抗老化性能得到明显改善；同时由于抗菌剂的使用，改变了人们对给水管传统的观念和提高了饮用水的质量，具体的优点从以下几个方面体现出来，1．耐温性＞300℃；2．持久性在正常使用情况下，抗菌性寿命在50年以上，与给水管同寿命；3．高效性用量小于1％，与非抗菌型塑料给水管相比，增加成本仅在10％以内；4．卫生性无毒、无味、不迁出，符合国家有关标准；5．抗菌性常温下对革兰式阴、阳性细菌如大肠杆菌、金黄葡萄球菌、肺炎球菌及真菌均有效，有良好的杀菌与抑菌效果，且杀菌率可达90％以上；6．表面性能光洁度良好，外表面及内表面光滑，无凸起及凹陷现象；7．力学性能；达到或超过国家相关标准，并达到国外相应标准；8．抗老化性给水管在长期使用条件下不变色，力学性能不下降。
下面结合实施例，对本发明作一详细地说明本发明的纳米级抗菌塑料给水管制作方法依次包括以下步骤a，将纳米材料、酞酸酯按比例进行预混合，得到预混合料，添加酞酸酯偶联剂，是由于纳米材料与树脂基体的亲和性较差，不能在纳米材料与树脂基体之间形成有效的结合，导致纳米材料的多个优良性能不能得到体现，添加酞酸酯后，可以使整个基体材料具有纳米材料的特性；b，再将由上述步骤a所得到的预混合料与抗菌剂及树脂按比例再进行混合，得到混合料(在本发明中，所使用的抗菌剂一般是将抗菌粉体或抗菌母料与树脂混合，通过各种高分子成型方法，制成各种制品)；c，将由上述步骤b所得到的混合料置于挤出机中进行挤出造料，得到纳米复合抗菌母料；d，将上述步骤c所得到的纳米复合抗菌母料进行烘干、脱水；e，最后将烘干(对母粒烘干驱除水分，是后道挤出工艺对原料的要求)、脱水后的纳米复合抗菌母料与树脂按比例再进行混合，混合后再置于挤出机中进行挤压成型。
所述的步骤a中，纳米材料选用二氧化钛，纳米材料与酞酸酯的混合比为50∶1到100∶1；所述的步骤b中，所说的预混合料、抗菌剂和树脂的比例分别为10∶20∶100；所述的步骤e中，所说的母料与树脂的比例为1∶20。
所说的抗菌剂和树脂分别选用氧化锌和聚丙烯；在制作预混合料时，再添加少量的分散剂液体石蜡，添加分散剂液体石蜡，其原因是树脂颗粒与纳米粉末以及抗菌粉末混合，颗粒与粉末的混合不好，会使得制品表面易产生色差及花斑，制品各部分成分有差异等质量问题，添加液体石蜡，可以显著提高材料的混合效果，改善制品的性能；所述的步骤a和步骤b中，预混合温度和预混合温度均为摄氏20度左右；所述的步骤d中，将纳米复合抗菌母料进行烘干的温度为摄氏80度左右，实施例1，1．将纳米材料与酞酸酯按照100/1的比例以及少量分散剂液体石蜡预混合，然后在高速混合机中混合，混合温度为20℃，通冷却水带走混合产生的热量，混合时间为15分钟左右。
2．将由1所得的混合料与抗菌剂及嵌段共聚聚丙烯按照10/20/100的比例预混合，后在低速混合机中混合，混合温度为20℃，混合时间为10分钟左右，将混合料通过双螺杆挤出机按照一定的加工工艺挤出造粒，得到纳米复合抗菌母粒。
3．将由2得到的母粒早在80℃左右烘干60分钟，驱除水分，然后与聚丙烯按照1/20的比例在低速混合机中混合，混合温度为20℃，混合时间为10分钟左右，将混合料通过挤出机以及特定的塑料加工设备按照一定的加工工艺挤出成型，得到各种规格的塑料给水管及管接件。
实施例2，1．将纳米TiO2与酞酸酯按照50/1的比例以及少量分散剂液体石蜡预混合，然后在高速混合机中混合，混合温度为室温，通冷却水带走混合产生的热量，混合时间为15分钟。
2．将由1所得的混合料与抗菌剂ZnO及聚丙烯按照10/20/100的比例预混合，后在低速混合机中混合，混合温度为室温，混合时间为10分钟，将混合料通过双螺杆挤出机按照一定的加工工艺挤出造粒，得到粒径均匀直径2-3mm，长3-5mm的纳米复合抗菌母粒。
3．将由2得到的纳米复合抗菌母粒与嵌段共聚聚丙烯按照1/20的比例在低速混合机中混合，混合温度为室温，混合时间为10分钟，将混合料通过特定的塑料加工设备按照一定的加工工艺挤出成型，得到各种规格的给水管及管接件。
用本发明的上述方法制造的塑料给水管即PPR给水管，抗菌性能良好，达到国家抗菌测试标准，并通过国家卫生标准；给水管力学性能良好，超过德国DIN8078标准，通过纳米材料的添加，给水管抗老化性能及刚性、韧性显著提高，可以使用国产PPR原料替代进口原料，节约成本。
同时，对上述塑料采用GB15979-1995和卫生部《消毒技术规范》第三版(1999年11月)第一分册实验技术规范的方法进行抗菌性的测试，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的杀菌率高达99％，说明通过本发明的技术方案后，其目的已达到。
权利要求
1.一种纳米级抗菌塑料给水管制作方法，其特征在于，该方法依次包括以下步骤a，将纳米材料、酞酸酯按比例进行预混合，得到预混合料；b，再将由上述步骤a所得到的预混合料与抗菌剂及树脂按比例再进行混合，得到混合料；c，将由上述步骤b所得到的混合料置于挤出机中进行挤出造料，得到纳米复合抗菌母料；d，将上述步骤c所得到的纳米复合抗菌母料进行烘干、脱水；e，最后将烘干、脱水后的纳米复合抗菌母料与树脂按比例再进行混合，混合后再置于挤出机中进行挤压成型。
2.如权利要求1所述的纳米级抗菌塑料给水管制作方法，其特征在于所述的步骤a中，纳米材料选用二氧化钛，纳米材料与酞酸酯的混合比为50∶1到100∶1；所述的步骤b中，所说的预混合料、抗菌剂和树脂的比例分别为10∶20∶100；所述的步骤e中，所说的母料与树脂的比例为1∶20。
3.如权利要求1或2所述的纳米级抗菌塑料给水管制作方法，其特征在于所说的抗菌剂和树脂分别选用氧化锌和聚丙烯；在制作预混合料时，再添加少量的分散剂液体石蜡。
4.如权利要求1所述的纳米级抗菌塑料给水管制作方法，其特征在于所述的步骤a和步骤b中，预混合温度和预混合温度均为摄氏20度左右；所述的步骤d中，将纳米复合抗菌母料进行烘干的温度为摄氏80度左右。
全文摘要
本发明公开了一种纳米级抗菌塑料给水管制作方法，包括以下步骤将纳米材料、酞酸酯按比例进行预混合；再将预混合料与抗菌剂及树脂按比例再进行混合；将得到的混合料置于挤出机中进行挤出造料，得到母料；将母料进行烘干、脱水；最后将母料与树脂按比例再进行混合并置于挤出机中进行挤压成型。用本发明方法制作的塑料给水管的力学性能、表面状况、热稳定性、以及抗老化性能得到明显改善；同时提高了人们饮用水质量。
文档编号B29D23/00GK1316328SQ01105328
公开日2001年10月10日 申请日期2001年2月13日 优先权日2001年2月13日
发明者崔新宇, 吴佳林 申请人:上海维安新型建筑材料有限公司