专利名称：一种抗菌塑料嵌包金属的水龙头水道组件及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水龙头水道组件，尤其是涉及一种抗菌塑料嵌包金属的水龙头水道组件及其制备方法。
背景技术：
进入21世纪以来，塑料制品已成为人们的日常生活中必不可少的一部分，其广泛应用于我们生活的每一个细节，例如在人们日常接触的各种家用电器(电话、洗衣机、电脑、电器开关等)当中已经大量采用了塑料制品。另一方面由于环境污染等原因的影响，这些人们日常接触的这些塑料制品的表面往往会带有大量的细菌，成为一个个细菌污染源和疾病传播源。据统计，全世界每年死亡人数中大约有1700万人是因细菌传染而引起的。那么发展和研究具有抗菌性能的新型镀层制品，对于改善人们的生活环境、减少疾病发生率、 保护人类身体健康等方面都具有十分重要的现实意义。耐热聚乙烯(PE-RT)树脂最早是由陶氏(DOW)化学公司开发的，20多年前开始应用于管道的生产。耐热聚乙烯(PE-RT)树脂是由辛烯和乙烯通过共聚改性得来的聚合物， 通过分子结构设计优化了辛烯共聚单体在主链上的位置和密度，从而使得PE-RT材料保留了传统聚乙烯优良的耐低温抗冲击性能，同时赋予PE-RT材料优异的静液压强度。PE-RT材料不需要复杂的交联工艺，因此保留了半结晶热塑性聚烯烃的可熔焊性，能采用所有焊接技术的进行连接。陶氏(DOW)化学公司研究开发出新一代PE-RT D0WLEX*2388 DOW已通过美国NSF认证。应用在饮水方面是完成安全的。PE-RT管材具有以下优点1)密度小，质量轻。2)卫生，不会污染所输送的介质。3)内表面光滑，不结垢，不滋生细菌，可以安全应用在饮用水输送等领域。不结垢， 水力特性好。4)化学稳定，对一般酸碱物质具有很好的抗腐蚀性，耐化学腐蚀性好，不生锈，使用寿命长。在工作温度为70摄氏度压力为0. 4MPa条件下，可安全使用50年以上。5)导热系数小，表面凝露少。6)静液压强度高，具有优异的耐内压水平。7)无需交联，可以熔融焊接，连接可靠快捷。8)绿色环保产品，可回收再利用。但是PE-RT管材由于柔韧性好，因此导致其机械强度不够，螺纹扭力差。目前，国内只是将PE-RT材料制作管材，由于PE-RT管的柔韧性好，导致其机械强度不够，螺纹扭力差，国内还没有将其用于水龙头水道组件。目前，水龙头水道部件主要采用金属铜、不锈钢、塑料(添加玻璃纤维)材料制作， 这些材料使用时间长了就会对水质产生污染，如铜中的铅会慢慢溶解在水质，塑料中的纤维也会溶解到水中对水质产生污染危害人体健康，同时对环境不友好。
中国专利C拟846938公开一种使用金属与塑料等材料的复合结构水龙头，包括一本体及一包覆层，该本体由一冷水道、一热水道、一出水道以及一阀室等多个金属组件接合所构成，该冷水道、该热水道以及该出水道的一端连通该阀室，该冷水道、该热水道以及该出水道的另一端分别在该复合结构水龙头形成使水流通的开口，该冷水道、该热水道、该出水道及该阀室中至少其一是金属部件；本体接合完成后将塑料包覆层包覆在本体外部，制成复合结构水龙头。中国专利CN201651500U公开一种复合型水龙头主体，所述的水龙头主体包括内水道、填充体和外壳所组成，内水道有进水孔和出水孔，在进水孔和出水孔的端部安有螺纹嵌件，所述的填充体为水泥或者石灰或者石膏所制成，所述的外壳为塑料材料所制成。将水龙头主体结构分为三层，包括内水道、填充体和外壳，三层采用三副模具制造，内水道采用塑料为原料，经注塑模注塑成型，进水孔、出水孔等内壁光滑；填充体采用水泥或者石膏或者石灰为原料，经浇注模灌注成型；外壳采用塑料，由注塑成型。整个水龙头主体，节省了大量的铜材，降低成本，效益十分显著；改善已有翻砂、清砂、打光等加工条件，克服车间和环境污染，提高工人健康，具有显著的进步，外壳表面处理容易，有利于真空镀膜。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可弥补耐热聚乙烯材料本身机械强度的不足，可达到金属铜、不锈钢水龙头水道的强度要求，可提升耐热聚乙烯水道组件整体性能，对环境和人体友好的抗菌塑料嵌包金属的水龙头水道组件及其制备方法。所述抗菌塑料嵌包金属的水龙头水道组件设有金属阀体、金属进水管、金属出水管和带三通的喷口抗菌出水管，所述金属阀体、金属进水管和金属出水管为一体金属部件， 在所述一体金属部件内注塑有内嵌抗菌阀体、内嵌抗菌进水管和内嵌抗菌出水管，所述内嵌抗菌阀体、内嵌抗菌进水管和内嵌抗菌出水管为一体注塑成型的抗菌水道部件，在所述带三通的喷口抗菌出水管的头部嵌有带螺纹的金属喷口，金属出水管和带三通的喷口抗菌出水管连接。所述一体注塑成型的抗菌水道部件内可采用添加有机抗菌剂或无机抗菌剂的塑料，所述塑料可选自聚乙烯(PE-RT)、聚苯醚(PPO)、聚甲醛(POM)、食品级聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯(PETG)等中的至少一种材料注塑；所述有机抗菌剂可选自二氯十辛基异噻唑啉酮(Dichlorooctylisothiazolinone， DC0IT，例如罗门哈斯公司vinyzene生产的产品)，3_(三甲氧甲硅烷基)丙基十八烷基二甲基氯化铵、DC5700(例如美国道康宁公司生产的产品)，10，10’ -氧代双吩恶砒(0ΒΡΑ， 例如托洛伊公司iTroy Corporation生产的产品)，磷酸酯复合物、PolySept L型抗菌剂 (例如聚合化学合金公司PolyChem Alloy生产的产品)，正-乙基-1，2-异噻唑啉-3-酮 (BBT)(例如美国ARCH公司生产的产品)抗菌剂等中的至少一种；有机抗菌剂的用量可为所述一体注塑成型的抗菌水道部件内添加有机抗菌剂或无机抗菌剂的塑料总质量的 0. 03% 1.0% ；所述无机抗菌剂可选自纳米银、纳米铜等中的至少一种；无机抗菌剂的用量可为所述一体注塑成型的抗菌水道部件内添加有机抗菌剂或无机抗菌剂的塑料总质量的 0. 01% 1. 0%o所述带三通的喷口抗菌出水管可采用添加有机抗菌剂或无机抗菌剂的塑料，所述塑料可选自聚乙烯(PE-RT)、聚苯醚(PPO)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(HDPE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯(PETG)等中的至少一种材料注塑；所述有机抗菌剂可选自二氯十辛基异噻唑啉酮(Dichlorooctylisothiazolinone，DC0IT，例如罗门哈斯公司vinyzene 生产的产品)，3-(三甲氧甲硅烷基)丙基十八烷基二甲基氯化铵、DC5700(例如美国道康宁公司生产的产品)，10，10’-氧代双吩恶砒(0ΒΡΑ，例如托洛伊公司Troy Corporation生产的产品)，磷酸酯复合物、PolySept L型抗菌剂(例如聚合化学合金公司PolyChem Alloy 生产的产品)，正-乙基-1，2-异噻唑啉-3-酮(BBT)(例如美国ARCH公司生产的产品)抗菌剂等中的至少一种；有机抗菌剂的用量可为所述带三通的喷口抗菌出水管内添加有机抗菌剂或无机抗菌剂的塑料总质量的0. 03% 1. 0%;所述无机抗菌剂可选自纳米银、纳米铜等中的至少一种；无机抗菌剂的用量可为所述带三通的喷口抗菌出水管内添加有机抗菌剂或无机抗菌剂的塑料总质量的0. 01% 1. O%。所述一体金属部件采用铜、铜合金、不锈钢、铝、铝合金、锌合金等中的一种材料制备。所述带螺纹的金属喷口可采用铜、铜合金、不锈钢、铝、铝合金、锌合金等中的一种材料制备。所述金属出水管和带三通的喷口出水管的连接方式可采用超声波焊接、挤压夹紧式连接、刚塑分离的转换活接头连接、热熔连接和电熔连接等中的至少一种。所述水道组件周围可填充加强型材料层，所述加强型材料层可选自水泥、陶瓷粉、 金属粉、金属氧化物粉、金刚沙、石英沙、玻璃纤维、不饱和树脂、环氧树脂、弹性树脂等中的至少一种材料层。所述塑料嵌包金属的水龙头水道组件的制备方法包括以下步骤1)采用二次包胶注塑方式在一体金属部件内注塑有内嵌抗菌阀体、内嵌抗菌进水管和内嵌抗菌出水管；2)注塑带三通的喷口抗菌出水管，在喷口抗菌出水管头部嵌有带螺纹的金属喷 Π ；3)将金属出水管和带三通的喷口抗菌出水管连接，即完成塑料嵌包金属的水龙头水道组件的制备。在步骤幻中，所述将金属水管和带三通的喷口抗菌出水管，可采用超声波焊接、 挤压夹紧式连接、刚塑分离的转换活接头连接、热熔连接和电熔连接等中的至少一种连接方法。在完成抗菌塑料嵌包金属的水龙头水道组件的制备后，还可以在连接好的整个水道组件周围填充增强型材料层，所述增强型材料层可采用陶瓷金属填充层或不饱和树脂金属填充层；所述填充增强型材料层的方法可采用注塑、浇注、浇灌等中的一种方法。与现有技术相比，本发明具有下列优点1)由于水龙头水道组件接触水的部分采用安全的环保材料，因此不会对水产生二次污染。2)由于水龙头水道组件受扭力和螺纹部分均采用金属坎肩，因此可达到金属水道组件的性能。3)比无铅铜水道组件成本低，按照爆破压测试标准ASME Al 12. 18. 1-2005测试结果表明本发明的塑料水龙头的爆破压达到IOOOI^i以上。4)由于采用已获得美国NSF认证的PE-RT材料，使用寿命长达50年，因此可保证本发明所述水龙头水道组件较长的使用寿命。5)由于内嵌塑料中添加了抗菌剂，能够很好的防止细菌在水道组件内部滋生细菌。塑料中添加了抗菌剂，其抗菌性能依据JIS Z2801 :2000 Antimicrobial-Test for antimicrobialactivity and efficacy 标准进行检测，抗菌效率达到 99. 9%。
图1为本发明所述抗菌塑料嵌包金属的水龙头水道组件实施例的结构组成示意图。在图1中，1金属阀体，2金属进水管，3内嵌抗菌阀体、4内嵌抗菌进水管，5金属出水管，6带三通喷口抗菌出水管，7内嵌抗菌出水管，8带螺纹的金属喷口。
具体实施例方式实施例1参见图1，所述抗菌PE-RT塑料嵌包金属的水龙头水道组件实施例设铜阀体1、铜进水管2、铜出水管5、和带三通的喷口抗菌出水管6，所述的铜阀体1、铜进水管2和铜出水管5为一体金属部件，在所述一体金属部件内注塑有内嵌抗菌阀体3、内嵌抗菌进水管4和内嵌抗菌出水管7，所述的内嵌抗菌阀体3、内嵌抗菌进水管4和内嵌抗菌出水管7为一体注塑成型的抗菌水道部件，在所述带三通的喷口抗菌出水管6的头部嵌有带螺纹的铜喷口 8。以下给出所述抗菌PE-RT塑料嵌包金属的水龙头水道组件实施例的制备方法采用二次包胶注塑方式在一体金属体内注塑有内嵌抗菌PE-RT塑料阀体3、内嵌抗菌PE-RT塑料进水管4和内嵌抗菌PE-RT塑料出水管7 ；注塑带三通的喷口抗菌PE-RT塑料出水管6，在喷口抗菌PE-RT塑料出水管6头部嵌有带螺纹的铜喷口 8 ；将铜出水管5和带三通的喷口抗菌PE-RT塑料出水管6通过挤压夹紧式连方法连接起来，即完成抗菌PE-RT 塑料嵌包金属的水龙头水道组件的制备。PE-RT塑料中添加的有机抗菌剂为美国ARCH公司的正-乙基，2_异噻唑啉-3-酮(BBT)的抗菌剂，其用量为PE-RT塑料重量的1. 0%。将制备好的PE-RT抗菌塑料组件按照爆破压测试标准ASME Al 12. 18. 1-2005测试结果表明本发明的抗菌塑料的水道组件爆破压达到1050I^i。PE-RT 抗菌塑料样品依据 JIS Z2801 :2000 Antimicrobial-Test for antimicrobial activity andefficacy标准进行检测，检测结果如表1所示。表 权利要求
1.一种抗菌塑料嵌包金属的水龙头水道组件，其特征在于设有金属阀体、金属进水管、 金属出水管和带三通的喷口抗菌出水管，所述金属阀体、金属进水管和金属出水管为一体金属部件，在所述一体金属部件内注塑有内嵌抗菌阀体、内嵌抗菌进水管和内嵌抗菌出水管，所述内嵌抗菌阀体、内嵌抗菌进水管和内嵌抗菌出水管为一体注塑成型的抗菌水道部件，在所述带三通的喷口抗菌出水管的头部嵌有带螺纹的金属喷口，金属出水管和带三通的喷口抗菌出水管连接。
2.如权利要求1所述的一种抗菌塑料嵌包金属的水龙头水道组件，其特征在于所述一体注塑成型的抗菌水道部件内采用添加有机抗菌剂或无机抗菌剂的塑料，所述塑料选自聚乙烯、聚苯醚、聚甲醛、聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯中的至少一种材料注塑；所述有机抗菌剂选自二氯十辛基异噻唑啉酮、3_(三甲氧甲硅烷基)丙基十八烷基二甲基氯化铵、DC5700、10，10’ -氧代双吩恶砒、磷酸酯复合物、PolySept L型抗菌剂、正-乙基-1，2-异噻唑啉-3-酮抗菌剂中的至少一种；有机抗菌剂的用量为所述一体注塑成型的抗菌水道部件内添加有机抗菌剂或无机抗菌剂的塑料总质量的0. 03% 1.0% ；所述无机抗菌剂选自纳米银、纳米铜中的至少一种；无机抗菌剂的用量为所述一体注塑成型的抗菌水道部件内添加有机抗菌剂或无机抗菌剂的塑料总质量的0.01% 1.0%。
3.如权利要求1所述的一种抗菌塑料嵌包金属的水龙头水道组件，其特征在于所述带三通的喷口抗菌出水管采用添加有机抗菌剂或无机抗菌剂的塑料，所述塑料选自聚乙烯、 聚苯醚、聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯中的至少一种材料注塑；所述有机抗菌剂选自二氯十辛基异噻唑啉酮、3_(三甲氧甲硅烷基)丙基十八烷基二甲基氯化铵、005700、10，10’ -氧代双吩恶砒、磷酸酯复合物、PolyS^t L型抗菌剂、正-乙基-1，2-异噻唑啉-3-酮抗菌剂中的至少一种；有机抗菌剂的用量为所述带三通的喷口抗菌出水管内添加有机抗菌剂或无机抗菌剂的塑料总质量的0. 03% 1. 0% ；所述无机抗菌剂选自纳米银、纳米铜中的至少一种；无机抗菌剂的用量为所述带三通的喷口抗菌出水管内添加有机抗菌剂或无机抗菌剂的塑料总质量的0. 01% 1. 0%。
4.如权利要求1所述的一种抗菌塑料嵌包金属的水龙头水道组件，其特征在于所述一体金属部件采用铜、铜合金、不锈钢、铝、铝合金、锌合金中的一种材料制备。
5.如权利要求1所述的一种抗菌塑料嵌包金属的水龙头水道组件，其特征在于所述带螺纹的金属喷口采用铜、铜合金、不锈钢、铝、铝合金、锌合金中的一种材料制备。
6.如权利要求1所述的一种抗菌塑料嵌包金属的水龙头水道组件，其特征在于所述金属出水管和带三通的喷口出水管的连接方式采用超声波焊接、挤压夹紧式连接、刚塑分离的转换活接头连接、热熔连接和电熔连接中的至少一种。
7.如权利要求1所述的一种抗菌塑料嵌包金属的水龙头水道组件，其特征在于所述水道组件周围填充加强型材料层，所述加强型材料层选自水泥、陶瓷粉、金属粉、金属氧化物粉、金刚沙、石英沙、玻璃纤维、不饱和树脂、环氧树脂、弹性树脂中的至少一种材料层。
8.如权利要求1所述的一种塑料嵌包金属的水龙头水道组件的制备方法，其特征在于包括以下步骤1)采用二次包胶注塑方式在一体金属部件内注塑有内嵌抗菌阀体、内嵌抗菌进水管和内嵌抗菌出水管；2)注塑带三通的喷口抗菌出水管，在喷口抗菌出水管头部嵌有带螺纹的金属喷口；3)将金属出水管和带三通的喷口抗菌出水管连接，即完成塑料嵌包金属的水龙头水道组件的制备。
9.如权利要求8所述的一种塑料嵌包金属的水龙头水道组件的制备方法，其特征在于在步骤幻中，所述将金属水管和带三通的喷口抗菌出水管，是采用超声波焊接、挤压夹紧式连接、刚塑分离的转换活接头连接、热熔连接和电熔连接中的至少一种连接方法。
全文摘要
一种抗菌塑料嵌包金属的水龙头水道组件及其制备方法，涉及一种水龙头水道组件。水道组件设有金属阀体、金属进水管、金属出水管和带三通的喷口抗菌出水管，阀体与金属进出水管为一体金属部件，在一体金属部件内注塑有内嵌抗菌阀体、内嵌抗菌进水管和内嵌抗菌出水管，内嵌抗菌阀体、内嵌抗菌进水管和内嵌抗菌出水管为一体注塑成型的抗菌水道部件，在带三通的喷口抗菌出水管的头部嵌有金属喷口，金属出水管和带三通的喷口抗菌出水管连接。采用二次包胶注塑方式在一体金属部件内注塑有内嵌抗菌阀体、内嵌抗菌进水管和内嵌抗菌出水管；注塑带三通的喷口抗菌出水管，在喷口抗菌出水管头部嵌有金属喷口；将金属出水管和带三通的喷口抗菌出水管连接。
文档编号F16K27/00GK102330831SQ201110143820
公开日2012年1月25日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者余水, 李明仁, 温海涛, 黄贤明 申请人:厦门建霖工业有限公司