一种用于纯净水灌装的抗菌水管的制作方法

本发明涉及复合管材领域，具体为一种用于纯净水灌装的抗菌水管。

背景技术：

在现有技术中，常用的水管通常为pvc管、pe管、ppr管或者hdpe管，这一类的塑料水管虽然存在成本低、强度高、抗腐蚀力强、无毒、安装便捷等优点，虽然能够达到卫生和健康的要求，但是抗菌性能较弱，当管道水流速缓慢或者长时间的使用后，内壁上容易出现污垢积累，这些污垢中会含有大量的大肠杆菌、金色葡萄球菌等细菌，会直接危害人体健康，在作为纯净水灌装管道时存在不利阻碍，需要进行高频率地净化除菌处理，使得纯净水生产的成本大幅上升。

基于上述原因，市面上也出现了一些基于抗菌涂层的抗菌水管，但是这些水管均是在塑胶单管内侧涂上一层抗菌涂层(如纳米银涂层)来实现抗菌效果的，虽然管体内能通过抗菌涂层达到了抗菌效果，但是这种单层结构的抗菌水管强度不够大，膨胀系数大，容易发生变形、弯曲，在变形和弯曲后抗菌涂层容易从水管内壁剥离或者产生裂缝，而导致失效。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题在于提供一种用于纯净水灌装的抗菌水管，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种用于纯净水灌装的抗菌水管，包括管体，所述管体包括位于外层的保护外管以及内层的抗菌内管；

所述保护外管为pe管；所述保护外管与所述抗菌内管之间成型有两层玻璃纤维填充层，其内层玻璃纤维填充层厚度为1～2mm，由玻璃纤维经不饱和聚酯树脂浸渍后涂覆于抗菌内管外表面，而外层玻璃纤维填充层的厚度为0.5～1mm，直接热压成型于内层玻璃纤维填充层表面；

所述抗菌内管为双层复合hdpe管体，其内层hdpe管体为一层厚度为2～5mm的hdpe薄壁管体，并在该hdpe薄壁管体的内表面上成型有抗菌涂层；所述外层hdpe管体为改性hdpe管体，包括树脂料以及抗菌剂，所述树脂料包括65～70wt％的hdpe树脂、16～18wt％的甲基丙烯酸酯、7～9wt％的三聚氰胺、3～5wt％的四针状氧化锌晶须，所述抗菌剂为异噻唑啉酮与咪康唑的质量比为3:1的混合物与纳米氧化锌的20:1～10:1的混合物，且抗菌剂的加入量为树脂料的3～5wt％。

作为进一步限定，所述抗菌涂层为添加有抗菌剂的多异氰酸酯涂层，抗菌涂层的涂装厚度为200～300nm；

所述抗菌涂层中采用的抗菌剂为磷酸锆载银与纳米氧化锌的质量比为5:1～7:1的比例混合物，所述抗菌剂在抗菌涂层中的添加量为8～30mg/kg树脂料；

所述多异氰酸酯涂层中采用的多异氰酸酯的每个分子中至少含有两个nco基团。

作为进一步限定，所述两层玻璃纤维填充层中所用的玻璃纤维的直径为13～15μm，玻璃纤维的纤维单丝为18～25mm。

作为进一步限定，所述抗菌涂层中添加有4～7wt％的疏水剂，所述疏水剂为非离子型石蜡分散体。

作为进一步限定，所述保护外管的厚度为所述抗菌内管的厚度之和的70～120％。

有益效果：本发明的用于纯净水灌装的抗菌水管具有较强的结构稳定性，其内层管体通过双层复合hdpe管体的结构组合来进行成型，其内层通过hdpe薄壁管体作为基层，并在其表面涂装抗菌剂以形成抗菌涂层，能够杀灭给水管道中的细菌、真菌、霉菌等几十种菌种，对大肠杆菌、金色葡萄球菌、白色念珠菌等的抑菌效果明显，抗菌效果持久，能够满足人们日常生活中对供水管道抗菌的要求，而外侧通过对改性hdpe管体对hdpe薄壁管体进行包裹，有效提高其界面的结合性能，并配合保护外管以及玻璃纤维进行外侧抗冲击加强，有效提高了内管整体的强度高和稳定性，使得内层抗菌涂层不易产生剥离变形，而即使在腔冲击力作用下产生部分变形，也能通过改性hdpe管体来在短期内进行抗菌效果的弥补，以给更换管道提供缓冲时间。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的管壁结构细节放大示意图。

其中：1、保护外管；2、外层玻璃纤维填充层；3、内层玻璃纤维填充层；4、外层hdpe管体；5、内层hdpe管体；6、抗菌涂层。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1的一种用于纯净水灌装的抗菌水管的较佳实施例，在本实施例中，抗菌水管的管体的内径为20cm，为大内径管，其包括设置于内侧的抗菌内管以及设置于外侧用于对内侧抗菌内管进行保护的保护外管1；同时，本实施例的技术方案也可以用于制备最小管体内径为5cm的小内径管体，仅需要缩小抗菌内管中内层hdpe管体5、外层hdpe管体4的管厚以及保护外管1的管厚即可。

在本实施例中，抗菌内管包括内层hdpe管体5以及外层hdpe管体4，其中，内层hdpe管体5为一层壁厚为3mm的hdpe薄壁管体，其内表面上成型有抗菌涂层6，该抗菌涂层6在内层hdpe管体5的内表面上的涂装厚度为300nm，抗菌涂层6为添加有抗菌剂的多异氰酸酯涂层，其采用的多异氰酸酯树脂基料为含有两个nco基团的多异氰酸酯树脂，而采用的抗菌剂为磷酸锆载银与纳米氧化锌的质量比为6:1的比例混合物，其中，抗菌剂在抗菌涂层中的添加量为20mg/kg树脂料；而在另外的实施例中，为了提高多异氰酸酯涂层的疏水性能，还可以在该多异氰酸酯涂层的树脂料中添加4～7wt％的非离子型石蜡分散体作为疏水剂来改善多异氰酸酯涂层的抗附着性能。

外层hdpe管体4为壁厚为10mm的改性hdpe管体，外层hdpe管体4中包括96wt％改性hdpe树脂料以及4wt％的抗菌剂，其中，抗菌剂为异噻唑啉酮：咪康唑：纳米氧化锌的质量比为30:10：3的比例混合物，而改性hdpe树脂料包括68wt％的hdpe树脂、17wt％的甲基丙烯酸酯、10wt％的三聚氰胺以及5wt％的四针状氧化锌晶须。

外层hdpe管体4表面依次成型有内层玻璃纤维填充层3以及外层玻璃纤维填充层2，内层玻璃纤维填充层3和外层玻璃纤维填充层2中填充的玻璃纤维的直径为13～15μm，玻璃纤维的纤维单丝为20～25mm。内层玻璃纤维填充层3的玻璃纤维经不饱和聚酯树脂浸渍后涂覆于外层hdpe管体4外表面，其厚度为1.5mm，而外层玻璃纤维填充层2则直接热压成型于内层玻璃纤维填充层3表面，其成型厚度为0.7mm。保护外管1为一层厚度为11mmpe管直接成型于外层玻璃纤维填充层2的表面。

本实施例的抗菌水管在成型时，按照以下方式成型制成：

先将内层hdpe管体5、外层hdpe管体4的原料分别按重量份配比称量后进入高速混合机中混合，在混合完成后经冷却后分别放入双层复合挤出机的两个料斗中共同挤出成型，其中，控制挤出成型的温度为180～190℃。

将挤出成型的抗菌内管表面涂覆内层玻璃纤维填充层3以及外层玻璃纤维填充层2，并在外层玻璃纤维填充层2的外表面进行热压成型90～110℃的表面热压，稳定外层玻璃纤维填充层2的表面。

然后将稳定外层玻璃纤维填充层2表面稳定的中成品管体入模，将保护外管的原料分别按重量份配比称量后进入高速混合机中混合，在在混合完成后经冷却后分别加入挤出机中，在入模的中成品管体表面，控制挤出温度为200℃，在中成品管表面成型好保护外管后即得成品。

为了对本实施例的抗菌性能进行测试，将实施例条件下的抗菌水管，锯断并裁切成3cm见方的片，在其表面滴加成分相同的池塘含菌污水，并检测其抗菌性能，测试十组取平均值结果如下：

从上表可以看出，本实施例的抗菌水管由于在内层hdpe管体5表层抗菌涂层6的作用下具有较佳的抗菌效果，且抗菌效果在稳定之后能进行长期保持，其抗菌涂层完整的管体对常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌以及白色念珠菌均有较佳的杀灭效果，同时，对表面青苔生长有明显的抑制作用，尤其适合作为纯净水灌装的输水管路，能有效保证作为纯净水灌装管灌装环境。

同时，利用划痕模拟管体被外力强力破坏，抗菌涂层出现裂纹的情况下的表面特性，其对常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌以及白色念珠菌依然具有较佳的杀灭效果，同时，对表面青苔生长有明显的抑制作用。

而在抗菌涂层被大量破坏的情况下，依然在短时间内对常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌以及白色念珠菌有对应的杀灭和抑制效果，仅在长时间不处理的情况下会导致细菌持续生长，杀菌效果下降，且会在抗菌涂层表面被破坏的位置上长出少量青苔。

但在本实施例的保护外管1加双层玻璃纤维填充层对抗菌内管的抗冲击保护效果下，内层hdpe管体5的抗菌涂层6在抗菌涂层表面破坏比例30～35％的模拟状态下，这种破坏程度在管体外侧会留下明显的破坏痕迹，因而，也能给运维人员足够的发现和处理时间来进行运维处理。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。