一种具有长效斥菌性的双层PP-R管材及其制备方法与流程

本发明涉及pp-r抗菌管，尤其涉及一种具有长效斥菌性的双层pp-r管材及其制备方法。

背景技术：

1、聚丙烯(pp)原料来源丰富、价格低廉，与其他通用塑料(pvc、pe、ps)相比，具有密度小、强度高、电绝缘性佳、易于加工成型等优点。广泛应用于日用品、包装、建材等领域。尤以无规共聚聚丙烯(pp-r)为pp的主要生产种类。pp-r管材是目前市政工程、住宅房、商品写字楼等建筑物内主要使用的冷热水输送管道之一。pp-r管材质量轻、强度高，大大降低施工强度，耐压力实验强度达5mpa以上；耐腐蚀、耐磨损和不结垢性能优秀；属于聚烯烃类，分子中仅有碳、氢元素，所以无毒、卫生环保；耐热保温，最高使用温度为95℃，长期使用温度为60℃，用于热水和采暖系统，可节约大量能源；管道正常使用寿命达50年以上。但随着pp-r管道的长时间使用，管道表面易滋生细菌和病毒，极大影响人体的健康。尤其在一些特定场所，如医院、食品加工厂等对卫生要求较高的地方，不能够更好地保障工作环境的卫生安全。近年，随着pp-r管道行业的竞争越发剧烈，为了体现产品的档次，各种产品创新和营销创新层出不穷，pp-r抗菌管就是其中最具代表性的一种产品。

2、pp-r抗菌管是在pp-r生产原料中添加抗菌剂，以使pp-r水管具有抗菌功能。抗菌剂一般分为天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂。pp-r材料中常使用的银离子抗菌剂属于无机抗菌剂。银纳米颗粒对细菌、病毒、真菌均具有有效的抑制作用，尤其对抗生素耐药的菌株也拥有很好的抑制生长效果。但也存在一些缺点：(1)安全问题：杀菌剂的析出可能会随食物转移到体内导致一系列的健康问题，可能会产生副作用，对人体健康带来潜在的风险，长时间暴露在这些材料中可能会患上光敏性皮炎等皮肤过敏反应。(2)生态环境问题：杀菌剂的析出会催生危险的耐药性“超级细菌”，不但会导致微生物的抗性，还会造成严重的环境污染。(3)成本及性能：纳米银的制备需要高压、高温等特殊条件，增加了制备成本，再者普通抗菌剂不耐热、与pp基体相容性差、不耐浸泡洗涤的缺点逐渐显露出来。(4)抗菌、抗病毒效果可能会随着时间的推移逐渐减弱或消失，银的抗菌效果可能会随着它们的腐蚀和耗损而逐渐下降。

3、因此，研发一种新型斥菌pp-r水管，其既不威胁人体健康，又能满足长效抗菌性能的要求是目前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有长效斥菌性的双层pp-r管材及其制备方法，解决现有以银纳米颗粒为抗菌剂的pp-r抗菌管成本高、抗菌时效短以及威胁人体健康的问题。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种具有长效斥菌性的双层pp-r管材，所述具有长效斥菌性的双层pp-r管材包括内层和外层；

4、所述内层，主要由以下质量份数的原料制备而成：

5、无规共聚聚丙烯72～92份，斥菌剂5～20份，乙烯-丙烯嵌段共聚物1～3份，白色色母1～5份，相容剂1～2份；

6、所述外层，主要由以下质量份数的原料制备而成：

7、无规共聚聚丙烯92～98份，乙烯-丙烯嵌段共聚物1～3份，绿色色母1～5份；

8、所述斥菌剂的制备方法，包括以下步骤：

9、将多孔热塑性聚合物的表面暴露于等离子体，得到表面活化的多孔热塑性聚合物；将表面活化的多孔热塑性聚合物与防细菌改性剂混合得到母料；即为斥菌剂；

10、所述多孔热塑性聚合物为多孔聚丙烯塑料基础材料；

11、所述防细菌改性剂为聚(乙二醇)山梨糖醇六油酸酯和聚山梨醇酯80。

12、优选的，在上述一种具有长效斥菌性的双层pp-r管材中，所述内层和外层的厚度比为0.5～1:1.5～2。

13、优选的，在上述一种具有长效斥菌性的双层pp-r管材中，所述相容剂为乙烯丙烯基二元共聚物或乙烯丙烯基多元共聚物。

14、本发明还提供了一种具有长效斥菌性的双层pp-r管材的制备方法，包括以下步骤：

15、将无规共聚聚丙烯、斥菌剂、乙烯-丙烯嵌段共聚物、白色色母和相容剂共混，经双螺杆挤出、造粒，得到内层原料；

16、将无规共聚聚丙烯、乙烯-丙烯嵌段共聚物和绿色色母共混，经双螺杆挤出、造粒，得到外层原料；

17、内层原料和外层原料进行双层共挤，形成内层和外层，得到具有长效斥菌性的双层pp-r管材。

18、优选的，在上述一种具有长效斥菌性的双层pp-r管材的制备方法中，所述双螺杆挤出的温度独立的为180～220℃，所述双螺杆挤出的转速独立的为30～80r/min。

19、优选的，在上述一种具有长效斥菌性的双层pp-r管材的制备方法中，所述双层共挤的条件：加热区的温度为170～225℃，内层挤出的温度为170～220℃，外层挤出的温度为175～225℃。

20、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

21、(1)本发明中的具有长效斥菌性的双层pp-r管材中斥菌剂形成brush疏水构型，长链占据空间结构以吸附的形式包裹污物和细菌来排斥其他分子到管材表面，但不会破坏细菌的细胞膜和细胞内部结构，所以可以降低催生耐药性细菌的机率。

22、(2)本发明使用的斥菌剂对比市面一般抗菌剂安全性能高，可用于直接或非直接食品添加剂；斥菌剂的主要成分聚乙二醇类聚合物不会通过持续性释放以达到阻止细菌吸附的效果，也无需表面涂层，是活性成分植入在材料内部进行长效保护来抑制细菌吸附。

23、(3)本发明提供的具有长效斥菌性的双层pp-r管材颜色为内白外绿，经过测试，抗细菌粘附率均达到99％，且放置高温水浴一个月环境中，抗细菌粘附率依然保持在97.5％。

技术特征：

1.一种具有长效斥菌性的双层pp-r管材，其特征在于，所述具有长效斥菌性的双层pp-r管材包括内层和外层；

2.根据权利要求1所述的具有长效斥菌性的双层pp-r管材，其特征在于，所述内层和外层的厚度比为0.5～1:1.5～2。

3.根据权利要求1或2所述的具有长效斥菌性的双层pp-r管材，其特征在于，所述相容剂为乙烯丙烯基二元共聚物或乙烯丙烯基多元共聚物。

4.权利要求1～3任一项所述的具有长效斥菌性的双层pp-r管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的具有长效斥菌性的双层pp-r管材的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出的温度独立的为180～220℃，所述双螺杆挤出的转速独立的为30～80r/min。

6.根据权利要求4或5所述的具有长效斥菌性的双层pp-r管材的制备方法，其特征在于，所述双层共挤的条件：加热区的温度为170～225℃，内层挤出的温度为170～220℃，外层挤出的温度为175～225℃。

技术总结
本发明属于PP‑R抗菌管技术领域，公开了一种具有长效斥菌性的双层PP‑R管材及其制备方法。该具有长效斥菌性的双层PP‑R管材包括内层和外层；其中，内层主要由以下质量份数的原料制备而成：无规共聚聚丙烯72～92份，斥菌剂5～20份，乙烯‑丙烯嵌段共聚物1～3份，白色色母1～5份，相容剂1～2份；外层主要由以下质量份数的原料制备而成：无规共聚聚丙烯92～98份，乙烯‑丙烯嵌段共聚物1～3份，绿色色母1～5份；其中，斥菌剂由表面活化的多孔热塑性聚合物与防细菌改性剂混合得到。该具有长效斥菌性的双层PP‑R管材抗细菌粘附率均达到99％，且放置高温水浴一个月环境中，抗细菌粘附率依然保持在97.5％。

技术研发人员：殷小平,张宏飞,苏厚鑫,卜淑云
受保护的技术使用者：天津中财型材有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17