一種抗菌雙層聚乙烯管制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種抗菌雙層聚乙烯管，所述抗菌雙層聚乙烯管以HDPE樹脂為外層，以LDPE樹脂為內(nèi)層，內(nèi)層混合了質(zhì)量為內(nèi)層LDPE樹脂質(zhì)量0.01~10％的納米銀粒子改性碳納米管。本發(fā)明專利技術(shù)制備的抗菌雙層聚乙烯管無毒副作用，耐溫、抗菌、適應(yīng)環(huán)境性強、性價比好、加工簡單、使用方便安全可靠、強度高、韌性好、抗沖擊性強、不易老化、斷裂、滲透、綜合成本低。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及高分子材料
，具體的說，涉及ー種具有抗菌功能的雙層聚こ烯輸水管。
技術(shù)介紹
聚こ烯是結(jié)構(gòu)最簡單的高分子有機化合物，當今世界應(yīng)用最廣泛的高分子材料之一。聚こ烯由こ烯聚合而成，可制成各種應(yīng)用材料，管材是其中非常重要的ー種，以其他材質(zhì)的管材相比，PE管具有以下特點1)良好的衛(wèi)生性能PE管加工時不添加重金屬鹽穩(wěn)定齊U，材質(zhì)無毒性，無結(jié)垢層，不滋生細菌，很好地解決了城市飲用水的二次污染；2)卓越的耐腐蝕性能除少數(shù)強氧化劑外，可耐多種化學(xué)介質(zhì)的侵蝕；無電化學(xué)腐蝕；3)長久的使用壽命在額定溫度、壓カ狀況下，PE管道可安全使用50年以上；4)較好的耐沖擊性PE管韌性好，耐沖擊強度高，重物直接壓過管道，不會導(dǎo)致管道破裂；5)可靠的連接性能PE管熱熔 或電熔接ロ的強度高于管材本體，接縫不會由于土壤移動或活載荷的作用斷開；6)良好的施工性能管道質(zhì)輕，焊接エ藝簡單，施工方便，工程綜合造價低。聚こ烯根據(jù)密度的不同可分為高密度聚こ烯、中密度聚こ烯和低密度聚こ烯。高密度聚こ烯具有剛性、硬度和機械強度大，低溫抗沖擊性好，抗應(yīng)カ開裂性好，耐磨性好，耐老化的特性，與其他材質(zhì)的管材相比，還具有低的缺ロ敏感性、高的剪切強度和優(yōu)異的抗刮痕能力，耐環(huán)境應(yīng)カ開裂性能也非常突出，特別適合在大壓カ，嚴苛輸送環(huán)境下使用，如礦漿輸運，給水排水等。給水用PE管材是傳統(tǒng)的鋼鐵管材、聚氯こ烯飲用水管的換代產(chǎn)品。給水管必須承受一定的壓カ，通常要選用分子量大、機械性能較好的PE樹脂，如HDPE樹脂(高密度聚こ烯樹脂)。但LDPE (低密度聚こ烯樹脂)樹脂的衛(wèi)生指標較高，雖然拉伸強度低，耐壓差，剛性差，成型加工時尺寸穩(wěn)定性差，并且連接困難，因此LDPE特別是LLDPE樹脂(低密度線性聚こ烯樹脂)已成為生產(chǎn)飲用水管的常用材料。利用聚こ烯管進行給水或排水有其明顯的優(yōu)勢，但它對水質(zhì)中的細菌沒有抑制作用，水管內(nèi)壁容易滋生微生物形成菌膜，導(dǎo)致水質(zhì)下降，如果賦予聚こ烯水管以抗菌功能，則有望在一段時間內(nèi)殺死霉菌，細菌或抑制其繁殖，保證水質(zhì)安全。目前，關(guān)于抗菌聚こ烯的研制和應(yīng)用基本可分為兩類，一類是將抗菌劑物理混合于聚こ烯樹脂中，另ー類是將抗菌劑鍵接或涂覆在聚こ烯制品表面。第一類方法的問題在于，由于聚こ烯輸水管在應(yīng)用過程中會承受較大的壓カ和沖擊力，抗菌劑容易丟失，不具有抗菌的長效性；第二類方法效果好，但エ藝復(fù)雜。納米銀粒子具有很強的殺菌能力，目前已有很多報道將納米銀粒子加入聚合物中，賦予聚合物抗菌性能的報道。另外，眾所周知，碳納米管一方面具有殺菌能力，一方面又有很強的吸附能力，添加到聚合物內(nèi)以后還能起到增強相的作用?？紤]到HDPE樹脂和LDPE樹脂的特點，本專利技術(shù)提供ー種以LDPE，特別是LLDPE樹脂為內(nèi)層，以HDPE樹脂為外層，同時將上述兩種引入抗菌劑的方式結(jié)合，利用銀粒子改性后的碳納米管制備的抗菌雙層聚こ烯管，該管特別適用于自來水輸送。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供ー種以HDPE樹脂為外層，以LDPE樹脂為內(nèi)層，內(nèi)層混合了納米銀粒子改性碳納米管的抗菌雙層聚こ烯管；納米銀粒子改性碳納米管的加入質(zhì)量為LDPE樹脂內(nèi)層質(zhì)量的O. 01 10% ;優(yōu)選Γ5%0其中，所述納米銀粒子改性碳納米管如下制備I)用可溶性銀鹽的水溶液與ニ烷基ニ硫代磷酸酯的有機溶液反應(yīng)，將銀離子從水相中萃取入有機相中，井分出有機相；2)將碳納米管加入步驟I)制備的有機相中，滴加硼氫化鈉水溶液，進行兩相還原反應(yīng)，結(jié)束后分出有機相，濃縮后用沉淀劑沉淀并洗滌，所得棕黑色固體即為產(chǎn)品。 步驟I)中，所述ニ烷基ニ硫代磷酸酯的有機溶液所使用的溶劑為與水不互溶的非極性有機溶劑；其中，所述ニ烷基ニ硫代磷酸酯與銀鹽的摩爾比在I :1 10之間；可溶性銀鹽的水溶液的濃度可為O. 01-10Μ ;優(yōu)選O. 1-10Μ ;ニ烷基ニ硫代磷酸酯的有機溶液濃度可為 O. 01-10Μ ;優(yōu)選 O. 01-2Μ。步驟2)中，所述碳納米管的加入量為碳納米管的質(zhì)量是所述銀離子質(zhì)量的O.1-10倍；優(yōu)選I 10 ;所述硼氫化鈉的加入量為銀離子與硼氫化鈉的摩爾比在I :1 20之間，優(yōu)選I :2· 5 10。所述硼氫化鈉溶液的濃度為1-10Μ ;優(yōu)選2-5Μ ；所述沉淀劑指的是與反應(yīng)所使用的非極性有機溶劑相互溶的強極性溶剤。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，制備的所述納米銀粒子改性碳納米管的粒徑非常均一，粒徑在廣20納米之間，在空氣及通常氣氛下非常穩(wěn)定；此外還發(fā)現(xiàn)它在非極性及弱極性有機溶劑能迅速溶解形成棕色。通過深入研究所述納米銀粒子改性碳納米管的表面性質(zhì)發(fā)現(xiàn)，表面配位有ニ烷基ニ硫代磷酸酯單分子層的銀納米顆粒改性碳納米管具有非常好的分散性、穩(wěn)定性及非常均一的粒徑，能夠理想分散在非極性及弱極性的有機溶劑中，與有機溶劑的結(jié)合性好。特別的，所述LDPE樹脂內(nèi)層內(nèi)壁光滑、外壁為螺旋波紋。HDPE樹脂為外層的外壁光滑，內(nèi)壁與LDPE樹脂內(nèi)層相吻合。其中，LDPE樹脂內(nèi)層和HDPE樹脂外層的厚度比可為O.ト10 :1，在此，所述LDPE樹脂內(nèi)層的厚度以螺旋波紋高度的一半至管內(nèi)壁計算。納米銀粒子改性碳納米管的加入質(zhì)量為LDPE樹脂內(nèi)層質(zhì)量的O. 0Γ10% ;優(yōu)選O.Γ5% ；LDPE樹脂的熔融粘度小，流動性好，易加工，因而對其熔體指數(shù)的選擇范圍也較寬，通常 MI 在 O. 3-30g/10min 之間;優(yōu)選MI 在 O. 3_2g/10min，密度為 O. 913g/cm3-0. 923g/cm3的LLDPE樹脂。HDPE樹脂是制備給水聚こ烯管的常用材料，可選擇密度大于O. 959g/cm3，熔融指數(shù)為O. l-52g/10min之間的HDPE樹脂；為加工方便，優(yōu)選熔融指數(shù)與內(nèi)層LDPE樹脂相近，如熔融指數(shù)為O. l-10g/10min的HDPE樹脂。此外，為制備性能穩(wěn)定的給水管，所述聚こ烯雙層管還包括按原料重量份組成為100重量份的聚こ烯樹脂計，3-6重量份的活性納米碳酸鈣、O. 1-1份的聚四氟こ烯、4-5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、0-1. 5重量份的顏料或黑母料。優(yōu)選的，所述內(nèi)層的物料配比為，以LDPE樹脂為100重量份計，3_4重量份的活性納米碳酸鈣、O. 5-1份的聚四氟こ烯、4-5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、0-0. I重量份的顔料或黑母料；0. OOfO. 05重量份的納米銀粒子改性碳納米管。所述外層的物料配比為，以HDPE樹脂為100重量份計，5-6重量份的活性納米碳酸鈣、O. 1-1份的聚四氟こ烯、4-5重量份的己ニ酸1，2丙ニ醇系聚酷、1-1. 5重量份的顏料或黑母料。另外，將內(nèi)層LDPE樹脂設(shè)置成內(nèi)壁光滑、外壁為螺旋波紋的結(jié)構(gòu)，主要是ー方面能夠保證流體在管內(nèi)阻力小，同時幫助內(nèi)層和外層更緊密地結(jié)合；另一方面管內(nèi)流體的沖擊カ可被螺旋波紋充分吸收和緩解，然后再導(dǎo)入外層的HDPE樹脂中，防止外層樹脂經(jīng)受管 內(nèi)流體強カ的沖擊和壓力，從而增加整個管道的壽命。具體的來說，本專利技術(shù)所述的聚こ烯雙層管的制備方法是，將聚烯烴HDPE外層與聚烯烴LDPE內(nèi)層分別由擠出機加熱擠出后，再由出口模擠壓出有聚烯烴HDPE外層和聚烯烴LDPE內(nèi)層的兩層共擠、緊密結(jié)合的復(fù)合管材，由于內(nèi)層和外層都為聚こ烯，性能和結(jié)構(gòu)基本一致，相互之間親和力好，決定了聚烯烴P本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種抗菌雙層聚乙烯管，其特征在于，所述抗菌雙層聚乙烯管以HDPE樹脂為外層，以LDPE樹脂為內(nèi)層，內(nèi)層混合了納米銀粒子改性碳納米管；納米銀粒子改性碳納米管的加入質(zhì)量為LDPE樹脂內(nèi)層質(zhì)量的0.01~10％。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種抗菌雙層聚乙烯管，其特征在于，所述抗菌雙層聚乙烯管以HDPE樹脂為外層，以LDPE樹脂為內(nèi)層，內(nèi)層混合了納米銀粒子改性碳納米管；納米銀粒子改性碳納米管的加入質(zhì)量為LDPE樹脂內(nèi)層質(zhì)量的O. OI 10%。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗菌雙層聚乙烯管，其特征在于，所述納米銀粒子改性碳納米管如下制備 1)用可溶性銀鹽的水溶液與二烷基二硫代磷酸酯的有機溶液反應(yīng)，將銀離子從水相中萃取入有機相中，并分出有機相； 2)將碳納米管加入步驟I)制備的有機相中，滴加硼氫化鈉水溶液，進行兩相還原反應(yīng)，結(jié)束后分出有機相，濃縮后用沉淀劑沉淀并洗滌，所得棕黑色固體即為納米銀粒子改性碳納米管。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗菌雙層聚乙烯管，其特征在于，步驟I)中，所述二烷基二硫代磷酸酯的有機溶液所使用的溶劑為與水不互溶的非極性有機溶劑。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗菌雙層聚乙烯管，其特征在于，步驟I)中，所述二烷基二硫代磷酸酯與銀鹽的摩爾比在I :1 10之間；可溶性銀鹽的水溶液的濃度為O. 01-10M ;優(yōu)選O.1-10M ;二烷基二硫代磷酸酯的有機溶液濃度為O. 01-10M ;優(yōu)選O. 01-2M。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗菌雙層聚乙烯管，其特征在于，步驟2)中，所述碳納米管的加入量為碳納米管的質(zhì)量是所述銀離子質(zhì)量的0.1-10倍；優(yōu)選I :Γιο ;所述硼氫化鈉的加入量為銀離子與硼氫化鈉的摩爾比在I :1 20之間，優(yōu)選I :2. 5 10。6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗菌雙層聚乙烯管，其特征在于，所述納米銀粒子改性碳納米管的加入質(zhì)量為LDPE樹脂內(nèi)層質(zhì)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王立君，
申請(專利權(quán))人：浙江新大塑料管件有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：