專利名稱：納米增韌增強(qiáng)塑料管材管件及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種塑料供水管道器件及其生產(chǎn)方法，特別涉及納米技術(shù)在塑料管材管件中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
納米材料被科學(xué)家譽為“21世紀(jì)最有前途的材料”。我國的“863計劃”及“九五”、“十五”規(guī)劃均將納米材料技術(shù)研究列為國家重點項目。世界各國都對納米材料技術(shù)給予極大的關(guān)注，紛紛將這一先進(jìn)的材料技術(shù)列入近期高新技術(shù)開發(fā)項目，如美國的“星球大戰(zhàn)”計劃、西歐的“尤里卡”計劃，日本正實施為期10年、耗資2.25億美元的納米技術(shù)研究開發(fā)計劃。我國在納米材料技術(shù)研究方面盡管起步較晚，但是已研究出納米抗菌劑，現(xiàn)有銀系、鋅系、銅系、氧化鈦等納米級抗菌劑產(chǎn)品；開發(fā)了納米材料如納米碳酸鈣、納米二氧化硅、納米碳黑、納米滑石粉等。
現(xiàn)有的各種供水用的塑料管都無殺菌功能，且易脆易碎，強(qiáng)度差。01244314號實用新型專利提供了一種“納米抗菌塑料管”，它的管體內(nèi)管壁表面有一層保護(hù)膜，該保護(hù)膜為復(fù)合納米材料薄膜。它利用薄膜表面光潔度高，不易結(jié)垢的特點達(dá)到抗菌之目的。其缺陷是保護(hù)膜本身無抗菌作用，仍然存在塑料管壁強(qiáng)度不高、易發(fā)脆、不耐碰撞的缺陷。另外，該實用新型沒有提出塑料復(fù)合管材的制作方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種納米增韌增強(qiáng)塑料管材管件及其生產(chǎn)方法，做到管子內(nèi)壁本身具有抗菌性，且耐沖擊、強(qiáng)度高。
技術(shù)方案是采用雙層共擠工藝生產(chǎn)納米增韌增強(qiáng)塑料復(fù)合管材，采用注塑機(jī)生產(chǎn)納米增韌增強(qiáng)塑料管件。復(fù)合管材內(nèi)壁是含納米抗菌劑0.3～2.5％的納米抗菌塑料，外壁是含納米材料3～30％的納米增韌增強(qiáng)塑料。內(nèi)壁厚度為0.1～0.6毫米，納米抗菌劑為銀系、鋅系、銅系、氧化鈦系納米級抗菌劑中的一種。納米材料為納米碳酸鈣、納米二氧化硅、納米碳黑、納米滑石粉中的一種。
納米增韌增強(qiáng)塑料管材的生產(chǎn)方法有兩種。第一種方法的生產(chǎn)步驟如下a、按納米抗菌劑0.3～2.5％，偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母混合物1～10％，其余為塑料母粒的比例配備納米抗菌塑料原料；按納米材料3～30％、偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母混合物1～10％，其余為塑料母粒的比例配備納米增韌增強(qiáng)塑料原料。
b、將配備好的原料分別放入雙螺桿擠塑機(jī)，分別熔融共混，工作溫度為165～230℃。
c、采用雙層共擠工藝，在18～25MPa擠出壓力下，直接將混合好的納米抗菌塑料擠入復(fù)合到內(nèi)壁，同時直接將混合好的納米增韌增強(qiáng)塑料擠入復(fù)合到外壁，形成復(fù)合管材。
第二種方法的生產(chǎn)步驟如下a、按納米抗菌劑20～30％、偶聯(lián)劑、硬脂酸混合物0.1～1.5％、其余為塑料母粒的比例配備納米抗菌塑料母粒原料；按納米材料65～85％，偶聯(lián)劑、硬脂酸混合物0.1～1.5％，其余為塑料母粒的比例配備納米增韌增強(qiáng)塑料母粒原料；b、分別將上述母粒原料放入雙螺桿擠塑機(jī)，在165～230℃溫度下熔融共混，分別擠壓、切粒、烘干成納米抗菌塑料母粒和納米增韌增強(qiáng)塑料母粒待用；c、通過計算，按納米抗菌塑料母粒1.5～8.3％，色母3～7％，其余為塑料母粒的比例配制納米抗菌塑料原料，使納米抗菌劑為原料總量的0.3～2.5％，將配備好的原料放入單螺桿擠塑機(jī)中熔融共混成納米抗菌塑料。
d、通過計算，按納米增韌增強(qiáng)母粒4.6～35％，色母3～7％，其余為塑料母粒的比例配制納米增韌增強(qiáng)塑料原料，使納米材料為原料總量的3～30％，將配備好的原料放入單螺桿擠塑機(jī)中熔融共混成納米增韌增強(qiáng)塑料；e、采用雙層共擠工藝，在18～25MPa擠出壓力下將納米抗菌塑料擠入復(fù)合到內(nèi)壁，將納米增韌增強(qiáng)塑料擠入復(fù)合到外壁，形成復(fù)合管材。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有下列特點1、抗菌率高。由于納米粉末粒徑極小，產(chǎn)生非常規(guī)的表面效應(yīng)，體積及量子效應(yīng)等，把這些特殊效應(yīng)與塑料結(jié)合，抗菌率可達(dá)70～99％。
2、韌度好、強(qiáng)度高，耐沖擊力強(qiáng)。經(jīng)過試驗，納米增韌增強(qiáng)塑料復(fù)合管的耐沖擊強(qiáng)度比普通塑料管提高50～200％，整體強(qiáng)度和性能都有大的提高，是替代各種金屬供水管的理想材料。
具體實施例方式
實施例一采用第一種生產(chǎn)方法，其中納米抗菌塑料原料配比是銀系納米級抗菌劑1％，偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母混合物6％，其余為PE聚乙烯母粒，納米增韌增強(qiáng)塑料原料配比是納米碳酸鈣22.5％，偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母混和物6％，其余為PE聚乙烯塑料母粒。本例為最佳實施例之一。
實施例二采用第一種生產(chǎn)方法，其中納米抗菌塑料原料配比是鋅系納米級抗菌劑0.3％，偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母混合物10％，其余為PE聚乙烯塑料母粒。
納米增韌增強(qiáng)塑料原料配比是納米碳黑30％，偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母混合物10％、其余為PE聚乙烯塑料母粒。
實施例三采用第一種生產(chǎn)方法，其中納米抗菌塑料原料配比是銅系納米級抗菌劑2.5％，偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母混合物1％，其余為PP聚丙烯塑料母粒。
納米增韌增強(qiáng)塑料原料配比是納米二氧化硅3％、偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母混合物1％，其余為PP聚丙烯塑料母粒。
實施例四采用第一種生產(chǎn)方法，其中納米抗菌塑料原料配比是氧化鈦系納米級抗菌劑1.2％，偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母混合物5％、其余為PP聚丙烯塑料母粒。
納米增韌增強(qiáng)塑料原料配比是納米滑石粉4.5％、偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母4％、其余為PP聚丙烯塑料母粒。
實施例五采用第一種生產(chǎn)方法，其中納米抗菌塑料原料配比是銀系納米級抗菌劑8％、偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母混合物6％，其余為PVCU聚氯乙烯塑料母粒。
納米增韌增強(qiáng)塑料原料配比是納米碳酸鈣12.5％，偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母混合物6％，其余為PVCU聚氯乙烯塑料母粒。本例亦為最佳實施例之一。
實施例六采用第一種生產(chǎn)方法，其中納米抗菌塑料原料配比是銀系納米級抗菌劑1％，偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母混合物6％，其余為PP聚丙烯塑料母粒。
納米增韌增強(qiáng)塑料原料配比是納米碳酸鈣4.5％，偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母6％，其余為PP聚丙烯塑料母粒。本例亦為最佳實施例之一。
實施例七采用第二種生產(chǎn)方法，其中納米抗菌塑料母粒原料的配比是銀系納米級抗菌劑25％，偶聯(lián)劑、硬脂酸混合物1％，其余為塑料母粒。
通過計算，納米抗菌塑料原料的配比是納米抗菌塑料母粒4％、色母5％，其余為塑料母粒。
納米增韌增強(qiáng)塑料母粒原料配比是納米碳酸鈣70％、偶聯(lián)劑、硬脂酸混合物1％，其余為塑料母粒。
通過計算，納米增韌增強(qiáng)塑料原料的配比是納米增韌增強(qiáng)塑料母料30％，色母5％，其余為塑料母粒。
實施例八采用第二種生產(chǎn)方法，其中納米抗菌塑料母粒原料的配比是銀系納米級抗菌劑20％，偶聯(lián)劑、硬脂酯混合物0.1％，其余為塑料母粒。
通過計算，納米抗菌塑料原料的配比是納米抗菌塑料母粒1.5％，色母3％，其余為塑料母粒。
納米增韌增強(qiáng)塑料母粒原料配比是納米碳酸鈣65％，偶聯(lián)劑、硬脂酸混合物0.1％，其余為塑料母粒。
通過計算，納米增韌增強(qiáng)塑料原料的配比是納米增韌增強(qiáng)塑料母粒4.6％，色母3％，其余為塑料母粒。
實施例九采用第二種生產(chǎn)方法，其中納米抗菌塑料母粒原料的配比是銀系納米級抗菌劑30％，偶聯(lián)劑、硬脂酸混合物1.5％，其余為塑料母粒。
通過計算，納米抗菌塑料原料的配比是納米抗菌塑料母粒8.3％，色母7％，其余為塑料母粒。
納米增韌增強(qiáng)塑料母粒原料配比是納米碳酸鈣85％，偶聯(lián)劑、硬脂酸混合物1.5％，其余為塑料母粒。
通過計算，納米增韌增強(qiáng)塑料原料的配比是納米增韌增強(qiáng)塑料母粒35％，色母3％，其余為塑料母粒。
實施例十采用第二種生產(chǎn)方法。本實施例與實施例七基本相同，不同之處是用普通塑料原料替代納米增韌增強(qiáng)塑料原料。
實施例十一首先按納米碳酸鈣65～85％，偶聯(lián)劑、硬脂酸混合物0.1～1.5％，其余為塑料母粒配方配制納米增韌增強(qiáng)塑料母粒原料，將其加入雙螺桿擠塑機(jī)熔融共混，擠壓、切粒、烘干成納米增韌增強(qiáng)塑料母粒；然后按納米增韌增強(qiáng)塑料母粒4.6～35％、色母3～7％，其余為塑料母粒配方配制納米增韌增強(qiáng)塑料原料；最后將配好的原料放入注塑機(jī)，注塑成彎頭、三通、接頭等納米增韌增強(qiáng)塑料管件。因此得到的管件各組分重量比是納米材料3～30％，色母3～7％，其余為塑料母粒和微量偶聯(lián)劑、硬脂酸混合物。
實施例十二基本生產(chǎn)步驟與實施例十一相同，不同之處是將配好的納米增韌增強(qiáng)塑料原料放入單螺桿擠塑機(jī)，經(jīng)熔融共混擠壓出納米增韌增強(qiáng)塑料管材。因此得到的管材各組分重量比是納米材料3～30％，色母3～7％，其余為塑料母粒和微量偶聯(lián)劑、硬脂酸混合物。
權(quán)利要求
1.一種納米增韌增強(qiáng)塑料管材，其特征在于內(nèi)壁是含納米抗菌劑0.3～2.5％的納米抗菌塑料，外壁是含納米材料3～30％的納米增韌增強(qiáng)塑料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米增韌增強(qiáng)塑料管材，其特征在于內(nèi)壁厚度為0.1～0.6毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米增韌增強(qiáng)塑料管材，其特征在于納米抗菌劑為銀系、鋅系、銅系、氧化鈦系納米級抗菌劑中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的納米塑料管材，其特征在于外壁用普通塑料替代納米增韌增強(qiáng)塑料。
5.一種納米增韌增強(qiáng)塑料管材生產(chǎn)方法，其特征在于生產(chǎn)步驟如下a、按納米抗菌劑0.3～2.5％，偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母混合物1～10％，其余為塑料母粒的比例配備納米抗菌塑料原料；按納米材料3～30％，偶聯(lián)劑、硬脂酸、色母混合物1～10％，其余為塑料母粒的比例配備納米增韌增強(qiáng)塑料原料；b、配備好的原料分別放入雙螺桿擠塑機(jī)，分別熔融共混，工作溫度為165～230℃；c、采用雙層共擠工藝，在18～25MPa擠出壓力下，直接將混合好的納米抗菌塑料擠入復(fù)合到內(nèi)壁，同時直接將混合好的納米增韌增強(qiáng)塑料擠入復(fù)合到外壁，形成復(fù)合管材。
6.一種納米增韌增強(qiáng)塑料管材生產(chǎn)方法，其特征在于生產(chǎn)步驟如下a、按納米抗菌劑20～30％、偶聯(lián)劑、硬脂酸混合物0.1～1.5％，其余為塑料母粒的比例配備納米抗菌塑料母粒原料；按納米材料65～85％，偶聯(lián)劑、硬脂酸混合物0.1～1.5％，其余為塑料母粒的比例配備納米增韌增強(qiáng)塑料母粒原料；b、分別將上述母粒原料放入雙螺桿擠塑機(jī)，在65～230℃溫度下熔融共混、分別擠壓、切粒、烘干成納米抗菌塑料母粒和納米增韌增強(qiáng)塑料母粒待用；c、通過計算，按納米抗菌塑料母粒1.5～8.3％、色母3～7％，其余為塑料母粒的比例配制納米抗菌塑料原料，使納米抗菌劑為原料總量的0.3～2.5％，將配備好的原料放入單螺桿擠塑機(jī)中熔融共混成納米抗菌塑料；d、通過計算，按納米增韌增強(qiáng)塑料母粒4.6～35％，色母3～7％，其余為塑料母粒的比例配制納米增韌增強(qiáng)塑料原料，使納米材料為原料總量的3～30％，將配備好的原料放入單螺桿擠塑機(jī)中熔融共混成納米增韌增強(qiáng)塑料；e、采用雙層共擠工藝，在18～25MPa擠出壓力下將納米抗菌塑料擠入復(fù)合到內(nèi)壁，將納米增韌增強(qiáng)塑料擠入復(fù)合到外壁，形成復(fù)合管材。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米增韌增強(qiáng)管材生產(chǎn)方法，其特在于用普通塑料原料替代納米增韌增強(qiáng)塑料原料。
8.一種納米增韌增強(qiáng)塑料管件，其特征在于各組分的重量比是納米材料3～30％、色母3～7％，其余為塑料母粒和微量偶聯(lián)劑、硬脂酸混合物。
9.一種納米增韌增強(qiáng)塑料管材，其特征在于各組份的重量比是納米材料3～30％，色母3～7％，其余為塑料母粒和微量偶聯(lián)劑、硬脂酸混合物。
全文摘要
一種納米增韌增強(qiáng)塑料管材管件及其生產(chǎn)方法，是采用雙層共擠工藝生產(chǎn)納米增韌增強(qiáng)塑料復(fù)合管材，采用注塑機(jī)生產(chǎn)納米增韌增強(qiáng)塑料管件。復(fù)合管材內(nèi)壁是含納米抗菌劑0.3～2.5％的納米抗菌塑料，外壁是含納米材料3～30％的納米增韌增強(qiáng)塑料。本發(fā)明生產(chǎn)的納米增韌增強(qiáng)塑料管材具有抗菌率高達(dá)70～99％的特點，韌度好、強(qiáng)度高、耐沖擊強(qiáng)度比普通塑料管提高50～200％，是替代各種金屬供水管的理想材料。
文檔編號F16L58/04GK1430006SQ0213978
公開日2003年7月16日 申請日期2002年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月2日
發(fā)明者喻國英 申請人:喻國英