[发明专利]一种PP‑R耐寒抗冻抗菌管材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PP-R管道技术领域，具体涉及一种PP-R耐寒抗冻抗菌管材及其制备方法。

背景技术

PP-R管材具有安装施工方便、卫生环保、比重轻、强度高、使用寿命长等优点，已广泛用于饮用水的输送，但由于PP-R树脂具有低温脆性的缺陷使得PP-R管材在0℃以下韧性较差，给运输和安装施工带来一定的困难和质量隐患，也因为PP-R管材的低温脆性缺陷，在寒冷的冬季经常出现管道内的水结冰而引起PP-R管材冻裂，给用户造成一定的经济损失。

随着生活水平的提高，人们绿色健康意识的增强，特别是直饮水系统的逐渐普及，对PP-R管道的要求也不断提高，要求PP-R管道具有自洁抗菌功能。

PP-R耐寒抗冻抗菌管材在符合国家标准GB/T18742.2的前提下同时具有低温韧性抗冻裂和抗菌效果。

目前市场上的管材企业解决低温脆性一般采用加入高熔指的PP树脂和PP-R树脂共混挤出，或在PP-R树脂中加入β-成核剂生产β晶含量较高的管材，也有直接用β-PP-R原料生产的。加入高熔指的PP树脂和PP-R树脂共混挤出会提高管材的纵向率和降低产品刚性导致管材不符合国家标准，加入β-成核剂和直接用β-PP-R原料生产因设备、模具、工艺静液压试验指标的原因达不到理论上的β晶含量值，技术并不完善不能工业化生产，无法根本改善PP-R管材的低温脆性。

抗菌PP-R管材一般采用在PP-R树脂中加入一定比例的抗菌剂或抗菌母料共混挤出或采用双层复合共挤工艺，外层为纯PP-R，树脂内层为PP-R树脂和抗菌材料粒料。加入抗菌剂或抗菌母料共混挤出由于材料性能的不一致会引起管材技术指标的下降同时也会影响热熔效果，采用双层复合共挤工艺虽然对热熔没有影响但由于内层加入了无机抗菌材料会使内外层不能完全相熔而导致管材韧性下降。

发明内容

本发明攻克了现有技术的不足，提供一种耐寒抗冻抗菌的PP-R管材，外层由PP-R树脂制备而成，中间层由包含耐寒改性剂、增强改性剂和PP-R树脂的粒料制备而成，内层由包含耐寒改性剂、抗菌剂、PP-R树脂的粒料制备而成。

在本发明的一种耐寒抗冻抗菌的PP-R管材中，所述制备内层的粒料还包含增强改性剂。

现有技术解决PP-R低温脆性主要是加入一定量的耐寒改性剂，加入量少作用不明显，加入量大导致管材刚性、静液压性能降低，同时加入耐寒改性剂也会影响热熔效果，我们经过多次不断试验，发现加入增强改性剂可以解决上述问题，即使作为中间层也不会影响热熔性能。

在本发明的一种耐寒抗冻抗菌的PP-R管材中，所述中间层的粒料中PP-R树脂和耐寒改性剂的质量比为100∶10～20，PP-R树脂和增强改性剂的质量比为100∶1～5。

在本发明的一种耐寒抗冻抗菌的PP-R管材中，所述内层的粒料中PP-R树脂、抗菌剂及耐寒改性剂的质量比为100∶3～10∶10～20。

在本发明的一种耐寒抗冻抗菌的PP-R管材中，不是任意比例的耐寒改性剂和增强改性剂都可以保证管材的物理性能(耐寒、刚性和强度)，耐寒改性剂和增强改性剂过多都会引起刚性下降，导致静液压强度不够。经过不断的试验总结分析，我们发现当耐寒改性剂和增强改性剂的质量比在100∶5～10时效果较佳，可以改善管材的耐寒性能，提高刚性和强度。

在本发明的一种耐寒抗冻抗菌的PP-R管材中，所述耐寒改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯系热塑性弹性体、聚烯烃热塑性弹性体、聚丙烯接枝马来酸酐。

在本发明的一种耐寒抗冻抗菌的PP-R管材中，所述耐寒改性剂为聚烯烃热塑性弹性体。

在本发明的一种耐寒抗冻抗菌的PP-R管材中，所述耐寒改性剂为乙烯-辛烯共聚物。

在本发明的一种耐寒抗冻抗菌的PP-R管材中，所述增强改性剂为纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、滑石粉、云母、纳米硫酸钡。

在本发明的一种耐寒抗冻抗菌的PP-R管材中，所述增强改性剂为纳米碳酸钙、纳米二氧化硅。

在本发明的一种耐寒抗冻抗菌的PP-R管材中，抗菌剂(anti-bacterial agents)指能够在一定时间内，使某些微生物(细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等)的生长或繁殖保持在必要水平以下的化学物质。抗菌剂是具有抑菌和杀菌性能的物质或产品。为确保管材的物理和卫生性能我们选用了无机银离子抗菌剂，可以有效的抑制金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌)、大肠杆菌、克莱伯氏菌(革兰氏阴性菌)、白色念珠菌、绿脓杆菌等。