一种防老化抗菌纳米复合PE给排水管制备工艺的制作方法

一种防老化抗菌纳米复合pe给排水管制备工艺
技术领域
1.本发明涉及给排水管道领域，具体为一种防老化抗菌纳米复合pe给排水管制备工艺。


背景技术：

2.pe管在实际中的应用非常广泛，常见的主要有：城市供水、城市燃气供应、农田灌溉、建筑给水、建筑排水等等。
3.pe管具有良好的抗老化性能，但是在实际使用过程中仍然会出现老化的现象，其主要原因多是紫外线的照射以及运输介质的温度过高，管材中一些分子在紫外线的作用下，与氧气发生氧化还原反应，生成新的分子，新分子与旧分子的物理特性的差异，造成了老化，同时温度过高也会加速pe管的老化速度。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种防老化抗菌纳米复合pe给排水管制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防老化抗菌纳米复合pe给排水管，包括管道侧壁，所述管道侧壁的内部设有管道空间，所述管道空间为介质管道空间，所述管道侧壁从内至外依次设有温控层、抗菌层和紫外线吸收层三层结构，所述管道侧壁的最外侧缠绕设有外编织层。
6.所述外编织层为网状结构，所述外编织层为包覆纱结构，所述外编织层由三股相同的尼龙线包覆形成，所述外编织层可以保护所述管道侧壁外层的作用，同时所述外编织层的耐磨性能较好，避免所述管道侧壁受到摩擦损坏。
7.另外，在一个实施例中，所述温控层处于最内层，所述温控层中聚合设有相变微胶囊颗粒，所述温控层可以略微调节管道内输送介质的温度，吸收多余的热量，在温度较低时可以将热量释放。
8.另外，在一个实施例中，所述温控层中聚合设有相变微胶囊颗粒以聚脲树脂为壁材，以硬脂酸丁酯为芯材，芯材壁材质量比为3：1，微胶囊颗粒的相变温度为29.37℃，可以使得所述管道空间中输送的介质维持在一个合适的温度环境下，避免管材整体温度过高而导致老化。
9.所述紫外线吸收层为最外层，所述紫外线吸收层中聚合设有紫外线吸收颗粒，所述紫外线吸收颗粒为六甲基磷酰三胺，其吸收的紫外光波长为270～380nm，可以有效减少所述抗菌层吸收过多的紫外线而老化。
10.所述抗菌层为中间层，所述抗菌层中聚合设有抗菌纳米颗粒，可以有效避免管道内部滋生细菌等；
11.一种防老化抗菌纳米复合pe给排水管制备工艺，包括以下步骤：
12.s1、配料，通过物料表顺序依次单独称量物料，并将称量后的物料放入单独标号的
干净容器中，物料存放容器中的温湿度受到控制；
13.s2、物料混合，按配方表的数量，将树脂和配方料倒入搅拌机内，低速开启机器，通过机器的搅拌将树脂和配方料均匀混合，混合均匀后的物料放入贮料箱内；
14.s3、供料，物料经过低温脱水将水分冷凝后通过脱湿器进行排放，从而使物料干燥地进入料斗中；
15.s4、物料加热，挤出机对料筒中的物料加热，使得物料融化成为熔融状态；
16.s5、挤出，启动挤出机以一定的挤出速度将熔融状态下的物料挤出，同时牵引机牵引坯料进入定径套，通过机模的环形缝隙挤压成为管状，挤出的坯料为多层复合结构；
17.s6、高真空度冷却定型，通过初步定型的管材经定径套进行高真空度定径，以形成精准的外径结构；
18.s7、冷却定型，将定径后的管材通过冷风箱冷却定型，通过温度合适的干燥冷风对管材进行冷却，可以避免管材的力学、物理性能降低；
19.s8、pe管外层编织，在pe管的最外层缠绕设置一层耐磨层，从而避免在运输和安装过程中的pe管外层磨损；
20.作为优选，所述s1、配料过程中，聚乙烯树脂存放在存放容器中，所述存放容器中的温度为15～25℃，湿度不高于45％rh，一定的湿度避免树脂脱水的同时避免出现结块、受潮，同时较低的温度可以避免发生燃烧的风险；
21.作为优选，所述s2、物料混合过程中，所述搅拌机的搅拌混合速率为10r/min，合适的搅拌混合速率可以提高物料的混合效果；
22.作为优选，所述s3、供料过程中，所述聚乙烯树脂经过除湿后达到的目标含水率为7～12％，通入的干冷空气的含湿量小于8g/kg，采用低温除湿工艺可以避免传统的加热烘干过程中导致树脂软化黏性变大，使得物料之间粘结的情况。
23.作为优选，所述s4、物料加热过程中，干燥的物料在料筒中加热，物料加热采用逐段加热工艺，将各段的物料进行加热；
24.作为优选，所述s4、物料加热过程中，第一段加热温度为120℃，保温时间为30min，中段加热温度为160℃，保温时间为15min，末端工艺温度为155～165℃，恒定保温时间为60min；
25.作为优选，所述s5、挤出过程中，所述挤出机的挤出速度根据挤出物料的状态而定，根据挤出的物料的状态分为基础挤出速度和稳定基础速度；
26.作为优选，所述s5、挤出过程中，所述挤出机的挤出螺杆的基础挤出速度为5～10r/mi，稳定基础速度为3～5r/min；
27.作为优选，所述s7、冷却定型过程中，冷却定型的冷风箱中的冷风温度控制在20～25℃，通过对流效果更好的冷风对成型的管材进行冷却，冷却地更为均匀，不会出现局部冷却速率高于其他位置地情况，同时合适的冷风温度可以不会减慢冷却速度，不会加速物料中的添加剂的分解，可以避免管材的抗老化性能的降低，也可以避免冷却过快而造成pe管材外表面冷却结晶速度过快而导致管材定型后产生较大的内应力；
28.综上所述，本发明有益效果是：
29.本发明通过新的pe管制备工艺制备出一种防老化复合pe管，管道分为多层结构，管道从内至外设有温控层、抗菌层和紫外线吸收层三层结构，其中温控层中设有相变微胶
囊颗粒，可以略微调节管道空间中传输介质的温度，避免管道的温度过高而老化加速，同时抗菌层中设有纳米抗菌颗粒，可以避免管道内部细菌滋生，在紫外线吸收层中设有紫外线吸收剂，可以吸收一定波长的紫外线，避免管道受到紫外线照射而快速老化，同时在管道侧壁的外侧缠绕设有外编织层，可以大大提高管道的耐磨性能。
附图说明
30.为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明一种防老化抗菌纳米复合pe给排水管的截面结构示意图；
32.图2为本发明一种防老化抗菌纳米复合pe给排水管部分全剖的主视结构示意图。
33.附图中标记分述如下：11、管道侧壁；12、管道空间；13、温控层；14、抗菌层；15、紫外线吸收层；16、外编织层。
具体实施方式
34.本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
35.本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
36.下面结合图1-2对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1视图方向的前后左右上下的方向一致，图1为本发明装置的正视图，图1所示方向与本发明装置正视方向的前后左右上下方向一致。
37.请参阅图1-2，本发明提供的一种实施例：一种防老化抗菌纳米复合pe给排水管，包括管道侧壁11，所述管道侧壁11的内部设有管道空间12，所述管道空间12为介质管道空间，所述管道侧壁11从内至外依次设有温控层13、抗菌层14和紫外线吸收层15三层结构，所述管道侧壁11的最外侧缠绕设有外编织层16。
38.所述外编织层16为网状结构，所述外编织层16为包覆纱结构，所述外编织层16由三股相同的尼龙线包覆形成，所述外编织层16可以保护所述管道侧壁11外层的作用，同时所述外编织层16的耐磨性能较好，避免所述管道侧壁11受到摩擦损坏。
39.另外，在一个实施例中，所述温控层13处于最内层，所述温控层13中聚合设有相变微胶囊颗粒，所述温控层13可以略微调节管道内输送介质的温度，吸收多余的热量，在温度较低时可以将热量释放。
40.另外，在一个实施例中，所述温控层13中聚合设有相变微胶囊颗粒以聚脲树脂为壁材，以硬脂酸丁酯为芯材，芯材壁材质量比为3：1，微胶囊颗粒的相变温度为29.37℃，可以使得所述管道空间12中输送的介质维持在一个合适的温度环境下，避免管材整体温度过高而导致老化。
41.所述紫外线吸收层15为最外层，所述紫外线吸收层15中聚合设有紫外线吸收颗
粒，所述紫外线吸收颗粒为六甲基磷酰三胺，其吸收的紫外光波长为270～380nm，可以有效减少所述抗菌层14吸收过多的紫外线而老化。
42.所述抗菌层14为中间层，所述抗菌层14中聚合设有抗菌纳米颗粒，可以有效避免管道内部滋生细菌等。
43.一种防老化抗菌纳米复合pe给排水管制备工艺，包括以下步骤：
44.s1、配料，通过物料表顺序依次单独称量物料，并将称量后的物料放入单独标号的干净容器中，物料存放容器中的温湿度受到控制；
45.s2、物料混合，按配方表的数量，将树脂和配方料倒入搅拌机内，低速开启机器，通过机器的搅拌将树脂和配方料均匀混合，混合均匀后的物料放入贮料箱内；
46.s3、供料，物料经过低温脱水将水分冷凝后通过脱湿器进行排放，从而使物料干燥地进入料斗中；
47.s4、物料加热，挤出机对料筒中的物料加热，使得物料融化成为熔融状态；
48.s5、挤出，启动挤出机以一定的挤出速度将熔融状态下的物料挤出，同时牵引机牵引坯料进入定径套，通过机模的环形缝隙挤压成为管状，挤出的坯料为多层复合结构；
49.s6、高真空度冷却定型，通过初步定型的管材经定径套进行高真空度定径，以形成精准的外径结构；
50.s7、冷却定型，将定径后的管材通过冷风箱冷却定型，通过温度合适的干燥冷风对管材进行冷却，可以避免管材的力学、物理性能降低；
51.s8、pe管外层编织，在pe管的最外层缠绕设置一层耐磨层，从而避免在运输和安装过程中的pe管外层磨损；
52.所述s1、配料过程中，聚乙烯树脂存放在存放容器中，所述存放容器中的温度为15～25℃，湿度不高于45％rh，一定的湿度避免树脂脱水的同时避免出现结块、受潮，同时较低的温度可以避免发生燃烧的风险；
53.所述s2、物料混合过程中，所述搅拌机的搅拌混合速率为10r/min，合适的搅拌混合速率可以提高物料的混合效果；
54.所述s3、供料过程中，所述聚乙烯树脂经过除湿后达到的目标含水率为7～12％，通入的干冷空气的含湿量小于8g/kg，采用低温除湿工艺可以避免传统的加热烘干过程中导致树脂软化黏性变大，使得物料之间粘结的情况。
55.所述s4、物料加热过程中，干燥的物料在料筒中加热，物料加热采用逐段加热工艺，将各段的物料进行加热；
56.所述s4、物料加热过程中，第一段加热温度为120℃，保温时间为30min，中段加热温度为160℃，保温时间为15min，末端工艺温度为155～165℃，恒定保温时间为60min；
57.所述s5、挤出过程中，所述挤出机的挤出速度根据挤出物料的状态而定，根据挤出的物料的状态分为基础挤出速度和稳定基础速度；
58.所述s5、挤出过程中，所述挤出机的挤出螺杆的基础挤出速度为5～10r/mi，稳定基础速度为3～5r/min；
59.所述s7、冷却定型过程中，冷却定型的冷风箱中的冷风温度控制在20～25℃，通过对流效果更好的冷风对成型的管材进行冷却，冷却地更为均匀，不会出现局部冷却速率高于其他位置的情况，同时合适的冷风温度可以不会减慢冷却速度，不会加速物料中的添加
剂的分解，可以避免管材的抗老化性能的降低，也可以避免冷却过快而造成pe管材外表面冷却结晶速度过快而导致管材定型后产生较大的内应力。
60.具体实施例中，先通过物料表顺序依次单独称量物料，并将称量后的物料放入单独标号的干净容器中，物料存放容器中的温湿度受到控制，以保证物料性质稳定，随后按配方表的数量，将树脂和配方料倒入搅拌机内，低速开启机器，通过机器的搅拌将树脂和配方料均匀混合，混合均匀后的物料放入贮料箱内，物料经过低温脱水将水分冷凝后通过脱湿器进行排放，从而使物料干燥地进入料斗中，后续挤出机对料筒中的物料加热，使得物料融化成为熔融状态，加热完成后，启动挤出机以一定的挤出速度将熔融状态下的物料挤出，同时牵引机牵引坯料进入定径套，通过机模的环形缝隙挤压成为管状，挤出的坯料为多层复合结构，后续通过初步定型的管材经定径套进行高真空度定径，以形成精准的外径结构，外径形成后将定径后的管材通过冷风箱冷却定型，通过温度合适的干燥冷风对管材进行冷却，可以避免管材的力学、物理性能降低，最后在pe管的最外层缠绕设置一层耐磨层，从而避免在运输和安装过程中的pe管外层磨损。
61.以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。因此，发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。