一种基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜及其制备方法。首先将炭膜烧结成型过程中常用的PE粘结剂进行金属离子溅射处理，形成具有金属离子粘附的改性高分子PE粘结剂；然后将所述改性粘结剂与粉末活性炭充分混合；最后将混合后的改性PE粘结剂与粉末活性炭进行高温烧结成型。本发明专利技术提供的制备方法，使重金属离子在高温还原条件下形成具有强抑菌性能的纳米颗粒，高分子PE粘结剂软化分布于粉末活性炭的空隙中，从而使制备的炭膜具有较高的抑菌功效。另外，以此方法制备的抑菌炭膜在能高效滤除余氯、有机物、中进水等微污染物质的基础上，能持久有效地抑制微生物的繁殖，避免炭膜发臭、堵塞，可广泛应用于各类水净化装置及水处理工程设备中。

【技术实现步骤摘要】
一种基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜及其制备方法
本专利技术涉及水净化领域，具体涉及一种基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜。
技术介绍
因环境污染的严重，随着生活水平的提高，生活饮用水健康与安全越来越受到人们的关注与重视，我国净水行业迅速发展，拥有潜在千亿级的市场规模，各类净水产品随之孕育而生。基于活性炭制备而成的炭膜是家用净水产品中的核心元件，其功能在于(1)去除水中余氯；(2)吸附水中有机物、重金属等微污染物质；(3)过滤固体颗粒物，降低水体浊度；(4)脱色去味、改善水体口感。然而，炭膜因过滤吸附能力强，常容易滋生细菌，从而造成炭膜发臭、表面生长粘膜而堵塞等问题。当前已有厂商通过向炭膜中添加抗菌剂的方式来制备抑菌炭膜，然而这种方法存在因抑菌材料不能有效分散于炭膜内而造成抑菌功效弱、不能有效解决发臭等问题，同时存在着生产成本高、工艺复杂、不能适用多种尺寸形貌等问题。炭膜的基本材料构成为高分子PE粘结剂以及粉末活性炭，其中高分子PE粘结剂的质量占比约为15-35％。炭膜的制备工艺使将高分子PE粘结剂和粉末活性炭混合后，再经压力压铸后在烘焙炉内高温烧制脱模成型。高分子PE粘结剂作为炭膜成型的最核心材料，其均匀分布在粉末活性炭之间。因此，我们认为使高分子PE粘结剂具有抗菌性能是最能保障炭膜整体具有抗菌性能的最有效方式。为此，本专利专利技术了一种基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜，利用炭膜的制备工艺及微观结构特点，通过将炭膜烧结成型中常用的高分子PE粘结剂进行离子溅射处理，使其形成金属离子粘附的改性高分子PE粘结剂，然后该改性粘结剂与粉末活性炭充分混合均匀后在一定温度条件下烧结一定时间，使其成型。烧结成型过程中，所述金属离子在高温还原条件下形成具有抑菌性能的纳米颗粒，使得改性高分子PE粘结剂具有抑菌性，抑菌高分子PE粘结剂软化并均匀分布于粉末活性炭的空隙中，从而对炭膜起到长效、抑菌的功效，有效解决了炭膜易滋生细菌、易的、发臭、易堵塞等问题。该方法具有生产高效、快速、低成本、抑菌功效光谱等诸多优点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是，针对现有技术中存在的问题和不足，提供一种基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜及其制备方法，制备好的抑菌炭膜可有效滤除水体中微污染物质，防止细菌滋生，解决炭膜发臭、堵塞问题。为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜，其特征在于，所述炭膜的微观结构包括抑菌高分子PE颗粒、粉末活性炭，所述抑菌高分子PE颗粒均匀分布于所述粉末活性炭中，所述抑菌高分子PE颗粒作为粘结剂均匀粘结所述粉末活性炭。进一步地，一种基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备改性高分子PE粘结剂：通过震荡等方式对炭膜烧结成型过程中常用的高分子PE粘结剂进行金属离子溅射处理，将金属离子靶向嵌入到所述的高分子PE粘结剂材料中，制得改性高分子PE粘结剂；(2)将所述步骤(1)制得的改性高分子PE粘结剂与粉末活性炭充分混合均匀，所述改性高分子PE粘结剂的质量占比约为15-35％；(3)烧结成型：将步骤(2)中混合均匀的改性高分子PE粘结剂和粉末活性炭通过单只磨具灌料、压缩，并在一定温度下焙烧一定时间制得基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜。作为本专利技术的进一步限定，所述的制备方法步骤(1)中金属离子为银、铜等。本专利技术的具体原理如下：本专利技术采用对高分子PE粘结剂进行金属离子(银、铜等)离子溅射处理，将金属离子(银、铜等)靶向嵌入到高分子PE粘结剂材料中，再利用活性炭表面具有诸多的羟基等还原性基团，当炭膜在烘焙炉内200℃高温烧制时，金属离子(银、铜等)被原位还原制备成具有强力抑菌功效的纳米金属离子。同时，这些纳米金属离子被嵌入在高分子PE粘结剂上，在制备好的成品炭棒滤芯的使用过程中不易被冲刷掉，从而保障了由此法制备的抑菌炭膜的安全性能。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术所述的一种基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜的制备方法，因将改性高分子PE粘结剂通过与粉末活性炭均匀混合烧结成型，重金属离子在高温还原的条件下形成具有强抑菌性能的纳米颗粒，抑菌高分子PE粘结剂软化并且均匀分布于粉末活性炭的空隙中，使制备的炭膜具有以下优点：1、本专利技术的方法制备的基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜，在实现物理过滤的同时，能够起到长效、均一的抑菌功效，能够全面净化水质；2、本专利技术的方法制备的基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜，在抑菌系统中使用，在前序过滤中将细菌、余氯等微污染物质滤除，更好的保护后处理系统中的膜滤芯，延长使用寿命，同时能够节约后处理系统中莫滤芯的使用量，减少膜滤芯的更换次数，有效降低使用成本。3、本专利技术的方法制备的基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜，能阻止细菌繁殖从而杜绝炭膜发臭、胶体滋生堵塞等问题，实用易操作，生产成本较低，便于市场推广。附图说明图1为本专利技术的基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜的制备工艺流程图；图2为本专利技术实施例1中制备抑菌炭膜滤芯(B1)切面图中纳米银颗粒电镜图。具体实施方式为便于本领域技术人员理解，下面将结合附图及实施例对本专利技术的技术方案作进一步清楚、详细完整地描述，显然，所描述的实施例只用于对本专利技术作进一步的说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域的技术人员根据上述专利技术的内容做出一些非本质的改变和调整，均属于本专利技术的保护范围。实施例1取塞纳尼斯高分子PE胶粉(80-200目)2公斤，用MicrohezaoGVC-1000离子溅射仪分批溅射银离子5秒钟，制得银负载高分子PE胶粉。将制得的银负载高分子PE胶粉和常规高分子PE胶粉分别与80-200目的椰壳活性炭粉(炭粉与胶粉的质量比为4∶1)，通过单只磨具灌料、压缩，在190℃条件下烧结1.5小时后脱模制得基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜滤芯B1和普通炭膜滤芯A1。实施例2普通炭膜滤芯A1与基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜滤芯B1的抑菌效能评测自制一台家用净水器用于实验测试，所述家用净水器采取双级过滤结构，第一级为5微米PP棉，第二级分别采用普通炭膜滤芯A1与基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜滤芯B1，以自来水为源水进行长效除菌抗菌测试，每日出水100L，跟踪100天，分别在0、1000L、3000L、5000L、7000L取水样进行杂菌菌落总数测试实验。测试实验结果如下表1：表1：A1与B1长效除菌抗菌效能实验数据流量(L)A1的净水器菌落总数(cfu/ml)B1的净水器菌落总数(cfu/ml)000100060003000150015500088002870001340055注：炭膜尺寸：外径45mm，内径22mm，长220mm。从表1实验数据中可以看出，基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜滤芯B1可有效抑制微生物的生长。另外，在过滤水量达到5000L后取出炭膜闻其气味，可明显闻到普通炭膜滤芯A1上出现鱼腥味，而基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜滤芯B1无腥臭味出现。实施例3普通炭膜滤芯A1与基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜滤芯B1的余氯去除效能评测配置余氯含量为2.0ppm的挑战水，在0.3bar压力下，测试普通炭膜滤芯A1与基于抑菌高分子P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜，其特征在于，所述炭膜的微观结构包括抑菌高分子PE颗粒、粉末活性炭，所述抑菌高分子PE颗粒均匀分布于所述粉末活性炭中，所述抑菌高分子PE颗粒作为粘结剂均匀粘结所述粉末活性炭。

【技术特征摘要】
1.一种基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜，其特征在于，所述炭膜的微观结构包括抑菌高分子PE颗粒、粉末活性炭，所述抑菌高分子PE颗粒均匀分布于所述粉末活性炭中，所述抑菌高分子PE颗粒作为粘结剂均匀粘结所述粉末活性炭。2.一种权利要求1所述的一种基于抑菌高分子PE粘结剂的抑菌炭膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备改性高分子PE粘结剂：通过震荡等方式对炭膜烧结成型过程中常用的高分子PE粘结剂进行金属离子溅射处理，将金属离子靶向嵌入到所述的高分子P...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪均，陈俊丰，龙云良，董平，谢秀风，
申请(专利权)人：南京水杯子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32