[發明專利]一種多元離子抗菌碳纖維濾芯

有效

• 申請號: 201611073863.7
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106621565B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 李明;孫月平
• 申請（專利權）人: 浙江水馬環保科技有限公司
• 主分類號: B01D39/14
• 分類號: B01D39/14;D01F9/22;D01F1/10
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 林寶堂

1.一種多元離子抗菌碳纖維濾芯，其特征在于：由以下步驟制得：

（A）多元離子高分子抗菌母料的制備：將氧化鈰粉、長石粉、四氧化三鐵與聚氯乙烯或聚丙烯按質量比0.4-0.6:0.4-0.6:0.8-1.2:8混合，然后向混合物中加入其質量1-5%的食用植物油并混勻；采用雙螺桿機擠壓造粒得到A母料；向A母料中加入其質量0.1-5%的多元離子抗菌材料，20-40℃下攪拌混勻后再次進入雙螺桿機擠壓造粒，得到多元離子高分子抗菌母料；

（B）聚丙烯腈共聚物的制備：采用水相沉淀聚合法制得粉狀的含有所述多元離子高分子抗菌母料的聚丙烯腈共聚物；

（C）聚丙烯腈纖維的制備：將聚丙烯腈共聚物與二甲基甲酰胺按質量比2.5-3.5:1混合，通過紡絲工藝制得聚丙烯腈纖維；

（D）纖維后處理：將聚丙烯腈纖維在空氣中加熱至260-280℃并保溫0.5-3h，進行預氧化處理，成為預氧化纖維；再將預氧化纖維在惰性氣體加熱至1500-1700℃進行碳化處理，形成碳纖維；

（E）濾芯制備：將碳纖維利用機器纏繞成柱狀濾芯形成纏繞濾芯，或按照噴熔濾芯工藝生產噴熔濾芯，從而制得多元離子抗菌碳纖維濾芯；

步驟（A）中，所述多元離子抗菌材料的制備方法為：

（1）先按質量比0.5-0.6:1將二氧化硅與水混合，再將其加入到0.4-0.6倍質量的水中，攪拌得到懸浮液；將硝酸銀、硝酸鋅和氧化鎂各自與懸浮液按質量比1.5-2:1混合，得到三種溶液；將三種溶液分別用水浴加熱至28-35℃，然后將三種溶液混合并持續攪拌至完全溶解，得到溶液A；

（2）先將銅熔融，接著添加鋅使鋅與銅熔融混合，然后添加木炭粉，其中銅、鋅、木炭粉的質量比為1:1.4-1.6:2.8-3.2；混合均勻后降溫冷卻，研磨得到復合黃銅粉；

（3）按質量比1.1-1.3:2將復合黃銅粉加入到溶液A中，形成混合物B；配制pH值為4.2-5的硝酸溶液，將混合物B加入到其1.8-2.2倍質量的硝酸溶液中；升溫至100-140℃；配制冰醋酸和二乙醇胺總濃度為30-40wt%的溶液，添加至硝酸溶液中，產生沉淀并洗滌沉淀，然后升溫、洗滌重復多次；每次洗滌時冰醋酸和二乙醇胺的溶液的用量為硝酸溶液質量的0.4-0.6倍；向溶液中添加溶液質量0.3-0.4倍的二氧化鈦，烘干，冷卻后，得到多元離子抗菌材料。

2.如權利要求1所述的一種多元離子抗菌碳纖維濾芯，其特征在于，步驟（A）中，所述氧化鈰粉、長石粉、四氧化三鐵的粒度為200-800目。

3.如權利要求1所述的一種多元離子抗菌碳纖維濾芯，其特征在于，步驟（3）中，所述冰醋酸和二乙醇胺的溶液中，冰醋酸與二乙醇胺的質量比為1:1.5-2.5。

4.如權利要求1所述的一種多元離子抗菌碳纖維濾芯，其特征在于，步驟（3）中，烘干溫度為80-100℃。

5.如權利要求1所述的一種多元離子抗菌碳纖維濾芯，其特征在于，步驟（B）中， 聚丙烯腈共聚物的制備過程為：

將丙烯醇、丙烯酸甲酯、第三單體、多元離子高分子抗菌母料和引發劑按質量比2:0.9-1.1:0.15-0.25:0.4-0.6:0.7-0.8通過計量泵打入聚合釜中，用次硝酸調節聚合液的pH值為1.9-2.2；接著升溫至35-55℃進行聚合反應，反應1.5-2.0h，控制轉化率為81.2-83.1%；然后將聚合釜內含單體的聚合物淤漿壓到堿終止釜中，用氫氧化鈉水溶液調節pH值，使反應終止；將含有單體的聚合物淤漿粘稠度調節為12.2-13.5%后送至脫單體塔，用蒸汽在減壓、75-80℃條件下將未反應的單體驅趕并回收；將脫除單體后的聚合物淤漿經過脫水、洗滌、干燥，冷卻后，得到粉狀的聚丙烯腈共聚物。

6.如權利要求5所述的一種多元離子抗菌碳纖維濾芯，其特征在于，所述第三單體為含可電離酸基或堿基的單體；所述引發劑為NaClO₃或Na₂SO₃。