專(zhuān)利名稱(chēng)：長(zhǎng)效抗菌超濾膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用一般物理或化學(xué)方法實(shí)施分離工藝和所用器材，尤其涉及以材料為特征的用于分離工藝或設(shè)備的半透膜，特別是涉及具有長(zhǎng)效抗菌效果的食品級(jí)聚氯乙烯超濾膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有超濾膜技術(shù)是21世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的新型過(guò)濾材料技術(shù)，能夠截留分子量為300 500，000道爾頓的粒子。國(guó)內(nèi)自20世紀(jì)90年代起便將超濾膜技術(shù)應(yīng)用于家庭用水處理上，至今已有20年歷史。超濾膜能夠有效去除家庭用水中的鐵銹、泥沙、膠體、部分大分子蛋白質(zhì)等物質(zhì)，但是由于超濾膜本身沒(méi)有抗菌功能，再加上家庭用水都是間斷性的，水中的余氯起不到連續(xù)殺菌作用，這樣就導(dǎo)致膜絲表面的細(xì)菌慢慢積累，一方面影響超濾膜的使用壽命，另一方面也導(dǎo)致凈化水端細(xì)菌超標(biāo)。為解決此問(wèn)題，產(chǎn)生了令超濾膜兼具抗菌功能的處理方法，包括在超濾膜鑄膜液配方中添加抗菌劑或者在膜表面涂覆抗菌劑，以提高超濾膜的抗菌性能?？咕砑觿┐篌w可以分為無(wú)機(jī)的和有機(jī)的，其中無(wú)機(jī)抗菌劑為含有銀、鋅、銅的離子的納米級(jí)或者微米級(jí)的鹽類(lèi)，和/或銀、鋅、銅的各金屬氧化物，或者為載有銀、鋅、銅各金屬的玻璃粉末或者二氧化硅粉末；有機(jī)抗菌劑為季銨鹽類(lèi)物質(zhì)或殼聚糖類(lèi)?，F(xiàn)有技術(shù)涉及抗菌膜及其制備方法的專(zhuān)利公開(kāi)文獻(xiàn)經(jīng)本發(fā)明人研讀過(guò)的包括: 徐志康中國(guó)專(zhuān)利CN 1958136A，公開(kāi)了一種抗菌中空纖維膜及其制備方法和應(yīng)用，將
聚合物、載銀分子篩、致孔劑混合后溶于溶劑，過(guò)濾脫泡紡絲，得到抗菌型的中空纖維膜?？咕蔬_(dá)到87%。徐志康中國(guó)專(zhuān)利CN 101254418A，公開(kāi)了一種表面交聯(lián)抗菌復(fù)合膜制備方法，將帶有氨基的聚合物，該聚合物利用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯或者4-乙烯基吡啶進(jìn)行聚合反應(yīng)制得，將該聚合物溶于有機(jī)溶液中，再將普通的中空纖維膜浸泡于上述溶液中，浸泡后產(chǎn)生一層聚合物層，再浸泡于交聯(lián)劑溶液中進(jìn)行原位交聯(lián)和季銨化反應(yīng)。得到的膜干燥清洗即為抗菌膜。徐志康中國(guó)專(zhuān)利CN 101934203A，公開(kāi)了一種高效復(fù)合抗菌分離膜的制備方法，將分離膜依次浸泡在硝酸銀水溶液和硼氫化鈉水溶液中，得到表面吸附有銀納米粒子的聚合物分離膜，將上述分離膜放入交聯(lián)劑溶液中，進(jìn)行季銨化、原位交聯(lián)反應(yīng)，干燥得到復(fù)合抗菌分離膜。這種方法制備的分離膜具有季銨鹽和銀離子雙重抗菌效果。龐杰，中國(guó)專(zhuān)利CN 1781978A，公開(kāi)了一種可食性耐水耐高溫復(fù)合凝膠抗菌膜，由殼聚糖、β環(huán)狀糊精、黃原膠和卡拉膠組成，其余成分由山梨酸鉀、蔗糖酯和硬脂酸中的一種或幾種組成，經(jīng)過(guò)制膜之后，具有長(zhǎng)效緩釋殺菌作用，作為熱封包裝使用。神谷義明，中國(guó)專(zhuān)利CN 100387644C，公開(kāi)了一種抗菌樹(shù)脂產(chǎn)品及其制造方法，其中抗菌玻璃粉末不變色，透明度高，分散性良好?？咕ＡУ奶砑恿靠刂圃?.1 10%范圍內(nèi)，平均體積粒徑(D50)控制在0.2 30 μ m，比表面積控制在9，000 30，000 cm2/cm3,抗菌玻璃粉末90%體積粒徑控制在I 50 μ m范圍內(nèi)。抗菌玻璃含有下屬成分=Ag2O(0.2 5%)，ZnO (I 50%)，CaO (0.1 15%)，B2O3 (0.1 15%)，P2O5 (30 80%)重量范圍?，F(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是，載銀、鋅、銅等顆粒物填充方法制膜，可起到有效抑菌作用，但殺菌效果不理想，包埋在膜內(nèi)部的顆粒物無(wú)法完全釋放出來(lái)。表面交聯(lián)技術(shù)工藝復(fù)雜，在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)較困難，而且其衛(wèi)生性難以保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)超濾膜及其制備方法的不足之處而提出一種具有長(zhǎng)效抑菌性能的食品級(jí)PVC (聚氯乙烯)超濾膜及其制備方法，該膜兼顧殺菌和抑菌功能，其制膜工藝簡(jiǎn)便、成本低廉。本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:一種長(zhǎng)效抗菌聚氯乙烯超濾膜，其組分包括抗菌高分子聚合物、聚氯乙烯，以及氯乙烯-醋酸乙烯共聚物，其中，按照重量百分比，所述抗菌高聚物的含量占所述聚氯乙烯和氯乙烯-醋酸乙烯共聚物共同含量的2% 10%。在該超濾膜成型前的鑄膜液中，按照重量百分比，所述抗菌高聚物的含量占所述聚氯乙烯和氯乙烯-醋酸乙烯共聚物共同含量的2% 10%，所述鑄膜液中還包括致孔劑，該致孔劑含量為所述鑄膜液總量的5% 15%，余量為溶劑。所述抗菌高聚物包括聚六亞甲基胍粉末和/或聚六亞甲基雙胍粉末。所述聚氯乙烯為食品級(jí)的，聚合度為700 1800。所述氯乙烯-醋酸乙烯共聚物的特征粘數(shù)為30 80 ml/g。所述致孔劑包括聚乙二醇400 1500和/或聚乙烯吡咯烷酮K30。所述溶劑包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種或兩種。本發(fā)明還提出一種長(zhǎng)效抗菌聚氯乙烯超濾膜的制備方法，包括以下步驟:
A、將聚氯乙烯，和氯乙烯-醋酸乙烯共聚物，用高混機(jī)充分混合之后，倒入已預(yù)熱至45°C 55 °C的溶劑中，攪拌8 12分鐘，使其溶脹；
B、在實(shí)施步驟A形成的溶液中添加致孔劑，繼續(xù)攪拌8 12分鐘；
C、在實(shí)施步驟B形成的溶液中添加抗菌高分子聚合物，在190 210轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下持續(xù)攪拌6 10小時(shí)之后，得到紡絲用鑄膜液；在所述紡絲用鑄膜液中，按照重量百分比，所述抗菌高聚物的含量占所述聚氯乙烯和氯乙烯-醋酸乙烯共聚物共同含量的2% 10%，所述致孔劑含量為所述紡絲用鑄膜液總量的5% 15%，余量為溶劑。D、用干噴濕紡的方法進(jìn)行紡絲，通過(guò)插入管式噴絲頭擠出鑄膜液，利用非溶劑致相分離原理制備所述抗菌超濾膜。所述抗菌高聚物包括聚六亞甲基胍粉末和/或聚六亞甲基雙胍粉末。所述聚氯乙烯為食品級(jí)的，聚合度為700 1800。所述氯乙烯-醋酸乙烯共聚物的特征粘數(shù)為30 80 ml/g。所述致孔劑包括聚乙二醇400 1500和/或聚乙烯吡咯烷酮。所述溶劑包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種或兩種。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明長(zhǎng)效抗菌超濾膜及其制備方法的有益效果在于:超濾膜中的殺菌成分為帶有正電荷的高分子聚合物粉末，該高聚物為聚六亞甲基胍粉末、聚六亞甲基雙胍粉末中的一種或者兩種，殺菌機(jī)理為:化學(xué)與物理的共同作用，首先它能與通常呈負(fù)電性的微生物的細(xì)胞膜作用，破壞微生物儲(chǔ)存能量和養(yǎng)分輸送所必須的離子梯度，甚至造成胞漿滲漏。同時(shí)所述高聚物鏈呈正電，容易吸附通常呈負(fù)電的細(xì)菌、病毒并將其纏繞，從而抑制了細(xì)菌的分裂功能，使細(xì)菌喪失了生殖能力，加上高聚物堵塞了微生物的呼吸通道，使其迅速窒息而死。由于其特殊的殺菌機(jī)理，使細(xì)菌不易產(chǎn)生抗藥性。該抗菌成分的10 20%溶于水，不會(huì)隨使用時(shí)間延長(zhǎng)而流失，可以保證所述PVC超濾膜表面具有持久的抗菌性能，所得超濾膜對(duì)金黃色葡萄球菌和致病大腸桿菌的抗菌率均達(dá)到80%以上。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
將180g聚合度為1，300的食品級(jí)聚氯乙烯，70g特征粘數(shù)為30 ml/g的氯乙烯-醋酸乙烯共聚物混合后，倒入預(yù)熱至45°C 55°C的595g 二甲基乙酰胺溶液中，攪拌8 12分鐘后，向其內(nèi)加入150g的聚乙二醇600,繼續(xù)攪拌8 12分鐘。最后將5g聚六亞甲基胍，即，將占食品級(jí)聚氯乙烯與氯乙烯-醋酸乙烯共同含量2%的聚六亞甲基胍加入到上述溶液中，在190 210轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下持續(xù)攪拌6個(gè)小時(shí)后，得到紡絲用鑄膜液；用乾噴濕紡的方法進(jìn)行紡絲，通過(guò)插入管式噴絲頭擠出鑄膜液，利用非溶劑致相分離原理制備抗菌PVC超濾膜。得出的抗菌超濾膜抗菌率為抗大腸桿菌80%，金黃色葡萄球菌82%。實(shí)施例2
將200g聚合度為700的食品級(jí)聚氯乙烯，60g特征粘數(shù)為80 ml/g的氯乙烯-醋酸乙烯共聚物混合后，倒入預(yù)熱至45°C 55°C的460g 二甲基甲酰胺和204gN_甲基吡咯烷酮溶液中，攪拌8 12分鐘后，向其內(nèi)加入50g的聚乙二醇1500，繼續(xù)攪拌8 12分鐘。最后將26g聚六亞甲基雙胍，S卩，將占食品級(jí)聚氯乙烯與氯乙烯-醋酸乙烯共同含量10%的聚六亞甲基雙胍加入到上述溶液中，在190 210轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下持續(xù)攪拌10個(gè)小時(shí)后，得到紡絲用鑄膜液；用乾噴濕紡的方法進(jìn)行紡絲，通過(guò)插入管式噴絲頭擠出鑄膜液，利用非溶劑致相分離原理制備抗菌PVC超濾膜。得出的抗菌超濾膜抗菌率為抗大腸桿菌90%，金黃色葡萄球菌92%。實(shí)施例3
將150g聚合度為1，800的食品級(jí)聚氯乙烯，70g特征粘數(shù)為50 ml/g的氯乙烯-醋酸乙烯共聚物混合后，倒入預(yù)熱至45°C 55°C的669gN-甲基吡咯烷酮溶液中，攪拌8 12分鐘后，向其內(nèi)加入80g的聚乙二醇400和20g的聚乙烯吡咯烷酮K30，繼續(xù)攪拌8 12分鐘。最后將5g聚六亞甲基胍和6g聚六亞甲基雙胍，即，將占食品級(jí)聚氯乙烯與氯乙烯-醋酸乙烯共同含量5%的抗菌高聚物加入到上述溶液中，在190 210轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下持續(xù)攪拌8個(gè)小時(shí)后，得到紡絲用鑄膜液；用乾噴濕紡的方法進(jìn)行紡絲，通過(guò)插入管式噴絲頭擠出鑄膜液，利用非溶劑致相分離原理制備抗菌PVC超濾膜。得出的抗菌超濾膜抗菌率為抗大腸桿菌85%，金黃色葡萄球菌87%。實(shí)施例4
將160g聚合度為1，000的食品級(jí)聚氯乙烯，IOOg特征粘數(shù)為50 ml/g的氯乙烯-醋酸乙烯共聚物混合后，倒入預(yù)熱至45°C 55°C的647g 二甲基甲酰胺溶液中，攪拌8 12分鐘后，向其內(nèi)加入80g的聚乙烯吡咯烷酮K30，繼續(xù)攪拌8 12分鐘。最后將13g聚六亞甲基胍，即，將占食品級(jí)聚氯乙烯與氯乙烯-醋酸乙烯共同含量5%的聚六亞甲基胍加入到上述溶液中，在190 210轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下持續(xù)攪拌7個(gè)小時(shí)后，得到紡絲用鑄膜液；用乾噴濕紡的方法進(jìn)行紡絲，通過(guò)插入管式噴絲頭擠出鑄膜液，利用非溶劑致相分離原理制備抗菌PVC超濾膜。得出的抗菌超濾膜抗菌率為抗大腸桿菌86%，金黃色葡萄球菌88%。
權(quán)利要求
1.一種聚氯乙烯長(zhǎng)效抗菌超濾膜的制備方法，包括以下步驟: A、將聚氯乙烯，和氯乙烯-醋酸乙烯共聚物，用高混機(jī)充分混合之后，倒入已預(yù)熱至45°C 55 °C的溶劑中，攪拌8 12分鐘，使其溶脹； B、在實(shí)施步驟A形成的溶液中添加致孔劑，繼續(xù)攪拌8 12分鐘； C、在實(shí)施步驟B形成的溶液中添加抗菌高分子聚合物，在190 210轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下持續(xù)攪拌6 10小時(shí)之后，得到紡絲用鑄膜液；在所述紡絲用鑄膜液中，按照重量百分比，所述抗菌高聚物的含量占所述聚氯乙烯和氯乙烯-醋酸乙烯共聚物共同含量的2% 10%，所述致孔劑含量為所述紡絲用鑄膜液總量的5% 15%，余量為溶劑； D、用乾噴濕紡的方法進(jìn)行紡絲，通過(guò)插入管式噴絲頭擠出鑄膜液，利用非溶劑致相分離原理制備所述抗菌超濾膜。
2.如權(quán)利要求1所述超濾膜的制備方法，其特征在于:所述抗菌高聚物包括聚六亞甲基胍粉末和/或聚六亞甲基雙胍粉末。
3.如權(quán)利要求1所述超濾膜的制備方法，其特征在于:所述聚氯乙烯為食品級(jí)的，聚合度為700 1800。
4.如權(quán)利要求1所述超濾膜的制備方法，其特征在于:所述氯乙烯-醋酸乙烯共聚物的特征粘數(shù)為30 80 ml/g。
5.如權(quán)利要求1所述超濾膜的制備方法，其特征在于:所述致孔劑包括聚乙二醇400 1500和/或聚乙烯吡咯烷酮K30。
6.如權(quán)利要求1所述超濾膜的制備方法，其特征在于:所述溶劑包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種或兩種。
7.一種長(zhǎng)效抗菌超濾膜，其組分包括抗菌高分子聚合物、聚氯乙烯，以及氯乙烯-醋酸乙烯共聚物，其中，按照重量百分比，所述抗菌高聚物的含量占所述聚氯乙烯和氯乙烯-醋酸乙烯共聚物共同含量的2% 10%。
8.如權(quán)利要求7所述的超濾膜，其特征在于:在該超濾膜成型前的鑄膜液中，按照重量百分比，所述抗菌高聚物的含量占所述聚氯乙烯和氯乙烯-醋酸乙烯共聚物共同含量的2% 10%,所述鑄膜液中還包括致孔劑,該致孔劑含量為所述鑄膜液總量的5% 15%,余量為溶劑。
9.如權(quán)利要求7所述的超濾膜，其特征在于:所述抗菌高聚物包括聚六亞甲基胍粉末和/或聚六亞甲基雙胍粉末。
10.如權(quán)利要求7所述的超濾膜，其特征在于:所述聚氯乙烯為食品級(jí)的，聚合度為700 1800。
11.如權(quán)利要求7所述的超濾膜，其特征在于:所述氯乙烯-醋酸乙烯共聚物的特征粘數(shù)為30 80 ml/g。
12.如權(quán)利要求7所述的超濾膜，其特征在于:所述致孔劑包括聚乙二醇400 1500和/或聚乙烯吡咯烷酮K30。
13.如權(quán)利要求7所述的超濾膜，其特征在于:所述溶劑包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種或兩種。
全文摘要
一種長(zhǎng)效抗菌超濾膜及其制備方法，該方法是將聚氯乙烯，和氯乙烯-醋酸乙烯共聚物混合之后，倒入已預(yù)熱至45℃～55℃的溶劑中，攪拌使其溶脹；再添加致孔劑，繼續(xù)攪拌；之后再添加抗菌高分子聚合物，持續(xù)攪拌6～10小時(shí)之后，得到紡絲用鑄膜液；在所述紡絲用鑄膜液中，按照重量百分比，所述抗菌高聚物的含量占所述聚氯乙烯和氯乙烯-醋酸乙烯共聚物共同含量的2%～10%，所述致孔劑含量為所述紡絲用鑄膜液總量的5%～15%，余量為溶劑。最后用乾噴濕紡的方法進(jìn)行紡絲，通過(guò)插入管式噴絲頭擠出鑄膜液，利用非溶劑致相分離原理制備所述抗菌超濾膜。該膜兼顧殺菌和抑菌功能，其制膜工藝簡(jiǎn)便、成本低廉。
文檔編號(hào)B01D67/00GK103170256SQ20111043518
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者歐陽(yáng)葵會(huì) 申請(qǐng)人:深圳市誠(chéng)德來(lái)實(shí)業(yè)有限公司