CN115487692A - 反渗透膜的浓水网及反渗透膜 - Google Patents
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Abstract
本发明属于净水处理技术领域，具体涉及一种反渗透膜的浓水网及反渗透膜，旨在解决现有反渗透膜的浓水网抑制细菌滋生时水中银离子浓度过高的问题。为此目的，本发明的反渗透膜的浓水网包括按重量份计的如下组分：聚丙烯100份，氧化锌10‑16份，或者浓水网包括按重量份计的如下组分：聚丙烯100份，氧化锌5‑8份，辅助抑菌剂0.1‑1份。通过这样的设置，使用氧化锌作为主要抑菌剂，替代含银类抑菌剂或者降低含银类抑菌剂在浓水网的使用比例，以降低过滤水中银离子的含量。
Description
技术领域
本发明属于净水处理技术领域，具体涉及一种反渗透膜的浓水网及反渗透膜。
背景技术
反渗透膜具有除去水中的溶解盐类、重金属离子、胶体、微生物、有机物等优异的过滤性能。因而，反渗透膜长期使用过程中的容易滋生细菌，增加了反渗透膜的污染，降低了过滤水的品质。
现有反渗透膜增加浓水网以抑制细菌的滋生，降低反渗透膜的细菌污染，现有的浓水网抑菌材料一般采用含银类抗菌剂来抑制细菌滋生以降低细菌对反渗透膜的污染，同时，含银类抗菌剂使得水中银离子浓度偏高，不利于人体健康，用户体验不佳。
相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有反渗透膜的浓水网使用含银类抑菌剂抑制细菌滋生时水中银离子浓度过高的问题。
在第一方面，本发明提供一种反渗透膜的浓水网，所述浓水网包括按重量份计的如下组分：聚丙烯100份，氧化锌10-16份，或者所述浓水网包括按重量份计的如下组分：聚丙烯100份，氧化锌5-8份，辅助抑菌剂0.1-1份。
在上述的反渗透膜的浓水网的优选技术方案中，所述浓水网还包括按重量份计的流动改性剂1-2份。
在上述的反渗透膜的浓水网的优选技术方案中，所述浓水网还包括按重量份计的交联剂2-4份。
在上述的反渗透膜的浓水网的优选技术方案中，所述辅助抑菌剂为吡啶硫酮锌、磷酸锆载银以及沸石载银中至少一种。
在上述的反渗透膜的浓水网的优选技术方案中，所述浓水网还包括按重量份计的变色抑制剂1-2份。
在上述的反渗透膜的浓水网的优选技术方案中，所述浓水网还包括按重量份计的抗氧剂1-5份。
在上述的反渗透膜的浓水网的优选技术方案中，所述浓水网还包括按重量份计的增强助剂3-5份。
在上述的反渗透膜的浓水网的优选技术方案中，所述增强助剂为碳酸钙和/或滑石粉。
在第二方面，本发明提供了一种反渗透膜，所述反渗透膜包括上述的反渗透膜的浓水网。
在上述的反渗透膜的优选技术方案中，所述浓水网通过3D打印技术直接打印在所述反渗透膜上。
本领域技术人员能够理解的是，本发明的反渗透膜的浓水网包括按重量份计的如下组分：聚丙烯100份，氧化锌10-16份，或者浓水网包括按重量份计的如下组分：聚丙烯100份，氧化锌5-8份，辅助抑菌剂0.1-1份。通过这样的设置，使用氧化锌作为主要抑菌剂，替代含银类抑菌剂或者降低含银类抑菌剂在浓水网的使用比例，以降低过滤水中银离子的含量。
进一步地，本发明的浓水网还包括按重量份计的流动改性剂1-2份。通过这样的设置，改善浓水网的原料流动性，便于对浓水网的加工制备。
又进一步地，本发明的浓水网还包括按重量份计的交联剂2-4份。通过这样的设置，增加交联剂的抗拉伸强度，耐冲击强度好，避免浓水网拉伸时断裂。
又进一步地，辅助抑菌剂为吡啶硫酮锌、磷酸锆载银以及沸石载银中至少一种。通过这样的设置，保证浓水网的有效抑菌效果时，降低氧化锌的使用量，节省浓水网的制备成本。
又进一步地，本发明的浓水网还包括按重量份计的变色抑制剂1-2份。通过这样的设置，延缓浓水网老化变色，保证浓水网产品的色泽和美观度。
又进一步地，本发明的浓水网还包括按重量份计的抗氧剂1-5份。通过这样的设置，防止水中离子与浓水网的氧化反应，延长浓水网的使用寿命。
又进一步地，本发明的浓水网还包括按重量份计的增强助剂3-5份。通过这样的设置，保证浓水网的结构硬度，提高浓水网的耐用性和稳定性。
又进一步地，增强助剂为碳酸钙和/或滑石粉。通过这样的设置，成本低。
此外，本发明在上述技术方案的基础上进一步提供的反渗透膜，由于采用了上述的浓水网，因而具备上述浓水网所具备的技术效果，相比于现有的反渗透膜，本发明的反渗透膜的浓水网降低了过滤水中的银离子的含量，抑菌效果好，保证了水质的健康，用户使用体验更佳。
进一步地，浓水网通过3D打印技术直接打印在反渗透膜上。通过这样的设置，浓水网能够更方便与反渗透膜制备成复合过滤膜，制备成本低。
具体实施方式
下面来描述本发明的优选实施方式，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。下述各实施例中所述实验方法和测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂或原料，如无特殊说明，均可在市场上购买得到。
基于背景技术指出的现有反渗透膜的浓水网使用含银类抑菌剂抑制细菌滋生时水中银离子浓度过高的问题。本发明的反渗透膜的浓水网使用氧化锌作为主要抑菌剂，替代含银抑菌剂或者降低含银抑菌剂在浓水网的使用比例，在保证抑菌效果的同时大大提了反渗透膜的浓水网的过滤水的品质。
本发明的反渗透膜的浓水网包括按重量份计的如下组分：聚丙烯100份，氧化锌10-16份，或者浓水网包括按重量份计的如下组分：聚丙烯100份，氧化锌5-8份，抑菌剂0.1-1份。通过这样的设置，使用氧化锌作为抑菌剂，替代或降低含银离子的抑菌剂在浓水网的使用比例，以降低过滤水中银离子的含量。
需要说明的是，考虑到氧化锌的使用成本，可以使用少量的辅助抑菌剂如吡啶硫酮锌、磷酸锆载银以及沸石载银中至少一种与氧化锌一起配合使用，这样能够降低氧化锌使用比例，以节省氧化锌使用成本，同时还能够降低含银类抑菌剂的使用量。当然，优选不含银离子的辅助抑菌剂吡啶硫酮锌，这样，反渗透膜的浓水网过滤后水中就完全不含银离子。
此外，为便于反渗透膜的浓水网的加工制造和提高反渗透膜的浓水网使用过程中的综合性能，本发明的浓水网还包括按重量份计的如下组分：流动改性剂1-2份，交联剂2-4份，变色抑制剂1-2份，抗氧剂1-5份，增强助剂3-5份。
其中，聚丙烯为聚丙烯7726H型；流动改性剂为聚乙烯，其分子量在1000-3000范围内；抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，如抗氧剂1010型，抗氧剂697型，抗氧剂1076型中任意一种；变色抑制剂为变色抑制剂By101型；交联剂为硅烷偶联剂、酞酸酯偶联剂以及铝酸脂偶联剂中任意一种；增强助剂为碳酸钙和滑石粉中至少一中。
将上述浓水网的原料混合后，通过3D打印机直接将浓水网原料打印在反渗透膜的上表面上，使得浓水网能够更方便地与反渗透膜结合制成复合过滤膜，降低浓水网的制备成本。
下面介绍8个浓水网的原料配比，具体实施例具体如下：
实施例1
一种反渗透膜的浓水网，该浓水网包括按重量份计的如下组分如下：聚丙烯100份，氧化锌5份，吡啶硫酮锌0.1份，变色抑制剂1份，受阻酚抗氧剂(1010)1份，聚乙烯1份，硅烷偶联剂2份，碳酸钙3份。
实施例2
一种反渗透膜的浓水网，该浓水网包括按重量份计的如下组分如下：聚丙烯100份，氧化锌5.5份，吡啶硫酮锌0.5份，变色抑制剂1份，受阻酚抗氧剂(1010)2份，聚乙烯1份，硅烷偶联剂2.5份，碳酸钙4份。
实施例3
一种反渗透膜的浓水网，该浓水网包括按重量份计的如下组分如下：聚丙烯100份，氧化锌6份，磷酸锆载银0.3份，变色抑制剂1.5份，受阻酚抗氧剂(1010)3份，聚乙烯1.3份，酞酸酯偶联剂3份，碳酸钙5份。
实施例4
一种反渗透膜的浓水网，该浓水网包括按重量份计的如下组分如下：聚丙烯100份，氧化锌7份，磷酸锆载银0.5份，变色抑制剂1.5份，受阻酚抗氧剂(697)3份，聚乙烯1.6份，酞酸酯偶联剂3.5份，滑石粉3份。
实施例5
一种反渗透膜的浓水网，该浓水网包括按重量份计的如下组分如下：聚丙烯100份，氧化锌7.5份，沸石载银0.7份，变色抑制剂2份，受阻酚抗氧剂(697)5份，聚乙烯1.8份，铝酸脂偶联剂3.5份，滑石粉4份。
实施例6
一种反渗透膜的浓水网，该浓水网包括按重量份计的如下组分如下：聚丙烯100份，氧化锌8份，沸石载银1份，变色抑制剂2份，受阻酚抗氧剂(697)5份，聚乙烯2份，铝酸脂偶联剂4份，滑石粉5份。
实施例7
一种反渗透膜的浓水网，该浓水网包括按重量份计的如下组分如下：聚丙烯100份，氧化锌10，变色抑制剂1份，受阻酚抗氧剂(1076)4份，聚乙烯1.5份，硅烷偶联剂2.5份，碳酸钙3份。
实施例8
一种反渗透膜的浓水网，该浓水网包括按重量份计的如下组分如下：聚丙烯100份，氧化锌16份，变色抑制剂2份，受阻酚抗氧剂(1076)4份，聚乙烯2份，硅烷偶联剂3.5份，碳酸钙5份。
菌性测试方法：将上述8个实施例浓水网配比分别制作样品并且打印在反渗透膜上进行标准样品制作以供测试。即，将浓水网混合后经过3D打印在反渗透膜膜上，取反渗透膜的浓水网制成8个滤芯样品，同时，制备1个不含浓水网的反渗透膜滤芯，9个滤芯按下列方法进行测试。
取大肠埃希氏菌配制成菌液浓度低于100CFU/mL的稀释液作为试验菌悬液通入至9个滤芯中。其中，一个为反渗膜滤芯，8个为上述实施例的反渗膜滤的浓水网滤芯。将通入的菌液量填满每个整滤芯，并且，9个滤芯中加入菌液的量相同。然后将每个滤芯的进出口密封，将9支滤芯静置于温度为(37±1)℃的条件下，经过24小时取样测定大肠埃希氏菌群落的数量。
其中，9个滤芯均以1.5L/min流速通入2000L水后，分别测定每个滤芯过滤后水中大肠埃希氏活菌群数。
抗菌率按照如下公式进行计算：
R＝(A-B)÷A×100％
上述公式中：R代表抗菌率；A代表反渗膜滤芯过滤后测定水中的活菌群数；B代表反渗膜滤浓水网过滤后测定水中的活菌群数。当抗菌率R＞90％时，代表有效抑菌，CFU/mL代表每毫升中含有的菌群数。
浓水网的抗菌率具体测试结果见表1。
表1
| 实施例 | 抗菌率(％) |
| 实施例1 | 91.5 |
| 实施例2 | 93.3 |
| 实施例3 | 94.2 |
| 实施例4 | 96.4 |
| 实施例5 | 95.5 |
| 实施例6 | 96.7 |
| 实施例7 | 90.1 |
| 实施例8 | 97.3 |
需要说明的是，实施例1至6中抑菌材料包括氧化锌和辅助抑菌剂，实施例7至8中单独使用氧化锌作为抑菌材料。
通过表1对比可知，虽然氧化锌替代了含银抑菌材料，但是为了达到有效抑菌的效果，实施例7至8中氧化锌用使用量大于实施例1至6中氧化锌使用量；相比之下，实施例1至6中以氧化锌为主和辅助抑菌剂组分的浓水网，氧化锌使用量相对比较少，虽然使用磷酸锆载银、沸石载银等辅助抑菌剂会导致水中含有银离子，但是辅助抑菌剂的使用量远远低于氧化锌的使用量。因此，浓水网过滤后水中的含银离子浓度还是会远远降低与单独使用含银类抑菌剂过滤后水中的含银离子浓度。
也就是说，实施例1至6通过加入少量的辅助抑菌剂，则能大大节约氧化锌的使用量，在浓水网保持相对理想的抑菌剂效果时，过滤水中的含银离子浓度保持在一个较低水平，实施例1至6的浓水网相对于实施例7至8的浓水网性价比更高。
变色测试方法：使用中波紫外线灯简称UVB灯(光波长为313纳米)或长波紫外线灯简称UVA灯(光波长为340纳米)。将实施例制成的样品分别放置在温度(60±3)℃的黑板上暴露8小时，然后在黑板温度(50±3)℃辐照暴露8小时。评定变色用灰色样卡GB250-2008，其中，将评定变色分为5个等级，根据5个变色等级将试验样品分为9个档位评价，9个档位分别是5级、4－5级、4级、3－4级、3级、2－3级、2级、1－2级以及1级。5级代表完全未变色，1级代表完全变色。
浓水网的变色等级具体测试结果见表2。
表2
| 实施例 | 变色等级 |
| 实施例1 | 4 |
| 实施例2 | 4 |
| 实施例3 | 4－5 |
| 实施例4 | 4－5 |
| 实施例5 | 4－5 |
| 实施例6 | 4－5 |
| 实施例7 | 4－5 |
| 实施例8 | 4－5 |
通过向浓水网中加入变色抑制剂，能够有效抑制浓水网在光照和空气接触时变色发黄，实施例1至6中随着变色抑制剂的使用量的增加，变色等级从4级改变为4-5级之间。浓水网加入变色抑制剂有一定的改善作用。相对而言，使用变色抑制剂能够延长浓水网在制备、运输以及存放过程中变色发黄时间，保证浓水网产品在售卖期间的色泽和美观度。
以下熔融指数、拉伸强度、断裂伸长率、弯曲模量等指标测试方法均采用美国材料实验协会标准(ASTM)进行测定。
浓水网的熔融指数具体测试结果见表3。
表3
| 实施例 | 熔融指数 |
| 实施例1 | 2.1 |
| 实施例2 | 2.1 |
| 实施例3 | 3 |
| 实施例4 | 6 |
| 实施例5 | 7 |
| 实施例6 | 7.3 |
| 实施例7 | 5.5 |
| 实施例8 | 7.4 |
通过实施例1至6可以得知，随着聚乙烯使用量的增加，浓水网的熔融指数也在增加。其中，熔融指数的数值越大，表示浓水网原料的流动性越好。
也就是说，本领域技术人员根据浓水网的实际应用环境，选择聚乙烯的使用量，通过涂布装置将浓水网的原料涂布在反渗透膜上时，可以减少聚乙烯的使用量；当通过3D打印机将浓水网的原料打印在反渗透膜上时，可以增加聚乙烯的使用量以降低浓水网的原料的粘稠度，使得浓水网的原料在3D打印机内流动畅通，不堵塞打印机的喷头。
浓水网的拉伸强度具体测试结果见表4。
表4
通过实施例1至6可以得知，随着交联剂使用量的增加，浓水网的拉伸强度也在增加。其中，拉伸强度的数值越大，表示浓水网原料的拉伸韧性越强。
也就是说，通过3D打印机将浓水网的原料打印在反渗透膜上制备出复合过滤膜，复合过滤膜在加工过程中，如在卷绕或者切割复合过滤膜时，复合过滤膜不可避免被拉伸。加入交联剂能够避免该复合过滤膜拉伸过程中浓水网出现破裂，降低产品的次品率。
浓水网的断裂伸长率与弯曲模量具体测试结果见表5。
表5
| 实施例 | 断裂伸长率(％) | 弯曲模量(Mpa) |
| 实施例1 | 80 | 1471 |
| 实施例2 | 75 | 1574 |
| 实施例3 | 60 | 1801 |
| 实施例4 | 60 | 2112 |
| 实施例5 | 55 | 2391 |
| 实施例6 | 40 | 2598 |
| 实施例7 | 78 | 1468 |
| 实施例8 | 60 | 1780 |
本发明实施例1至8中，实施例1至3、实施例7以及实施例8中的增强助剂为碳酸钙，实施例4至6中的增强助剂为滑石粉。
通过对比可以得出，随着增强助剂使用量的增加，浓水网的弯曲模量也增加，但是，浓水网的断裂伸长率反而下降。而且，实施例4至6的浓水网的弯曲模量，明显高于实施例1至3中浓水网的弯曲模量。
也就是说，通过加入增强助剂使得浓水网本体的结构得到强化，避免外力挤压浓水网时造成浓水网的结构发生形变而失效。其中，加入滑石粉对浓水网强化效果明显高于加入碳酸钙对浓水网强化效果。
需要说明的是，以上数据为实验室实测性能，委托第三方机构测试要考虑数值的正常波动范围以及不同实验标准测试造成的数据差异。
至此，已经结合表格数据说明所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案的效果，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种反渗透膜的浓水网，其特征在于，所述浓水网包括按重量份计的如下组分：聚丙烯100份，氧化锌10-16份，或者
所述浓水网包括按重量份计的如下组分：聚丙烯100份，氧化锌5-8份，辅助抑菌剂0.1-1份。
2.根据权利要求1所述的反渗透膜的浓水网，其特征在于，所述浓水网还包括按重量份计的流动改性剂1-2份。
3.根据权利要求1所述的反渗透膜的浓水网，其特征在于，所述浓水网还包括按重量份计的交联剂2-4份。
4.根据权利要求1所述的反渗透膜的浓水网，其特征在于，所述辅助抑菌剂为吡啶硫酮锌、磷酸锆载银以及沸石载银中至少一种。
5.根据权利要求1所述的反渗透膜的浓水网，其特征在于，所述浓水网还包括按重量份计的变色抑制剂1-2份。
6.根据权利要求1所述的反渗透膜的浓水网，其特征在于，所述浓水网还包括按重量份计的抗氧剂1-5份。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的反渗透膜的浓水网，其特征在于，所述浓水网还包括按重量份计的增强助剂3-5份。
8.根据权利要求7所述的反渗透膜的浓水网，其特征在于，所述增强助剂为碳酸钙和/或滑石粉。
9.一种反渗透膜，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的反渗透膜的浓水网。
10.根据权利要求9所述的反渗透膜，其特征在于，所述浓水网通过3D打印技术直接打印在所述反渗透膜上。
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