[发明专利]一种抗菌抗氧化曝气软管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备领域，更具体地说，涉及一种抗菌抗氧化的曝气软管及其制备方法。

背景技术

曝气软管由于曝气时呈膨胀状态，停止曝气时被压扁，因此污水不易进入管内。同时， 与传统曝气头相比，软管安装与维修简单、方便。因此，在好氧生物处理工艺中，例如生物 倍增工艺、接触氧化工艺等，得到愈来愈广泛的应用。

目前采用最多的曝气软管为PVC材质，软质PVC管道制备过程中通常需要加入大量的 增塑剂进行塑化，通常增塑剂质量占总质量的50％以上。但是，在软管的制备和使用过程中， 增塑剂及其它有机物会迁移至软管表面，为微生物的生长提供良好的生长环境，从而形成生 物膜。生物膜的长期生长不仅会导致软管中曝气孔堵塞，影响曝气效果和充氧效率，进而影 响污水处理的正常运行；同时微生物新陈代谢过程中分泌的细胞代谢产物会诱发管壁腐蚀、 结垢和氧化等问题，影响软管的使用寿命。

目前，不少文献和专利报道通过向PVC材质中加入抗菌材料，从而达到抗菌的目的。例 如，中国专利申请号为200410025485.6，申请公开日为2005年12月28日的专利申请文件公 开了一种防止固着微生物的纳米曝气管，由一个化纤增强改良PVC塑料软性管体构成，管体 的管壁的厚度小于2毫米，管壁中垂直设置有至少两个微孔，微孔的长度大于宽度，微孔间 隔均匀排列，管壁外侧覆盖有一层纳米层状银系无机抗菌涂层或者在构成所述的管体的PVC 塑料材料中添加有纳米层状银系无机抗菌粉体。中国专利申请号为201510243690.8，申请公 开日为2015年8月12日的专利申请文件公开了一种纳米抗菌曝气增氧管及其制造方法，该 专利向增氧管中添加纳米银和抗氧化剂，从而达到耐强酸强碱腐蚀，不易氧化开裂的作用。 但是，纳米材料由于具有生物毒性近年来一直被各国学者广泛关注，同时，银作为一种贵金 属材料，其价格过于昂贵，不利于广泛推广应用。季胺盐的杀菌作用已经被众多学者所证实， 其主要通过静电引力吸引带负电的细菌，再通过疏水性基团穿透细胞膜，从而杀灭细菌。传 统的季铵盐为小分子物质，当其直接应用于软管中，容易导致季铵盐流失，从而导致抗菌效 果变差。

曝气软管除了被微生物氧化外，紫外光等均会促使PVC软管产生自由基，从而加快软管 氧化的程度。目前，文献报道中均采用单独向软管中加入适当抗氧化剂防止软管氧化，如丁 基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、四季戊四醇酯和叔丁基对二苯二酚等。与季铵盐类似，该 类化合物也属于小分子物质，容易在软管使用过程中流失，从而导致软管使用寿命大幅度下 降。因此，需要开发一种新型的抗菌抗氧化材料，使其能够同步抗菌和抗氧化。

如何通过将抗菌和抗氧化有机统一起来，使得PVC软管制备过程更加简单，所需原料更 加简单是目前PVC曝气软管制备中仍存在的缺陷。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有曝气软管在制备和使用过程中容易滋生细菌、易氧化等问题，本发明提供一种 抗菌抗氧化曝气软管及其制备方法，曝气软管的原料组分包括PVC树脂、增塑剂、稳定剂、 润滑剂和抗菌抗氧化剂，本发明中合成的改性PVC曝气软管具有制备过程简单，所需原料种 类少，产品合格率高等优点，同时其抗菌抗氧化性能明显。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种抗菌抗氧化曝气软管，其原料的具体组分及各组分的重量份数为：PVC树脂：100 份；增塑剂：40-60份；稳定剂：2-5份；润滑剂：0.4-0.6份；抗菌抗氧化剂：0.5-1份。

优选地，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异丁 酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、癸二酸二辛脂中的一种或几种；所述的稳定剂 为硬脂酸钙、硬脂酸锌、N-烷基天门冬氨酸钙中的一种；所述的润滑剂为石蜡、聚乙烯蜡中 的一种。

优选地，所述的抗菌抗氧化剂由单体A、单体B和单体C交联共聚而成，其中单体A为 树枝状聚乙烯亚胺；单体B为长链烷基胺类物质；单体C为酚类或酯类化合物。

优选地，所述的树枝状聚乙烯亚胺的结构式为：

其中，n为100-1000，树枝状聚乙烯亚胺的分子量为50000-500000。

优选地，所述的长链烷基胺类物质的结构式为：

式中，m为10-12，R为甲基或乙基，X为H或卤素元素。