[发明专利]一种多元离子抗菌碳纤维滤芯

权利要求书

1.一种多元离子抗菌碳纤维滤芯，其特征在于：由以下步骤制得：

（A）多元离子高分子抗菌母料的制备：将氧化铈粉、长石粉、四氧化三铁与聚氯乙烯或聚丙烯按质量比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质量1-5%的食用植物油并混匀；采用双螺杆机挤压造粒得到A母料；向A母料中加入其质量0.1-5%的多元离子抗菌材料，20-40℃下搅拌混匀后再次进入双螺杆机挤压造粒，得到多元离子高分子抗菌母料；

（B）聚丙烯腈共聚物的制备：采用水相沉淀聚合法制得粉状的含有所述多元离子高分子抗菌母料的聚丙烯腈共聚物；

（C）聚丙烯腈纤维的制备：将聚丙烯腈共聚物与二甲基甲酰胺按质量比2.5-3.5:1混合，通过纺丝工艺制得聚丙烯腈纤维；

（D）纤维后处理：将聚丙烯腈纤维在空气中加热至260-280℃并保温0.5-3h，进行预氧化处理，成为预氧化纤维；再将预氧化纤维在惰性气体加热至1500-1700℃进行碳化处理，形成碳纤维；

（E）滤芯制备：将碳纤维利用机器缠绕成柱状滤芯形成缠绕滤芯，或按照喷熔滤芯工艺生产喷熔滤芯，从而制得多元离子抗菌碳纤维滤芯；

步骤（A）中，所述多元离子抗菌材料的制备方法为：

（1）先按质量比0.5-0.6:1将二氧化硅与水混合，再将其加入到0.4-0.6倍质量的水中，搅拌得到悬浮液；将硝酸银、硝酸锌和氧化镁各自与悬浮液按质量比1.5-2:1混合，得到三种溶液；将三种溶液分别用水浴加热至28-35℃，然后将三种溶液混合并持续搅拌至完全溶解，得到溶液A；

（2）先将铜熔融，接着添加锌使锌与铜熔融混合，然后添加木炭粉，其中铜、锌、木炭粉的质量比为1:1.4-1.6:2.8-3.2；混合均匀后降温冷却，研磨得到复合黄铜粉；

（3）按质量比1.1-1.3:2将复合黄铜粉加入到溶液A中，形成混合物B；配制pH值为4.2-5的硝酸溶液，将混合物B加入到其1.8-2.2倍质量的硝酸溶液中；升温至100-140℃；配制冰醋酸和二乙醇胺总浓度为30-40wt%的溶液，添加至硝酸溶液中，产生沉淀并洗涤沉淀，然后升温、洗涤重复多次；每次洗涤时冰醋酸和二乙醇胺的溶液的用量为硝酸溶液质量的0.4-0.6倍；向溶液中添加溶液质量0.3-0.4倍的二氧化钛，烘干，冷却后，得到多元离子抗菌材料。

2.如权利要求1所述的一种多元离子抗菌碳纤维滤芯，其特征在于，步骤（A）中，所述氧化铈粉、长石粉、四氧化三铁的粒度为200-800目。

3.如权利要求1所述的一种多元离子抗菌碳纤维滤芯，其特征在于，步骤（3）中，所述冰醋酸和二乙醇胺的溶液中，冰醋酸与二乙醇胺的质量比为1:1.5-2.5。

4.如权利要求1所述的一种多元离子抗菌碳纤维滤芯，其特征在于，步骤（3）中，烘干温度为80-100℃。

5.如权利要求1所述的一种多元离子抗菌碳纤维滤芯，其特征在于，步骤（B）中， 聚丙烯腈共聚物的制备过程为：

将丙烯醇、丙烯酸甲酯、第三单体、多元离子高分子抗菌母料和引发剂按质量比2:0.9-1.1:0.15-0.25:0.4-0.6:0.7-0.8通过计量泵打入聚合釜中，用次硝酸调节聚合液的pH值为1.9-2.2；接着升温至35-55℃进行聚合反应，反应1.5-2.0h，控制转化率为81.2-83.1%；然后将聚合釜内含单体的聚合物淤浆压到碱终止釜中，用氢氧化钠水溶液调节pH值，使反应终止；将含有单体的聚合物淤浆粘稠度调节为12.2-13.5%后送至脱单体塔，用蒸汽在减压、75-80℃条件下将未反应的单体驱赶并回收；将脱除单体后的聚合物淤浆经过脱水、洗涤、干燥，冷却后，得到粉状的聚丙烯腈共聚物。

6.如权利要求5所述的一种多元离子抗菌碳纤维滤芯，其特征在于，所述第三单体为含可电离酸基或碱基的单体；所述引发剂为NaClO₃或Na₂SO₃。