具有抗菌防霉功能的全熱交換膜及全熱交換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有抗菌防霉功能的全熱交換膜及全熱交換器，所述全熱交換膜包含功能層，所述功能層包含高聚物和抗菌添加劑；以及任選的支撐層，所述功能層復(fù)合在所述支撐層上。本發(fā)明還公開了全熱交換膜的制備方法以及利用該膜進行能量交換的全熱交換器。本發(fā)明的全熱交換膜及全熱交換器，在為室內(nèi)提供新鮮空氣、排除污濁有害空氣、回收暖通空調(diào)能量的長期使用過程中，能夠有效避免全熱交換膜上生長細菌、霉菌等生物，提高焓交換效率、溫度交換效率，保證全熱交換膜的使用壽命和性能。
【專利說明】具有抗菌防霉功能的全熱交換膜及全熱交換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種全熱交換膜及全熱交換器，具體涉及一種具有抗菌防霉功能的全熱交換膜及全熱交換器。
【背景技術(shù)】
[0002]KTV/酒吧/網(wǎng)吧、銀行、辦公大樓等公共場合，具有人員集中、建筑結(jié)構(gòu)封閉、室內(nèi)空氣污染源多且復(fù)雜、與人民群眾日常生活關(guān)系密切等特點，在空氣品質(zhì)和建筑節(jié)能方面問題尤為突出?？照{(diào)熱回收新風(fēng)系統(tǒng)可有效改善KTV/酒吧/網(wǎng)吧、銀行、辦公樓等各種室內(nèi)空氣品質(zhì)問題、減少及抑制相關(guān)疾病的發(fā)生率，改善民生。
[0003]新型空調(diào)熱回收新風(fēng)空氣優(yōu)化系統(tǒng)可在保持室內(nèi)空氣流通、獲得新鮮空氣的同時，通過外來新鮮空氣與排出的混濁空氣在全熱交換膜上進行的能量和濕度交換，回收室內(nèi)空氣中的冷量或熱量、調(diào)節(jié)外來新鮮空氣濕度。其中關(guān)鍵的部件全熱交換膜對氣體的阻隔性又可保證污濁空氣和新鮮空氣不互混，有效保證室內(nèi)空氣品質(zhì)及建筑節(jié)能減排，是世界各國爭相研究的發(fā)展方向，也符合我國建設(shè)節(jié)能環(huán)保型社會的要求。
[0004]目前國內(nèi)外空調(diào)熱回收技術(shù)主要集中于空調(diào)與熱回收設(shè)備的系統(tǒng)研究，而對于熱回收系統(tǒng)的核心技術(shù)——熱回收膜/全熱交換膜，仍受控于日本三菱。日本三菱膜的制造成本高，在我國南方濕熱環(huán)境中紙類纖維素易長霉菌、有害氣體阻隔性還有待進一步提高。
[0005]因此如何獲得性價比更高、滿足市場要求的、具有抗菌防霉功能的全熱交換膜，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于提供一種具有抗菌防霉功能的全熱交換膜及全熱交換器。
[0007]本發(fā)明第第一方面，提供一種全熱交換膜，所述全熱交換膜包含:
[0008]功能層，所述功能層包含高聚物和抗菌添加劑，其中，所述高聚物為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉衍生物、纖維素醚、植物膠、可溶性氟碳聚合物中的一種或多種的混合物；所述抗菌添加劑為載銀、銅、鋅、鐵中的一種或多種的多孔材料，所述多孔材料為沸石分子篩、氧化鋁、高嶺土、膨潤土、蒙拓土、硅膠、金屬有機骨架材料中的一種或多種的混合物；以及
[0009]任選的支撐層，所述功能層復(fù)合在所述支撐層上。
[0010]在另一優(yōu)選例中，所述高聚物與所述抗菌添加劑的質(zhì)量比為95、9.9:0.1~5.[0011]在另一優(yōu)選例中，所述支撐層為纖維素紙、聚酯無紡布、或聚丙烯無紡布。
[0012]在另一優(yōu)選例中，所述功能層還包含吸濕劑，所述吸濕劑選自:氯化鋰、氯化鈣、甘油、丙二醇、山梨醇、硅膠、聚乙烯吡咯烷酮。
[0013]在另一優(yōu)選例中，所述高聚物、所述抗菌添加劑與所述吸濕劑的質(zhì)量比為40-90:0.1~5:10~60。
[0014]本發(fā)明的第二方面，提供第一方面所述的全熱交換膜的制備方法，包括以下步驟:
[0015](a)提供高聚物溶液或熔融的高聚物，所述高聚物為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉衍生物、纖維素醚、植物膠、可溶性氟碳聚合物中的一種或多種的混合物；
[0016](b)將抗菌添加劑與步驟(a)提供的高聚物溶液或熔融的高聚物混合均勻，得到鑄膜液，所述抗菌添加劑為載銀、銅、鋅、鐵中的一種或多種的多孔材料，所述多孔材料為沸石分子篩、氧化鋁、高嶺土、膨潤土、蒙拓土、硅膠、金屬有機骨架材料中的一種或多種的混合物；
[0017](C)采用步驟(b)得到的鑄膜液制成膜，得到以該膜為功能層的第一方面所述的全熱交換膜。
[0018]在另一優(yōu)選例中，所述鑄膜液中高聚物與所述抗菌添加劑的質(zhì)量比為95、9.9:
0.1~5。
[0019]在另一優(yōu)選例中，所述步驟(b)的鑄膜液中還添加有吸濕劑，所述吸濕劑選自:氯化鋰、氯化鈣、甘油、丙二醇、山梨醇、硅膠、聚乙烯吡咯烷酮，所述鑄膜液中高聚物與所述抗菌添加劑、吸濕劑的質(zhì)量比為40~90:0.1-5:10~60。
[0020]在另一優(yōu)選例中，所述步驟(C)將所述鑄膜液澆鑄在支撐層上制成膜，所述支撐層為纖維素紙、聚酯無紡布、或聚丙烯無紡布。
[0021]本發(fā)明的第三方面，提供一種全熱交換器或全熱交換元件，包括第一方面所述的全熱交換膜。
[0022]本發(fā)明的全熱交換膜及全熱交換器，在提高焓交換效率、溫度交換效率和有害氣體阻隔性的同時，能夠在為室內(nèi)提供新鮮空氣、排除污濁有害空氣、回收暖通空調(diào)能量(同時回收顯熱和潛熱)的長期使用過程中，有效避免全熱交換膜上生長細菌、霉菌等生物，保證全熱交換膜的使用壽命和性能，將切實有力地推動國家“節(jié)能減排”的進程，具有深遠的戰(zhàn)略意義和良好的社會效益。
[0023]應(yīng)理解，在本發(fā)明范圍內(nèi)中，本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文(如實施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在
此不再一一累述。
【具體實施方式】
[0024]本申請的發(fā)明人經(jīng)過廣泛而深入地研究，首次意外發(fā)現(xiàn)了一種新型的全熱交換膜，具有包含高聚物和抗菌添加劑的功能層，能有效避免在長期使用過程中生長細菌、霉菌等生物。在此基礎(chǔ)上，完成了本發(fā)明。
[0025]全熱交換膜
[0026]本發(fā)明中，術(shù)語“全熱交換膜”是指用于膜法全熱交換裝置中的膜，不同于鋁箔、導(dǎo)熱塑料類材料等僅有顯熱回收功能的材質(zhì)。
[0027]國家標準GB/T21087— 2007，空氣-空氣能量回收裝置中的“術(shù)語和定義”對全熱交換裝置(total heat exchange equipment)進行了描述,是指新風(fēng)和排風(fēng)之間同時產(chǎn)生顯熱和潛熱交換的裝置。
[0028]本發(fā)明的全熱交換膜，包含:[0029]功能層，所述功能層包含高聚物和抗菌添加劑，其中，所述高聚物為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉衍生物、纖維素醚、植物膠、可溶性氟碳聚合物中的一種或多種的混合物；所述抗菌添加劑為載銀、銅、鋅、鐵中的一種或多種的多孔材料，所述多孔材料為沸石分子篩、氧化鋁、高嶺土、膨潤土、蒙拓土、硅膠、金屬有機骨架材料中的一種或多種的混合物。
[0030]任選地，本發(fā)明的全熱交換膜還包含支撐層，所述功能層復(fù)合在所述支撐層上。
[0031]在另一優(yōu)選例中，所述全熱交換膜還具有以下一種或多種特性:
[0032](I)溫度交換效率:60%_80% (參照國家標準GB/T21087-2007《空氣-空氣能量回收裝置》中的夏季制冷工況、在新風(fēng)和排風(fēng)風(fēng)量均為IOOmVh條件下測得)
[0033](2)焓交換效率:60%_80% (參照國家標準GB/T21087-2007《空氣-空氣能量回收裝置》中的夏季制冷工況、在新風(fēng)和排風(fēng)風(fēng)量均為IOOmVh條件下測得)
[0034](3)防霉性能:0-1級。
[0035](4)單膜二氧化碳氣體透過量低于106cm3/m2.day.0.1MPa0
[0036]功能層的厚度為f 20微米。
[0037]在功能層中，所述抗菌添加劑均勻地分散在所述高聚物中。所述高聚物與所述抗菌添加劑的質(zhì)量比為95、9.9:0.1~50
[0038]在另一優(yōu)選例中，所述功能層中含有95wt%_99.9wt%的高聚物，0.lwt%_5wt%的抗菌添加劑，較佳地，所述功能層中含有96wt%-99wt%的高聚物，lwt%-4wt%的抗菌添加劑,更佳地，所述功能層中含有97wt%-98.5%的高聚物，1.5%-3wt%的抗菌添加劑。
[0039]本發(fā)明中，所述淀粉衍生物為氧化淀粉、羥烷基淀粉、羧甲基淀粉、乙酸酯淀粉、陽離子淀粉以及接枝共聚淀粉中的一種或多種混合物。
[0040]在另一優(yōu)選例中，所述銀、銅、鋅、鐵以離子形式通過離子交換、沉積或混合等方式負載于所述多孔材料上。
[0041]在另一優(yōu)選例中，所述沸石分子篩是A型、X型、Y型中的一種或多種的混合。
[0042]在另一優(yōu)選例中，所述多孔材料的平均粒徑小于4微米。
[0043]本發(fā)明的全熱交換膜，所述功能層中還包含吸濕劑，所述吸濕劑選自:氯化鋰、氯化鈣、甘油、丙二醇、山梨醇、硅膠、聚乙烯吡咯烷酮。
[0044]在功能層中，所述抗菌添加劑、吸濕劑均勻地分散在所述高聚物中。所述高聚物、所述抗菌添加劑與所述吸濕劑的質(zhì)量比為4(T90:0.1~5:10~60。
[0045]在另一優(yōu)選例中，所述高聚物、所述抗菌添加劑與所述吸濕劑的質(zhì)量比為40-80:0.5~3:10"40ο
[0046]在另一優(yōu)選例中，以所述功能層的總重量計，所述功能層中含有40wt%_90wt%的高聚物，0.lwt%-5wt%的抗菌添加劑、10wt%_60wt%的吸濕劑,所述高聚物、抗菌添加劑、吸濕劑的含量總和為100wt%。
[0047]所述支撐層可以采用本領(lǐng)域常用的作為支撐的纖維素紙、聚酯無紡布、或聚丙烯無紡布。
[0048]在另一優(yōu)選例中，所述支撐層密度為lOg/nTlOOg/m2。
[0049]在另一優(yōu)選例中，所述支撐層平均厚度為20微米~120微米。
[0050]在另一優(yōu)選例中，所述支撐層是多孔支撐層，多孔支撐層的孔隙率和孔徑均沒有嚴格要求，只要是非致密性的均可。
[0051 ] 本發(fā)明的所述全熱交換膜可制成為管式膜、中空纖維膜、或平板膜進行應(yīng)用。
[0052]全熱交換膜的制備方法
[0053]本發(fā)明的全熱交換膜的制備方法，包括以下步驟:
[0054](a)提供高聚物溶液或熔融的高聚物，所述高聚物為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉衍生物、纖維素醚、植物膠、可溶性氟碳聚合物中的一種或多種的混合物；
[0055](b)將抗菌添加劑與步驟(a)提供的高聚物溶液或熔融的高聚物混合均勻，得到鑄膜液，所述抗菌添加劑為載銀、銅、鋅、鐵中的一種或多種的多孔材料，所述多孔材料為沸石分子篩、氧化鋁、高嶺土、膨潤土、蒙拓土、硅膠、金屬有機骨架材料中的一種或多種的混合物；
[0056](c)采用步驟(b)得到的鑄膜液制成膜，得到以該膜為功能層的本發(fā)明所述的全熱交換膜。 [0057]在另一優(yōu)選例中，步驟(a)中將所述高聚物用溶劑溶解或加熱軟化成流體。
[0058]在另一優(yōu)選例中，步驟(C)采用流延法、壓延法或溶劑蒸發(fā)法。
[0059]在另一優(yōu)選例中，所述方法還包括將所述鑄膜液進行脫泡的步驟。
[0060]在另一優(yōu)選例中，所述鑄膜液中高聚物與所述抗菌添加劑的質(zhì)量比為95、99:01 ~5。
[0061]在另一優(yōu)選例中，所述步驟(b)的鑄膜液中還添加有吸濕劑，所述吸濕劑選自:氯化鋰、氯化鈣、甘油、丙二醇、山梨醇、硅膠、聚乙烯吡咯烷酮，所述鑄膜液中高聚物與所述抗菌添加劑、吸濕劑的質(zhì)量比為40~90:0.1-5:10~60。
[0062]在另一優(yōu)選例中，在所述步驟(C)中，將所述鑄膜液澆鑄在支撐層上制成膜，所述支撐層為纖維素紙、聚酯無紡布、或聚丙烯無紡布。
[0063]所述高聚物具有可溶性或可熔性，將高聚物溶解或熔融后，與抗菌添加劑以及任選的吸濕劑互混均勻，自支撐或涂敷于多孔支撐層上形成多相固態(tài)薄膜作為功能層。
[0064]所述的抗菌添加劑由多孔材料與抗菌劑復(fù)配而成，所述多孔材料可以是A型、X型、Y型等沸石分子篩、載體氧化鋁、高嶺土、膨潤土、蒙拓土、硅膠、金屬有機骨架材料等中的一種或幾種混合物，平均粒徑小于4微米；抗菌劑可以是一價銀離子(如硝酸銀)、二價銅離子(如硫酸銅、氯化銅、硝酸銅)、一價銅離子(如氯化亞銅)、鋅離子(如硫酸鋅、氯化鋅)、鐵離子(如氯化鐵、硝酸鐵、硫酸鐵)中的一種或幾種混合物，抗菌劑通過離子交換、沉積、混合等方式負載于多孔材料上，形成抗菌添加劑。
[0065]在另一優(yōu)選例中，將一價銀離子鹽溶液(如硝酸銀)、二價銅離子鹽溶液(如硫酸銅、氯化銅、硝酸銅)、一價銅離子鹽溶液(氯化亞銅)、鋅離子鹽溶液(如硫酸鋅、氯化鋅)、鐵離子鹽溶液(如氯化鐵、硝酸鐵、硫酸鐵)中的一種或幾種混合物與分子篩混合，在40— 80°C攪拌反應(yīng)2— 6小時，分子篩與溶液發(fā)生離子交換反應(yīng)，反應(yīng)后離心分離，用去離子水洗滌至洗液中無一價銀離子、二價銅離子、一價銅離子、鋅離子、鐵離子或其組合，真空干燥后得到載銀、銅、鋅、鐵中的一種或多種的分子篩，即抗菌添加劑。
[0066]在另一優(yōu)選例中，所述一價銀離子鹽溶液、一價銅離子鹽溶液、鋅離子鹽溶液、鐵離子鹽溶液、二價銅離子鹽溶液或其混合溶液的濃度為0.02—0.2mol/L。[0067]全熱交換器
[0068]本發(fā)明的全熱交換膜，具有優(yōu)異的抗菌性能，提高的焓交換效率和熱交換效率，可以按照現(xiàn)有已知的方法組裝成全熱交換元件，用在全熱交換器中。
[0069]本發(fā)明提到的上述特征，或?qū)嵤├岬降奶卣骺梢匀我饨M合。本案說明書所揭示的所有特征可與任何組合物形式并用，說明書中所揭示的各個特征，可以任何提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特別說明，所揭示的特征僅為均等或相似特征的一般性例子。
[0070]本發(fā)明的有益之處在于:
[0071](I)提供了一種全新的性價比高的全熱交換膜。
[0072](2)本發(fā)明的全熱交換膜制備方法簡單，原料成本低，易于推廣應(yīng)用。
[0073](3)本發(fā)明的全熱交換膜與現(xiàn)有技術(shù)相比，提高溫度交換效率和焓交換效率和有害氣體阻隔性。
[0074](4)目前國內(nèi)市場上類似膜產(chǎn)品并無抗菌防霉性能，而本發(fā)明的膜具有優(yōu)異的抗囷防霉性能。
[0075](5)本發(fā)明的全熱交換膜制備過程中，不使用任何有毒有機溶劑。
[0076]下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件或按照制造廠商所建議的條件。除非另外說明，否則百分比和份數(shù)是重量百分比和重量份數(shù)。
[0077]除非另行定義，文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域熟練人員所熟悉的意義相同。此外，任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應(yīng)用于本發(fā)明方法中。文中所述的較佳實施方法與材料僅作示范之用。
[0078]通用方法
[0079]溫度交換效率及焓交換效率
[0080]溫度交換效率和焓交換效率測試方法均參照國家標準GB/T21087— 2007《空氣-空氣能量回收裝置》中的夏季制冷工況，即:新風(fēng)側(cè)干球溫度35°C，濕球溫度28°C ;排風(fēng)側(cè)干球溫度27°C，濕球溫度19.5°C。所制造的全熱交換機芯交換面積均約10m2。
[0081]本文選擇夏季制冷工況，主要是因為針對全熱交換膜回收排風(fēng)中的潛熱，而此部分主要存在于空氣中的水汽含量。故選擇含濕量大的夏季制冷工況更能反映全熱交換膜的性能。
[0082]抑菌性能
[0083]抑菌性能測試參照中華人民共和國輕工行業(yè)標準QB/T2591-2003《抗菌塑料抗菌性能試驗方法和抗菌效果》。
[0084]實施例1
[0085]將150gl3X型分子篩和3L濃度為0.05mol/L的AgNO3溶液混合，在60°C下攪拌反應(yīng)4小時，反應(yīng)后離心分離，用去離子水洗滌至洗液中無Ag+，真空干燥后得到載銀分子篩，即抗菌添加劑。
[0086]首先將20份聚乙烯醇溶于80份水中，形成聚乙烯醇水溶液；然后添加0.5份抗菌添加劑和20份無水氯化鈣，互混均勻，形成鑄膜液。采用流延法，涂敷于30g/m2、厚度在100微米的普通纖維素紙，在60°C烘箱中烘干，形成多相固態(tài)全熱交換薄膜。該全熱交換膜，可制作成平板膜元件。
[0087]經(jīng)檢測，本實施例制備的全熱交換薄膜單膜二氧化碳透過量為1.2X IO5Cm3/m2.day.0.1MPa ;制成全熱交換膜機芯，在新風(fēng)和排風(fēng)風(fēng)量均為200m3/h條件下，溫度交換效率為60.1%，焓交換效率68.4%，抗菌防霉性能:對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌，抗菌率> 99% ;對黑曲霉、土曲霉等6種混合霉囷，防霉性能為O級。
[0088]實施例2
[0089]將IOOg Y型分子篩和0.8L濃度為0.15mol/L的CuSO4溶液混合，在70°C下攪拌反應(yīng)4小時，反應(yīng)后離心分離，用去離子水洗滌至洗液中無Cu2+，真空干燥后得到載銅分子篩，即抗菌添加劑。
[0090]首先將12份聚乙二醇溶于88份水中，形成聚乙二醇水溶液；然后添加0.4份抗菌添加劑和6份無水氯化鋰，互混均勻，形成鑄膜液。采用壓延法，涂敷于20g/m2、厚度在80微米的聚酯無紡布，在40°C烘箱中烘干，形成多相固態(tài)全熱交換薄膜。該全熱交換膜，可制作成中空纖維膜元件。
[0091]經(jīng)檢測，本實施例制備的全熱交換薄膜單膜二氧化碳透過量為8.5X IO4Cm3/m2.day.0.1MPa ;制成全熱交換膜機芯，在新風(fēng)和排風(fēng)風(fēng)量均為400m3/h條件下，溫度交換效率為65.8%，焓交換效率66.6%，抗菌防霉性能:對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌，抗菌率> 99% ;對黑曲霉、土曲霉等6種混合霉囷，防霉性能為O級。
[0092]實施例3
[0093]將50g X型分子篩和0.5L濃度為0.15mol/L的ZnSO4溶液混合，在40°C下攪拌反應(yīng)4小時，反應(yīng)后離心分離，用去離子水洗滌至洗液中無Zn2+，真空干燥后得到載鋅分子篩，即抗菌添加劑。
[0094]首先將30份聚乙烯吡咯烷酮溶于70份水中，形成聚乙烯吡咯烷酮水溶液；然后添加0.8份抗菌添加劑和10份甘油，互混均勻，形成鑄膜液。采用溶劑蒸發(fā)法、涂敷于30g/m2、厚度在120微米的聚丙烯無紡布，在50°C烘箱中烘干，形成多相固態(tài)全熱交換薄膜。該全熱交換膜，可制作成平板膜元件。
[0095]經(jīng)檢測，本實施例制備的全熱交換薄膜單膜二氧化碳透過量為4.8X IO5Cm3/m2.day.0.1MPa ;制成全熱交換膜機芯，在新風(fēng)和排風(fēng)風(fēng)量均為200m3/h條件下，溫度交換效率為60.8%，焓交換效率62.7%，抗菌防霉性能:對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌，抗菌率> 99% ;對黑曲霉、土曲霉等6種混合霉囷，防霉性能為I級。
[0096]實施例4
[0097]將IOOg NaA型分子篩和0.5L濃度為0.15mol/L的ZnSO4溶液混合，在50°C下攪拌反應(yīng)4小時，反應(yīng)后離心分離，用去離子水洗滌至洗液中無Zn2+，真空干燥后得到載鋅分子篩，即抗菌添加劑。
[0098]首先將18份羥烷基淀粉溶于82份水中，形成羥烷基淀粉水溶液；然后添加1.5份抗菌添加劑和20份無水氯化鈣，互混均勻，形成鑄膜液。，采用溶劑蒸發(fā)法，涂敷于30g/m2、厚度，70微米的普通纖維素紙，自然晾干，形成多相固態(tài)全熱交換薄膜。該全熱交換膜，可制作成管式膜元件。
[0099]經(jīng)檢測，本實施例制備的全熱交換薄膜單膜二氧化碳透過量為3.9X IO5Cm3/m2.day.0.1MPa ;制成全熱交換膜機芯，在新風(fēng)和排風(fēng)風(fēng)量均為600m3/h條件下，溫度交換效率為64.9%，焓交換效率65.8%，抗菌防霉性能:對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌，抗菌率> 99% ;對黑曲霉、土曲霉等6種混合霉囷，防霉性能為O級。
[0100]實施例5
[0101]將IOOg 膨潤土和 0.8L 濃度為 0.15mol/L 的 ZnSO4 和 CuSO4 (ZnSO4 和 CuSO4 的質(zhì)量比1:1)混合溶液互混，在80°C下攪拌反應(yīng)2小時，反應(yīng)后離心分離，用去離子水洗滌至洗液中無Cu2+、Zn2+，真空干燥后得到載銅鋅分子篩，即抗菌添加劑。
[0102]首先將15份纖維素醚溶于85份水中，形成纖維素醚水溶液；然后添加0.1份抗菌添加劑和15份硅膠，互混均勻，形成鑄膜液?；セ炀鶆颍捎昧餮臃?，涂敷于40g/m2、厚度在50微米的聚酯無紡布,在50 °C烘箱中烘干,形成多相固態(tài)全熱交換薄膜。該全熱交換膜，可制作成平板膜元件。
[0103]經(jīng)檢測，本實施例制備的全熱交換薄膜單膜二氧化碳透過量為9.3X IO4Cm3/m2.day.0.1MPa ;制成全熱交換膜機芯，在新風(fēng)和排風(fēng)風(fēng)量均為200m3/h條件下，溫度交換效率為72.1%，焓交換效率60%，抗菌防霉性能:對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌，抗菌率> 99% ;對黑曲霉、土曲霉等6種混合霉囷，防霉性能為I級。
[0104]實施例6
[0105]將150g 載體氧化鋁和 3L 濃度為 0.05mol/L 的 CuS04、AgN03 (AgNO3 和 CuSO4 的質(zhì)量比1:1)溶液混合，在60°c下攪拌反應(yīng)4小時，反應(yīng)后離心分離，用去離子水洗滌至洗液中無Ag+、Cu2+，真空干燥后得到載銀銅氧化鋁，即抗菌添加劑。
[0106]首先將35份可溶性氟碳聚合物溶于65份水中，形成氟碳聚合物水溶液；然后添加
0.4份抗菌添加劑和30份聚乙烯吡咯烷酮，互混均勻，形成鑄膜液。采用溶劑蒸發(fā)法，涂敷于20g/m2、厚度在70微米的普通纖維素紙，在60°C烘箱中烘干，形成多相固態(tài)全熱交換薄膜。該全熱交換膜，可制作成管式膜元件。
[0107]經(jīng)檢測，本實施例制備的全熱交換薄膜單膜二氧化碳透過量為9.1 X IO4Cm3/m2.day.0.1MPa ;制成全熱交換膜機芯，在新風(fēng)和排風(fēng)風(fēng)量均為400m3/h條件下，溫度交換效率為67.3%，焓交換效率70.4%，抗菌防霉性能:對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌，抗菌率> 99% ;對黑曲霉、土曲霉等6種混合霉囷，防霉性能為O級。
[0108]實施例7
[0109]將將150g高嶺土和3L濃度為0.05mol/L的AgNO3溶液混合，在60°C下攪拌反應(yīng)4小時，反應(yīng)后離心分離，用去離子水洗滌至洗液中無Ag+，真空干燥后得到載銀分子篩，SP抗菌添加劑。
[0110]首先將22份聚乙烯醇溶于78份水中，形成聚乙烯醇水溶液；然后添加0.2份抗菌添加劑和16份無水氯化鈣，互混均勻，形成鑄膜液。采用流延法，涂敷于40g/m2、厚度在120微米的聚酯無紡布，自然晾干，形成多相固態(tài)全熱交換薄膜。該全熱交換膜，可制作成卷式月旲兀件。
[0111]經(jīng)檢測，本實施例制備的全熱交換薄膜單膜二氧化碳透過量為8.9X IO4CmVm2.day.0.1MPa ;制成全熱交換膜機芯，在新風(fēng)和排風(fēng)風(fēng)量均為100m3/h條件下，溫度交換效率為65.5%，焓交換效率72.5%，抗菌防霉性能:對大腸埃希氏菌和金黃色葡萄球菌，抗菌率> 99% ;對黑曲霉、土曲霉等6種混合霉囷，防霉性能為O級。[0112]實施例8
[0113]將鋁箔、國內(nèi)外商業(yè)膜以及自制膜制成交換面積IOm2的相同膜組件，進行溫度交換效率和焓交換效率性能測試，在新風(fēng)和排風(fēng)風(fēng)量均為IOOmVh條件下，結(jié)果如下表所示:
[0114]
【權(quán)利要求】
1.一種全熱交換膜，其特征在于，所述全熱交換膜包含: 功能層，所述功能層包含高聚物和抗菌添加劑，其中，所述高聚物為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉衍生物、纖維素醚、植物膠、可溶性氟碳聚合物中的一種或多種的混合物；所述抗菌添加劑為載銀、銅、鋅、鐵中的一種或多種的多孔材料，所述多孔材料為沸石分子篩、氧化鋁、高嶺土、膨潤土、蒙拓土、硅膠、金屬有機骨架材料中的一種或多種的混合物；以及 任選的支撐層，所述功能層復(fù)合在所述支撐層上。
2.如權(quán)利要求1所述的全熱交換膜，其特征在于，所述高聚物與所述抗菌添加劑的質(zhì)量比為95~99.9:0.1~5。
3.如權(quán)利要求1所述的全熱交換膜，其特征在于，所述支撐層為纖維素紙、聚酯無紡布、或聚丙烯無紡布。
4.如權(quán)利要求1所述的全熱交換膜，其特征在于，所述功能層還包含吸濕劑，所述吸濕劑選自:氯化鋰、氯化鈣、甘油、丙二醇、山梨醇、硅膠、聚乙烯吡咯烷酮。
5.如權(quán)利要求4所述的全熱交換膜，其特征在于，所述高聚物、所述抗菌添加劑與所述吸濕劑的質(zhì)量比為40~90:0.1-5:10~60。
6.如權(quán)利要求1所述的全熱交換膜的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (a)提供高聚物溶液或熔融的高聚物，所述高聚物為聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉衍生物、纖維素醚、植物膠、可溶性氟碳聚合物中的一種或多種的混合物； (b)將抗菌添加劑與步驟(a)提供的高聚物溶液或熔融的高聚物混合均勻，得到鑄膜液，所述抗菌添加劑為載銀、銅、鋅、鐵中的一種或多種的多孔材料，所述多孔材料為沸石分子篩、氧化鋁、高嶺土、膨潤土、蒙拓土、硅膠、金屬有機骨架材料中的一種或多種的混合物； (C)采用步驟(b)得到的鑄膜液制成膜，得到以該膜為功能層的權(quán)利要求1所述的全熱交換膜。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述鑄膜液中高聚物與所述抗菌添加劑的質(zhì)量比為95~99.9:0.1~5。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)的鑄膜液中還添加有吸濕劑，所述吸濕劑選自:氯化鋰、氯化鈣、甘油、丙二醇、山梨醇、硅膠、聚乙烯吡咯烷酮，所述鑄膜液中高聚物與所述抗菌添加劑、吸濕劑的質(zhì)量比為40-90:0.1-5:10-60。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)將所述鑄膜液澆鑄在支撐層上制成膜，所述支撐層為纖維素紙、聚酯無紡布、或聚丙烯無紡布。
10.一種全熱交換器或全熱交換元件，其特征在于，包括權(quán)利要求1所述的全熱交換 膜。
【文檔編號】B01D71/58GK103877870SQ201310041806
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月30日
【發(fā)明者】薛立新, 杜旭東, 陳修碧, 趙秀蘭, 黃燕 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所