[發明專利]一種具備抗菌功能的過濾材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201611269745.3
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106621590B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 丁彬;趙興雷;李玉瑤;華婷;廖亞龍;蔣攀;印霞;孫剛;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D46/00
• 分類號: B01D46/00;B01D39/14;B01D39/16;B01D39/20
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王婧

本發明提供了一種具備抗菌功能的過濾材料及其制備方法。所述的具備抗菌功能的過濾材料，其特征在于，包括基材以及設于基材之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括至少一個層級單元，每一層級單元包括由納米纖維雜亂聚集而成的平面層和由納米纖維定向排列堆砌而成的空腔結構，部分或全部空腔結構內填充有具備抗菌功能的物質，納米纖維也摻雜有具備抗菌功能的物質。本發明的具備抗菌功能的過濾材料具備過濾效率高、阻力壓降大、抗菌性能好等優點，在空氣凈化器、窗紗、口罩用過濾材料方面具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于空氣過濾領域，特別是涉及一種具備抗菌功能的過濾材料及其制備方法。

背景技術

霧霾中的顆粒物和細菌等微生物對人體健康帶來極大威脅，霧霾污染問題已造成全球約300萬人過早死亡，采取有效措施對其進行防護迫在眉睫。具有抗菌功能的過濾材料，可在對周圍空氣中細菌等微生物進行去除，從而有效保障人體健康。現有抗菌過濾材料均存在過濾效率低、阻力壓降大、抗菌效果差的問題，無法同時滿足使用要求。靜電紡納米纖維由于具有纖維直徑小、孔徑小、比表面積大、孔隙率高等特點，將其用于空氣過濾領域可有效實現空氣過濾材料高過濾效率、低空氣阻力、高抗菌性能的使用要求，具備廣闊的應用前景。

現有抗菌空氣過濾材料涉及的技術中，包括《負離子過濾無紡布》(ZL201110407879.8)、《一種單層支撐性多功能空氣過濾膜》(CN201610244080.4)、《透光、透氣、靜電排斥PM2.5空氣過濾膜及制備方法》(CN201510307864.2)、《低阻力高效空氣過濾器》(CN201520260540.3)、《可重復使用可更換空氣過濾材料的車用空氣過濾器》(CN201420749917.7)、《一種抗菌空氣過濾膜的制備方法》(CN201110211524.1)、《抗菌除臭空氣過濾網》(CN01242997.X)等都涉及在宏觀上改進空氣過濾效果，均存在過濾效率低、阻力壓降大、抗菌性能差等問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有空氣過濾材料過濾效率低、阻力壓降大、抗菌性能差的問題，提供一種具備抗菌功能的過濾材料及其制備方法。

為了達到上述目的，本發明提供了一種具備抗菌功能的過濾材料，其特征在于，包括基材以及設于基材之上的納米纖維膜，所述的納米纖維膜包括至少一個層級單元，每一層級單元包括由納米纖維雜亂聚集而成的平面層以及設于平面層之上的由納米纖維堆砌而成的空腔結構，部分或全部空腔結構內填充有具備抗菌功能的物質，納米纖維也摻雜有具備抗菌功能的物質。

優選地，所述的層級單元從下到上依次設置。

優選地，所述的納米纖維膜還包括一個由納米纖維雜亂聚集而成的平面層，該平面層設于位于最上側的層級單元之上。

優選地，所述的空腔結構中納米纖維定向排列。

優選地，所述的基材為網孔狀，網孔大小為1～25mm²，克重為10～300g/m²，材質為聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、錦綸、纖維素、聚丙烯腈、聚氯乙烯或金屬。

優選地，所述的納米纖維膜的孔隙率為60～99.99％，平均孔徑為1～10μm，克重為0.01～70g/m²，堆積密度為0.006～0.084g/cm³，納米纖維膜中層級單元的個數為1～10。

優選地，所述的平面層的纖維直徑為0.02～20μm，孔隙率為60～99.99％，平均孔徑為1～10μm，堆積密度為0.006～0.084g/cm³。

優選地，所述的每一層級單元中空腔結構的數量為2.5×10⁴～5×10⁶個/cm²，空腔結構的高度為5～50μm，截面形狀為圓形、正方形、長方形或三角形，截面面積為20～4000μm²。