[發(fā)明專利]一種功能型空氣過(guò)濾材料

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710490181.4
• 申請(qǐng)日: 2017-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107261865A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳苗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙善道新材料科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01D71/38
• 分類(lèi)號(hào): B01D71/38;B01D71/56;B01D71/48;B01D71/42;B01D69/02;B01D67/00;B01D46/54
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，特別地，涉及一種功能型空氣過(guò)濾材料。

背景技術(shù)

近年來(lái),我國(guó)的工業(yè)化發(fā)展迅速,城鎮(zhèn)化速度不斷加快,各種污染問(wèn)題紛至沓來(lái),其 中空氣污染己成為當(dāng)下環(huán)境污染的一個(gè)主要問(wèn)題。工廠廢氣、汽車(chē)尾氣、建筑粉塵、 居民生活等排放了大量的煙塵顆粒,而這些顆粒物也為細(xì)菌提供了生長(zhǎng)繁殖的載體。這 些不單單會(huì)嚴(yán)重威脅人們的身體健康,同時(shí)也會(huì)對(duì)自然氣候產(chǎn)生不良影響,破壞動(dòng)物、 植物賴以生存的自然環(huán)境。2014年1月4日,國(guó)家減災(zāi)辦、民政部通報(bào)2013年自然災(zāi) 情,首次將霧霾天氣納入。因此,設(shè)計(jì)和制備出能有效阻擋空氣中細(xì)微粉塵顆粒物并具 有優(yōu)良抗菌性能的口罩濾布材料是擺在人類(lèi)面前的、關(guān)乎人類(lèi)身體健康的重大課題。 對(duì)于尺寸在微米級(jí)以上的顆粒,傳統(tǒng)非織造口罩濾布可以具有較好的過(guò)濾性能,但對(duì)于 尺寸在亞微米甚至納米級(jí)的顆粒物質(zhì)或細(xì)菌,傳統(tǒng)非織造口罩濾布對(duì)其過(guò)濾性能較差, 而且具有抗菌功能化的空氣過(guò)濾材料更是少之又少。

但是現(xiàn)有技術(shù)中，用于口罩的抗菌型空氣過(guò)濾材料大多添加的抗菌劑為有機(jī)抗菌 劑或無(wú)機(jī)抗菌劑，環(huán)保性存在一定風(fēng)險(xiǎn)，因此，開(kāi)發(fā)一種高效實(shí)用的無(wú)毒性的抗菌型 的空氣凈化材料是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種功能型空氣過(guò)濾材料，通過(guò)靜電紡絲制備工藝，將添加 生物抗菌劑的紡絲液紡到基材上。本申請(qǐng)的空氣過(guò)濾材料具有柔韌性好、纖維直徑小、 孔隙率高、孔徑分布均勻、質(zhì)量輕、透氣性好、環(huán)保性好、過(guò)濾效果明顯的優(yōu)勢(shì)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種功能型空氣過(guò)濾材料，所述功能型空氣過(guò)濾 材料由基材和抗菌型靜電紡絲納米纖維層復(fù)合而成，所述抗菌型靜電紡絲納米纖維層 中的抗菌劑為生物抗菌劑；

進(jìn)一步地，所述基材為無(wú)紡布、碳纖維；

進(jìn)一步地，所述生物抗菌劑為倍半萜類(lèi)生物堿、膽甾烷類(lèi)生物堿、多糖抗菌肽、 木質(zhì)素、訶子、白花酸藤子、松蘿酸中的一種或幾種組合，白花酸藤子和松蘿酸配合 使用時(shí)，能夠有效的對(duì)白色念珠菌的細(xì)胞質(zhì)凝聚，從而導(dǎo)致細(xì)菌死亡；倍半萜類(lèi)生物 堿、膽甾烷類(lèi)生物堿可以直接將大腸桿菌、金黃色葡萄球菌溶解，導(dǎo)致病毒死亡；多 糖抗菌肽能夠?qū)⒔瘘S色葡萄球菌的細(xì)胞壁破壞，增強(qiáng)細(xì)胞膜通透性，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi) 生命物質(zhì)外泄，損害細(xì)菌酶系統(tǒng)，導(dǎo)致金黃色葡萄球菌病毒死亡；訶子、木質(zhì)素可以 快速滲入大腸桿菌的細(xì)胞膜內(nèi)致使大腸桿菌病毒失去活性，導(dǎo)致大腸桿菌病毒死亡；

進(jìn)一步地，靜電紡絲所用的聚合物為聚酯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯腈中的一 種；

所述的功能型空氣過(guò)濾材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)紡絲液的制備：將聚合物、抗菌劑、添加劑和溶劑按比例通過(guò)熔融或溶解共 混，經(jīng)充分?jǐn)嚢琛⒊暦稚⑿纬删蝗芤海?/p>

(2)靜電紡絲：在18～35℃，相對(duì)濕度20～60％條件下，以0.1～10mL/h的灌注 速度將靜電紡絲液、固化催化劑溶液輸送到各自噴絲口，在紡絲電壓為10～100kV， 將紡絲液紡到基材上；

進(jìn)一步地，所述抗菌劑與聚合物的質(zhì)量比為1～10:80～120；

進(jìn)一步地，所述添加劑為大豆油、棕櫚油、蓖麻油、亞麻油中的任意一種，所述 添加劑的用量為總量的1～5wt％，所述添加劑的加入能有效的調(diào)節(jié)溶劑體系的溶度參 數(shù)，有利于纖維膜結(jié)構(gòu)的形成，增大孔隙率，從而增強(qiáng)透氣性；

進(jìn)一步地，所述溶劑為水和任意濃度的水和任意濃度的乙醇、正丙醇、異丙醇、 正戊醇、丁醇、丙二醇乙醚、丙醚、甲乙酮、環(huán)已酮、二氯甲烷、乙酸甲酯、乙酸乙 酯、乙酸丁酯、乙酸中的任意一種，所述溶劑的用量為總量的20～50wt％；

進(jìn)一步地，所述固化劑是二乙撐三胺、2-乙基4-甲基咪唑、順丁烯二酸酐、苯酚、 二氨基氨苯基甲烷中的一種，所述固化劑的用量為總量的0.1～6wt％；

進(jìn)一步地，所述所得的抗菌空氣過(guò)濾膜的納米纖維層的克重為15～80克/平方米， 納米纖維直徑30nm～1μm。

本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明目的在于提供一種功能型空氣過(guò)濾材料，通過(guò)靜電紡絲制備工藝，將 添加生物抗菌劑的紡絲液紡到基材上，空氣過(guò)濾材料具有柔韌性好、纖維直徑小、孔 隙率高、孔徑分布均勻、質(zhì)量輕、透氣性好、環(huán)保性好、過(guò)濾效果明顯的優(yōu)勢(shì)。