[發明專利]一種可降解的抗菌納米纖維無紡布復合濾料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011174514.0
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112370866A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 蔡云屾;齊宏旭;朱蕾;陳玲;葉偉強
• 申請（專利權）人: 美埃（南京）納米材料有限公司
• 主分類號: B01D39/14
• 分類號: B01D39/14;B32B3/26;B32B5/02;B32B21/02;B32B29/00;B32B33/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 王玉

本發明公開了一種可降解的抗菌納米纖維無紡布復合濾料，包括三層結構，迎風向的第一層為納米纖維過濾層，第二層為納米材料抗菌層，第三層為基底層。本發明還提供一種可降解的抗菌納米纖維無紡布復合濾料的制備方法，包括：在基底層上涂覆一層粘合劑；采用靜電噴霧工藝在基底層上，涂覆抗菌微球成為納米材料抗菌層；采用靜電紡絲工藝在納米材料抗菌層上，制備一層納米纖維過濾層；將上述復合材料進行熱軋復合。本發明能在保證高效過濾的同時，降低過濾阻力，抗菌效果達到99%以上，全部材料都是綠色可降解的環保材料。

技術領域

本發明涉及一種納米纖維無紡布復合濾料及其制備方法，尤其是一種可降解的抗菌納米纖維無紡布復合濾料的制備方法。

背景技術

空氣是人類賴以生存的必要條件，但隨著經濟的發展，工業生產和城市生活造成的空氣污染日益嚴重，引起了人們越來越多的關注。人們對于濾材的要求已經不僅僅是對于PM2.5顆粒物的過濾，還包含對于細菌和病毒的過濾。目前市場上的空氣過濾材料主要有玻璃纖維、聚丙烯腈纖維、聚酯纖維、PTFE膜等，這類材料雖然有著較高的過濾效率，但是空氣阻力偏大不利于節能，使用周期短且無法重復使用，不具備抗菌、抗病毒的性能，無法面對日趨嚴重的環境污染問題。其次現在過多的廢棄濾材由于不能自然降解也造成了極大的環境壓力。

靜電紡絲技術是一種性價比較高的納米纖維成型方式。自上世紀以來，大量的人造高分子（PA6, PAN, PVDF等）和天然高分子材料（HA，Chitosan, GE等）被利用靜電紡絲技術加工成了納米纖維材料，并被應用在了過濾、醫療器械、能源電池等領域。納米纖維材料的小孔徑、高孔隙率以及極大的比表面積特性賦予了其高效低阻的過濾性能，以及特有的兼容性能與其他多種功能性材料復合。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種納米纖維無紡布復合濾料及其制備方法，能在保證高效過濾的同時，降低過濾阻力，抗菌效果達到99%以上，全部材料都是綠色可降解的環保材料。

為解決上述技術問題，本發明提供一種可降解的抗菌納米纖維無紡布復合濾料，包括三層結構，迎風向的第一層為納米纖維過濾層，第二層為納米材料抗菌層，第三層為基底層。

優選地，所述納米纖維過濾層是將紡絲原液通過靜電紡絲形成的多孔膜，所述多孔膜的纖維直徑為50~1000nm，所述多孔膜的孔徑為400~5000nm，孔隙率為80%以上，厚度為1 ~5μm。

優選地，所述紡絲原液是將可降解的高分子材料溶于溶劑制備成濃度為7%~25%的溶液，所述可降解的高分子材料為聚乳酸、聚己內酯、聚乙烯醇中的一種，所述溶劑為水或N，N-二甲基甲酰胺。

優選地，所述納米材料抗菌層是將抗菌原液通過靜電噴霧形成的直徑為10~100nm的微球堆積而成，所述納米材料抗菌層的厚度為1~3μm。

優選地，所述抗菌原液是十八烷基二甲基氯化銨或納米銀溶于溶劑中制備成的濃度為7%- 25%的溶液或懸濁液，所述溶劑為水或乙醇。

優選地，所述基底層為可降解材料，所述可降解材料是采用聚乳酸或木漿纖維制備的多孔網結構的透氣材料，所述可降解材料克重為15~80 gsm，厚度為100 ~200μm，所述可降解材料包括無紡布、紙、紗中的一種。

本發明還提供一種可降解的抗菌納米纖維無紡布復合濾料的制備方法，包括：

在基底層上涂覆一層粘合劑；

采用靜電噴霧工藝在基底層上，涂覆抗菌微球成為納米材料抗菌層；

采用靜電紡絲工藝在納米材料抗菌層上，制備一層納米纖維過濾層；

將上述復合材料進行熱軋復合。

優選地，所述基底層和納米纖維過濾層中添加用于增加納米纖維機械性能的材料，所述材料為石墨烯或碳納米管。