[發明專利]一種高韌性的抗菌口罩過濾層及其制備方法

有效

• 申請號: 202110130119.0
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112941726B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 李梓維;黃建華;劉宇;謝云斐;潘安練
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D04H1/4309;D04H1/4282;D01D5/00
• 代理公司: 長沙市和協專利代理事務所(普通合伙) 43115
• 代理人: 熊曉妹

1.一種高韌性的抗菌口罩過濾層，其特征在于，由麻花交聯狀的靜電紡絲纖維網狀結構制備而成，纖維中含有貴金屬、季銨鹽類抗菌成分，所述麻花交聯狀的靜電紡絲纖維膜通過雙針頭旋轉靜電紡絲法結合化學交聯改性制備而成，所述雙針頭旋轉靜電紡絲法為通過兩個針頭旋轉結合電場調控電噴制備糾纏的納米纖維；所述化學交聯改性法基于在一定的溫度下促使糾纏的納米纖維中的多酚類/酶類與聚合物交聯反應形成納米纖維網狀結構；兩個針頭旋轉結合電場調控電噴制備糾纏的納米纖維：兩個針管同向旋轉，邊旋轉邊噴射，形成雙針旋轉電紡，旋轉速度100r/min-2000r/min，使用8KV-12KV高壓，20cm-25cm的接收距離，注射速度為0.3ml/h-0.6ml/h。

2.一種抗菌口罩過濾層的制備方法，其特征在于，采用雙針旋轉靜電紡絲纖維和化學交聯改性制備麻花交聯狀的靜電紡絲纖維網狀結構，包括以下步驟：

步驟1，將高分子聚合物自由組合后溶于乙酸，再將多酚類/酶類物質溶于溶液中作為前驅體溶液A；

步驟2，將硝酸銀配制成水溶液，聚乙烯吡咯烷酮溶于二甲基甲酰胺中制成還原液；水浴條件下，將硝酸銀水溶液緩慢加入至還原液中，形成穩定的貴金屬抗菌消毒液B；

步驟3，將至少一種季銨鹽溶于乙酸溶液中，加入甘油，室溫攪拌溶解，制得穩定的抗菌前驅體溶液C；

步驟4，以步驟1中前驅體溶液A為基本溶液，取一部分貴金屬抗菌消毒液B以及抗菌前驅體溶液C進行充分混合，然后將溶液分別裝于雙針旋轉納米紡絲裝置的兩個針管中進行雙針旋轉電紡，兩個針管同向旋轉，邊旋轉邊噴射，形成雙針旋轉電紡，旋轉速度100r/min-2000r/min，使用8KV-12KV高壓，20cm-25cm的接收距離，注射速度為0.3ml/h-0.6ml/h條件；

步驟5，以步驟4所得的納米纖維膜在一定溫度進一步壓實處理，即可得到高韌性的抗菌口罩過濾層材料。

3.根據權利要求2所述的抗菌口罩過濾層的制備方法，其特征在于，所述步驟1中高分子聚合物充分混合在乙酸溶液中，其中高分子聚合物在乙酸溶液中質量百分比為10％-18％，將溶液在25℃-40℃下高速攪拌4h-6h，取一定質量的多酚類/酶類加入到上述溶液中，其中多酚類/酶類在乙酸中質量百分比為3％-8％，溶液在20℃-40℃下充分攪拌4h-8h，首先形成均勻透明的膠體溶液。

4.根據權利要求3所述的抗菌口罩過濾層的制備方法，其特征在于，所述步驟2中的貴金屬抗菌消毒液制備的具體過程為：硝酸銀加入到蒸餾水中，其中硝酸銀與蒸餾水的質量比例為2:5，將溶液攪拌2h-4h，形成澄清溶液；再將一定質量的聚乙烯吡咯烷酮分散在去二甲基甲酰胺中，其中聚乙烯吡咯烷酮在溶液中所占質量百分比為10％-15％，將溶液攪拌2h-4h，使聚乙烯吡咯烷酮完全溶解，制得還原液；在75℃-90℃水浴中，將硝酸銀溶液緩慢滴入還原液中，將混合溶液攪拌6h-8h，制得銀納米溶液的量為0.02g/mL-0.04g/mL均勻穩定的膠體溶液。

5.根據權利要求4所述的抗菌口罩過濾層的制備方法，其特征在于，所述步驟3抗菌前驅體溶液中的季銨鹽加入到的乙酸溶液中，所占質量分數比例為2％-4％，再加入2％-4％的甘油，將溶液攪拌2h-4h，形成均勻穩定的抗菌膠體溶液。

6.根據權利要求5所述的抗菌口罩過濾層的制備方法，其特征在于，所述步驟4的具體過程為：取一部分步驟2與步驟3中形成的均勻溶液后加入到前驅體溶液中，在25℃-40℃下進行充分攪拌16h-20h，將所得溶液裝于雙針旋轉納米紡絲裝置的兩個針管中。

7.根據權利要求6所述的抗菌口罩過濾層的制備方法，其特征在于，所述步驟5的具體過程為：將步驟4中所得的均勻納米纖維網狀結構在60℃-80℃下進行壓實處理，所用壓力范圍為1Mpa-10Mpa，形成穩定均勻的具有抑菌功能的高韌性口罩過濾層材料。

8.根據權利要求7所述的抗菌口罩過濾層的制備方法，其特征在于，所述高分子聚合物為聚環氧乙烷、乙烯-醋酸乙烯共聚物、三元共聚物、聚乙烯醇中的一種或者多種。

9.根據權利要求8所述的抗菌口罩過濾層的制備方法，其特征在于，所述多酚類/酶類為單寧酸、阿魏酸、咖啡酸、谷氨酰胺酶、京尼平中的任意組合物。