本發(fā)明涉及一種高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布及制備方法，屬于功能過(guò)濾材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、由超細(xì)纖維組成的熔噴無(wú)紡布能夠高效阻隔細(xì)菌、病毒，是口罩及防護(hù)服等防護(hù)物資的關(guān)鍵核心材料。然而，現(xiàn)有熔噴無(wú)紡布功能單一，抗病毒效果差，導(dǎo)致了防護(hù)物資使用壽命短、用量巨大、易產(chǎn)生交叉感染。因此，開(kāi)發(fā)具有高效過(guò)濾抗菌熔噴無(wú)紡布具有極其重要的意義。

2、目前，市場(chǎng)上的抗菌聚丙烯無(wú)紡布主要通過(guò)在聚丙烯母粒中添加無(wú)機(jī)抗菌劑制備而成。如專(zhuān)利cn201210316357.1報(bào)道了一種抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡濾材及其制備方法，通過(guò)向熔噴聚丙烯中加入納米電氣石、納米二氧化鈦和納米氧化鋅，并對(duì)配方以及制備工藝的改進(jìn)，制備得到抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布。該專(zhuān)利的不足之處在于所用的電氣石、納米二氧化鈦、納米二氧化鋅作為抗菌材料，其抗菌作用有限，其制備抗菌熔噴無(wú)紡布的抗菌率較低。制備抗菌率高的熔噴材料，需添加高濃度的抗菌材料，勢(shì)必影響熔噴無(wú)紡布的成型工藝。

3、專(zhuān)利cn202010446059公開(kāi)了一種復(fù)方抗病毒抗菌多功能pp、pe、pet無(wú)紡布及制備與應(yīng)用，采用二氧化硅氣凝膠微球通過(guò)特定的方法分別將無(wú)機(jī)抗病毒抗菌金屬/氧化物及中藥抗病毒抗菌成分負(fù)載，然后與纖維切片經(jīng)混合擠出，得到母粒；再將母粒與纖維切片混合紡絲，得到復(fù)方抗病毒抗菌多功能pp、pe、pet無(wú)紡布。該專(zhuān)利的不足之處在于，氣凝膠無(wú)機(jī)粉體在熔融共混過(guò)程中不易分散，可能會(huì)影響熔噴紡絲工藝及無(wú)紡布的性能。

4、專(zhuān)利cn202011506583提供了一種持久抗菌聚丙烯無(wú)紡布的制備方法，通過(guò)在無(wú)紡布表面依次吸附并接枝多巴胺、改性殼聚糖及鹵胺化合物結(jié)構(gòu)，從而使得所述聚丙烯無(wú)紡布具有優(yōu)異、持久的抗菌效果。發(fā)明cn202010711332提供了一種抗菌聚丙烯熔噴材料及制備方法，選擇含有雙鍵及抗菌功能的單體，通過(guò)自由基接枝共聚將抗菌單體接枝到聚丙烯的主鏈上，再通過(guò)胺鹵化作用使分子鏈上形成具有鹵胺的抗菌結(jié)構(gòu)，制備抗菌聚丙烯熔噴材料。該類(lèi)具有鹵胺抗菌類(lèi)的熔噴無(wú)紡布具有工藝復(fù)雜，其熔噴材料需進(jìn)行氯活化處理，對(duì)其熔噴材料的過(guò)濾效果會(huì)有較大的影響，使材料的過(guò)濾效果差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明涉及了一種高效過(guò)濾抗菌熔噴非織造的材料及其制備方法。本發(fā)明首先在駐極粉體表面接枝雙極性活性劑及抗菌小分子，制備抗菌的駐極粉體；然后將其與聚丙烯材料共混，制備抗菌駐極母粒；最后在聚丙烯熔噴的過(guò)程中，添加一定量的抗菌駐極母粒，即制備得到一種高效過(guò)濾抗菌熔噴無(wú)紡布。本發(fā)明制備的熔噴非織造材料具有駐極粉體分散效果好、抗菌小分子性能穩(wěn)定、抗菌及過(guò)濾效果優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布，該無(wú)紡布所用的纖維材料中含有質(zhì)量濃度為0.01～20％的改性駐極粉，所述的改性駐極粉是采用抗菌劑和雙極性活性劑進(jìn)行改性。

4、本發(fā)明技術(shù)方案中：所述的駐極粉為電氣石粉、石英粉、二氧化鈦粉、鋯粉、鋯鈦酸鉛壓電陶瓷鋯pzt、氮化硅粉中的一種或多種混合。

5、本發(fā)明技術(shù)方案中：所述的雙極性活性劑為十六烷二酸、十八烷二酸、二十烷二酸，十六烷二酸酯、十八烷二酸酯、二十烷二酸酯中的一種或多種混合；所述的酯為甲酯、乙酯、丙酯、叔丁酯中的一種。

6、本發(fā)明技術(shù)方案中：所述的雙極性活性劑為十六碳二酸(cas?505-54-4)、十八烷二酸(cas?871-70-5)和二十烷二酸(cas?2424-92-2)中的一種或多種混合。

7、本發(fā)明技術(shù)方案中：所述的抗菌劑為聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽、烷基胍和中的一種或多種混合。

8、在一些優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的抗菌劑結(jié)構(gòu)式如下：

9、

10、其中r1為h、ch3，r2為ch2ch3。

11、一種上述的高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布的制備方法，該方法的步驟如下：

12、(1)表面活化駐極材料的制備：將駐極粉體、抗菌劑、雙極性活性劑混合，然后經(jīng)高速攪拌機(jī)進(jìn)行混合，即制備得到改性駐極粉；

13、(2)將改性駐極粉與熔噴級(jí)聚丙烯進(jìn)行混合，利用雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融共混造粒，得到聚丙烯抗菌駐極母粒；

14、(3)將熔噴聚丙烯原料與聚丙烯抗菌駐極母?；旌虾筮M(jìn)行熔噴紡絲、鋪網(wǎng)、收卷，并進(jìn)行后續(xù)水駐極工藝處理，即可得到目標(biāo)產(chǎn)品。

15、所述的制備方法如下：

16、上述制備方法中：步驟(1)中駐極粉體、抗菌劑、雙極性活性劑的重量份數(shù)依次為2～5：2～5：0.1～1；

17、步驟(1)中高速攪拌的轉(zhuǎn)速為5000～20000轉(zhuǎn)/min，攪拌的時(shí)間為10～30min；攪拌的溫度為50～95℃。

18、上述制備方法中：步驟(2)中改性駐極粉與熔噴級(jí)聚丙烯的質(zhì)量比為1～5:1～5；

19、步驟(2)中熔噴級(jí)聚丙烯是指在230℃、2.16kg壓力下，聚丙烯的熔融指數(shù)為36～50g/10min。

20、上述制備方法中：步驟(3)中纖維材料中含有質(zhì)量濃度為0.5～10％的抗菌劑改性駐極粉。

21、本發(fā)明技術(shù)方案中，所述的高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布在醫(yī)用防護(hù)、空氣過(guò)濾領(lǐng)域的應(yīng)用。

22、在一些優(yōu)選的技術(shù)方案中：所述的駐極粉體的粒徑大于5000目。

23、本發(fā)明技術(shù)方案中：步驟(2)雙螺桿擠出機(jī)造粒溫度為170～230℃。

24、本發(fā)明技術(shù)方案中：步驟(3)中所述的熔噴紡絲的溫度為250～280℃。

25、本發(fā)明技術(shù)方案中：所述的高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布在醫(yī)用防護(hù)、空氣過(guò)濾領(lǐng)域的應(yīng)用。

26、發(fā)明的效果

27、(1)在駐極粉體表面接枝了雙極性活性劑及抗菌小分子，降低駐極粉體材料的表面能，提高了駐極粉體材料在聚丙烯中的分散效果。

28、(2)將抗菌小分子直接接枝到駐極粉體上，通過(guò)設(shè)計(jì)雙極性活性劑的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了抗菌小分子與駐極粉體的相互作用，提高了抗菌小分子的穩(wěn)定性，抗菌效果更好。

29、(3)首先制備具有殺菌功能的駐極粉體，然后將其與聚丙烯復(fù)合制備高效過(guò)濾抗菌熔噴母粒及熔噴無(wú)紡布。區(qū)別于將小分子抗菌材料直接與聚丙烯共混，或?qū)⒖咕》肿咏又Φ骄酆衔锓肿渔溕?，本方法更加?jiǎn)單有效，提高了駐極粉體的分散效果及抗菌小分子的穩(wěn)定性，制備得到的聚丙烯熔噴無(wú)紡布具有更好的過(guò)濾及抗菌效果。

技術(shù)特征：

1.一種高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布，其特征在于：該無(wú)紡布所用的纖維材料中含有質(zhì)量濃度為0.01～20％的改性駐極粉，所述的改性駐極粉是采用抗菌劑和雙極性活性劑進(jìn)行改性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布，其特征在于：所述的駐極粉為電氣石粉、石英粉、二氧化鈦粉、鋯粉、鋯鈦酸鉛壓電陶瓷鋯pzt、氮化硅粉中的一種或多種混合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布，其特征在于：所述的雙極性活性劑為十六烷二酸、十八烷二酸、二十烷二酸，十六烷二酸酯、十八烷二酸酯、二十烷二酸酯中的一種或多種混合；所述的酯為甲酯、乙酯、丙酯、叔丁酯中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布，其特征在于：所述的雙極性活性劑為十六烷二酸、十八烷二酸和二十烷二酸中的一種或多種混合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布，其特征在于：所述的抗菌劑為聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽、烷基胍中的一種或多種混合。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布，其特征在于：所述的抗菌劑的結(jié)構(gòu)式如下：

7.一種權(quán)利要求1所述的高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布的制備方法，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布的制備方法，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布的制備方法，其特征在于：步驟(2)中改性駐極粉與熔噴級(jí)聚丙烯的質(zhì)量比為1～5:1～5；

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布的制備方法，其特征在于：步驟(3)中纖維材料中含有質(zhì)量濃度為0.5～10％的抗菌劑改性駐極粉。

11.權(quán)利要求1所述的高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布在醫(yī)用防護(hù)、空氣過(guò)濾領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種高效過(guò)濾抗菌聚丙烯熔噴無(wú)紡布及制備方法，屬于功能過(guò)濾材料領(lǐng)域。該無(wú)紡布所用的纖維材料中含有質(zhì)量濃度為0.01～20％的改性駐極粉，所述的改性駐極粉是采用抗菌劑和雙極性活性劑進(jìn)行改性。本發(fā)明提高了駐極粉體的分散效果及抗菌小分子的穩(wěn)定性，制備得到的聚丙烯熔噴無(wú)紡布具有更好的過(guò)濾及抗菌效果。

技術(shù)研發(fā)人員：王棟,潘曉娣,趙青華,胡兆麟,李沐芳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油化工股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19