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

背景技術：

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

2、目前，市場上的抗菌聚丙烯無紡布主要通過在聚丙烯母粒中添加無機抗菌劑制備而成。如專利cn201210316357.1報道了一種抗菌聚丙烯熔噴無紡濾材及其制備方法，通過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，并對配方以及制備工藝的改進，制備得到抗菌聚丙烯熔噴無紡布。該專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，勢必影響熔噴無紡布的成型工藝。

3、專利cn202010446059公開了一種復方抗病毒抗菌多功能pp、pe、pet無紡布及制備與應用，采用二氧化硅氣凝膠微球通過特定的方法分別將無機抗病毒抗菌金屬/氧化物及中藥抗病毒抗菌成分負載，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，得到復方抗病毒抗菌多功能pp、pe、pet無紡布。該專利的不足之處在于，氣凝膠無機粉體在熔融共混過程中不易分散，可能會影響熔噴紡絲工藝及無紡布的性能。

4、專利cn202011506583提供了一種持久抗菌聚丙烯無紡布的制備方法，通過在無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構，從而使得所述聚丙烯無紡布具有優(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，再通過胺鹵化作用使分子鏈上形成具有鹵胺的抗菌結構，制備抗菌聚丙烯熔噴材料。該類具有鹵胺抗菌類的熔噴無紡布具有工藝復雜，其熔噴材料需進行氯活化處理，對其熔噴材料的過濾效果會有較大的影響，使材料的過濾效果差。

技術實現(xiàn)思路

1、針對上述存在的問題，本發(fā)明涉及了一種高效過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程中，添加一定量的抗菌駐極母粒，即制備得到一種高效過濾抗菌熔噴無紡布。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、抗菌及過濾效果優(yōu)異等優(yōu)點。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)：

3、一種高效過濾抗菌聚丙烯熔噴無紡布，該無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行改性。

4、本發(fā)明技術方案中：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)選的技術方案中，所述的抗菌劑結構式如下：

9、

10、其中r1為h、ch3，r2為ch2ch3。

11、一種上述的高效過濾抗菌聚丙烯熔噴無紡布的制備方法，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)高速攪拌機進行混合，即制備得到改性駐極粉；

13、(2)將改性駐極粉與熔噴級聚丙烯進行混合，利用雙螺桿擠出機中進行熔融共混造粒，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行熔噴紡絲、鋪網(wǎng)、收卷，并進行后續(xù)水駐極工藝處理，即可得到目標產(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聚丙烯的質(zhì)量比為1～5:1～5；

19、步驟(2)中熔噴級聚丙烯是指在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)明技術方案中，所述的高效過濾抗菌聚丙烯熔噴無紡布在醫(yī)用防護、空氣過濾領域的應用。

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

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

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

25、本發(fā)明技術方案中：所述的高效過濾抗菌聚丙烯熔噴無紡布在醫(yī)用防護、空氣過濾領域的應用。

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，通過設計雙極性活性劑的結構，增強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合制備高效過濾抗菌熔噴母粒及熔噴無紡布。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骄酆衔锓肿渔溕希痉椒ǜ雍唵斡行?，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紡布具有更好的過濾及抗菌效果。

技術特征：

1.一種高效過濾抗菌聚丙烯熔噴無紡布，其特征在于：該無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行改性。

2.根據(jù)權利要求1所述的高效過濾抗菌聚丙烯熔噴無紡布，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)權利要求1所述的高效過濾抗菌聚丙烯熔噴無紡布，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)權利要求3所述的高效過濾抗菌聚丙烯熔噴無紡布，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)權利要求1所述的高效過濾抗菌聚丙烯熔噴無紡布，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)權利要求5所述的高效過濾抗菌聚丙烯熔噴無紡布，其特征在于：所述的抗菌劑的結構式如下：

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

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

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

10.根據(jù)權利要求7所述的高效過濾抗菌聚丙烯熔噴無紡布的制備方法，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.權利要求1所述的高效過濾抗菌聚丙烯熔噴無紡布在醫(yī)用防護、空氣過濾領域的應用。

技術總結
本發(fā)明公開了一種高效過濾抗菌聚丙烯熔噴無紡布及制備方法，屬于功能過濾材料領域。該無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紡布具有更好的過濾及抗菌效果。

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