本发明属于空气过滤材料,具体涉及一种复合结构抗菌熔喷滤芯材料及其制备方法。
背景技术:
1、空气中含有悬浮颗粒物(pm)、生物气溶胶、挥发性有机物(vocs)等有害物质。其中,悬浮颗粒物不仅污染空气、降低能见度,还对人体健康构成威胁。其中,pm2.5由于体积很小(动力学直径2.5μm以下)、比表面积大,不仅能携带多种病菌、重金属及多芳香烃,还可以穿透人的支气管、肺部甚至血液,引起各种心血管和呼吸系统疾病。减轻空气中的pm2.5污染对健康生活具有重要意义。
2、在室外,人们大多以佩戴口罩的方式防止pm2.5颗粒吸入。常规的口罩由内层和外层组成,而作为核心层的中间层由一定厚度的熔喷层组成。中间过滤层材料的纤维直径越细,表面积就越大,过滤效率也就越高。室内环境中,人们常用空气净化器、通风机以及空调滤芯来减少室内的pm2.5颗粒,这些空气净化装置中大多配有纤维膜过滤装置,可以拦截空气中的固体颗粒和部分细菌等物质。部分汽车及其他交通工具的空调、通风系统中也装有纤维膜装置,以过滤汽车尾气中的pm2.5颗粒,提高车内的空气质量。但是,对于以上常规的熔喷层和过滤纤维膜,由于长期的吸附过滤,部分真菌细菌等微生物将会停留在纤维膜的孔隙中生长繁殖,不仅使得吸附过滤效率降低,而且细菌的滋生会引起空气二次污染。因此,开发既能有效过滤空气中的pm2.5颗粒,又能杀灭pm2.5颗粒中携带细菌的纤维膜材料迫在眉睫。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种复合结构抗菌熔喷滤芯材料及其制备方法,以解决上述喷熔层和纤维膜材料不具有抗菌性以及抗菌性能维持时间短的问题。
2、为实现上述目的,本发明第一方面提供了一种复合结构抗菌熔喷滤芯材料,其特征在于,包括无纺布、中间层和熔喷布膜层,其中中间层为含有有机胍类抗菌剂的喷涂涂层。
3、无纺布作为骨架材料,熔喷布膜层用于空气过滤。
4、优选的,喷涂涂层按照质量百分比包括有机胍类抗菌剂0.01%-0.1%、有机缓释剂0.1-0.2%和余量的水。
5、优选的,有机缓释剂包括聚丙烯酸乳液、聚丙烯酸酯乳液、水洗聚氨酯乳液、聚丁二烯乳液的一种或两种。有机缓释剂可以增加涂层的附着性。
6、优选的,有机胍类抗菌剂为双胍类抗菌剂,双胍类抗菌剂为聚六亚甲基双胍、聚氨丙基双胍中的一种或两种。
7、优选的,有机胍类抗菌剂为聚六亚甲基双胍。
8、本发明第二方面提供了一种复合结构抗菌熔喷滤芯材料的制备方法,包括如下步骤:
9、(1)将有机抗菌剂和纯水先后放入搅拌罐中,搅拌均匀得到混合溶液;
10、(2)向混合溶液添加有机缓释剂,搅拌均匀得到抗菌喷涂涂料;
11、(3)将喷涂涂料加入到压缩空气喷枪中,将喷涂涂料喷涂在无纺布膜材料上,烘干得到喷涂涂层;
12、(4)熔喷料通过杂质过滤、纺丝泵计量,加热制得高温熔体,并通过模头喷丝,制得熔喷布膜层;熔喷料为聚丙烯(pp);
13、(5)采用电晕方法对无纺布-喷涂涂层-熔喷布膜层进行驻极处理;
14、(6)将驻极处理后的无纺布-喷涂涂层-熔喷布膜层卷绕成管状,经过分段切断,得到复合抗菌熔喷布滤芯材料。
15、优选的,步骤(3)中的喷涂参数如下:喷涂的空气压力0.4-0.6mpa;枪嘴与被喷物间的距离15-20cm;枪嘴与被喷物之间的角度90°;喷枪的移动速度20-60cm/秒;喷幅宽度10cm,每一枪的重叠范围1/2-1/3。
16、优选的,步骤(3)中的烘干温度为80-90℃,烘干时间为0.5-3min。
17、优选的,步骤(4)中的加热温度为200-315℃。
18、优选的,步骤(5)中的驻极处理参数为:电压30kv-60kv,处理时间20-40秒。
19、因此,本发明采用上述结构的一种复合结构抗菌熔喷滤芯材料及其制备方法,具有以下有益效果:
20、(1)本发明采用喷涂方法添加抗菌剂和缓释剂,可缩短抗菌织物的制作时间,工艺简便,有利于避免空气过滤器滤芯所受的细菌污染,延长更换滤芯的周期,有效地降低维护成本。
21、(2)本发明中的聚六亚甲基双胍分子含有抗菌防霉功能突出的有机大分子基团,可得到优异的抗菌防霉效果,具有高效杀菌、除臭效果好、无刺激性、使用安全、可降解等优点。
22、(3)本发明通过在无纺布和熔喷布膜层之间喷涂抗菌中间层,避免纺丝过程中直接添加助剂对驻极处理效果的不利影响,增强空气过滤器滤芯的抗菌性能。
23、下面通过实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
1.一种复合结构抗菌熔喷滤芯材料,其特征在于,包括无纺布、中间层和熔喷布膜层,其中中间层为含有有机胍类抗菌剂的喷涂涂层。
2.根据权利要求1所述的一种复合结构抗菌熔喷滤芯材料,其特征在于,喷涂涂层按照质量百分比包括有机胍类抗菌剂0.01-0.1%、有机缓释剂0.1-0.2%和余量的水。
3.根据权利要求2所述的一种复合结构抗菌熔喷滤芯材料,其特征在于,有机胍类抗菌剂为双胍类抗菌剂,双胍类抗菌剂为聚六亚甲基双胍、聚氨丙基双胍中的一种或两种。
4.根据权利要求3所述的一种复合结构抗菌熔喷滤芯材料,其特征在于,有机胍类抗菌剂为聚六亚甲基双胍。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种复合结构抗菌熔喷滤芯材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
6.根据权利要求5所述的一种复合结构抗菌熔喷滤芯材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中的喷涂参数如下:喷涂的空气压力0.4-0.6mpa;枪嘴与被喷物间的距离15-20cm;枪嘴与被喷物之间的角度90°;喷枪的移动速度20-60cm/秒;喷幅宽度10cm,每一枪的重叠范围1/2-1/3。
7.根据权利要求5所述的一种复合结构抗菌熔喷滤芯材料的制备方法,其特征在于,步骤(3)中的烘干温度为80-90℃,烘干时间为0.5-3min。
8.根据权利要求5所述的一种复合结构抗菌熔喷滤芯材料的制备方法,其特征在于,步骤(4)中的加热温度为200-315℃。
