一种抗菌抗病毒纤维布复合材料及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一种抗菌抗病毒纤维布复合材料及其制备方法和用途。所述复合材料包括纤维布基布；在纤维布基布中的各纤维表面依次设置有电气石层和抗菌抗病毒层；所述电气石层中的电气石通过硅氧键固化在纤维布基布的各纤维表面；所述抗菌抗病毒层中的抗菌抗病毒物质通过硅氨键固化在所述电气石层中的电气石表面；本发明专利技术在制备所述复合材料时采用了首次涂覆和二次涂覆工艺。本发明专利技术提供的复合材料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率在99.99％以上，对HCOV

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌抗病毒纤维布复合材料及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及空气净化
，具体涉及一种复合材料及其制备方法和用途，尤其涉及一种抗菌抗病毒纤维布复合材料及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]空气中有多种致病菌和病毒，致病菌有溶血性链球菌、金黄色葡萄球菌、脑膜炎双球菌、结核杆菌、百日咳杆菌、军团菌、白喉杆菌、肺炎支原体等。常见的致病性病毒包括流感病毒、冠状病毒、结核杆菌，这些致病菌和病毒的来源主要是通过室内病人呼出气污染了空气。因此净化空气环境，改善空气品质，已经成为人们生活中迫切的需求。
[0003]空气净化材料如口罩、滤芯等部件通常是通过纤维布来过滤空气中致病菌和病毒，纤维布有多种形式，比如PP熔喷布、玻璃纤维布、PTFE布、PET纤维布、各种无纺布等等。细菌和病毒被吸附在纤维布表面后，依据环境条件不同，会有不同的存活时间、甚至可长期生存繁殖，重新扩散到空气造成二次污染。例如，冠状病毒在纤维表面可以存活数天，霉菌和军团菌可在纤维表面长期生存繁殖。
[0004]目前，室内空气中细菌病毒的净化方法主要有：
[0005]1)消毒剂消毒，常用易挥发型消毒剂、比如酒精、次氯酸等，这些消毒剂可有效杀灭细菌、病毒，但是易挥发，只适合短暂一次性消毒，不适合室内环境长期持续消毒净化。
[0006]2)纤维布过滤，细菌病毒空气中以生物气溶胶形式存在，粒径在几十纳米到几百纳米，体积很小，普通纤维布捕捉效率较低，不能高效地从空气中捕捉生物气溶胶，且捕捉后细菌和病毒容易在纤维布表面滋生，存在二次脱附，重新挥发到空气中，造成二次污染的问题。
[0007]CN112869264A中公开了一种具有抗菌抗病毒功能的单原子医用防护口罩，其在第一无纺布层和熔喷布层中增加了含单原子抗菌抗病毒催化剂的纤维布层，从而具有高效抗菌抗病毒功能，使其具有消毒水、酒精同等的抗菌抗病毒效果，具有较好的防护性能且有效避免口罩随意丢弃带来的二次污染。然而，一方面，其制备含单原子抗菌抗病毒催化剂的纤维布层的工艺相对复杂，另一方面，其对细菌病毒的捕捉效率低，并不能高效地从空气中捕捉细菌病毒形成的生物气溶胶，再一方面，其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念球菌的抗菌率只是达到了99.9％以上，对HIN1病毒的抗病毒率也只有99.9％，因此抗菌抗病毒效果还有待提高。
[0008]新冠暴发期间，一些研究表明含氯的一些药物对抗冠状病毒有一定得效果，国家卫生健康委于2020年2月18日印发《消毒剂使用指南》，指出可以使用醇类消毒剂、含氯消毒剂、含碘消毒剂、过氧化物类消毒剂、胍类消毒剂、酚类消毒剂、季铵盐类消毒剂等；然而这些消毒剂挥发性强，不具备长期持续消毒能力。而空气净化材料如滤芯需要6个月到12个月有效消毒使用时间。
[0009]CN111955478A中公开了一种缓释型碳基抗菌抗病毒复合材料，其含有负载纳米零价铁和纳米银的活性炭和负载石墨烯的活性炭，尽管该复合材料也能有效实现抗菌抗病
毒，并且可应用于空气净化系统等领域，然而其一方面，仍存在造价高、工艺相对复杂的问题，另一方面，其也无法高效捕捉空气中微生物气溶胶并将其快速灭杀，再一方面，其对HIN1的病毒灭活率也只能达到99.89％，抗病毒效果仍有待提升。
[0010]因此研发一种可以高效捕捉空气中微生物生物气溶胶，且能将捕捉的细菌病毒快速杀灭、同时还具备6到12个月长效消毒时间的抗菌抗病毒过滤纤维布，具有广泛的应用价值，如将该过滤纤维布加工制成空气净化器、空调、新风净化机滤网，对切断空气气溶胶传播路径，防止人员交叉感染，具有重要意义，

技术实现思路

[0011]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种抗菌抗病毒纤维布复合材料及其制备方法和用途。通过在纤维布表面依次涂覆电气石驻极体粉末涂层和抗菌抗病毒涂层，从而在纤维布的各纤维表面依次形成电气石层和抗菌抗病毒层，由于空气中细菌病毒生物气溶胶大多带有电荷，电气石驻极体粉末涂层可在纤维布表面形成微电场，大大增加捕集效率，抗菌抗病毒涂层可快速杀灭常见的细菌和病毒，对保护人体健康具有良好作用。
[0012]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0013]第一方面，本专利技术提供了一种抗菌抗病毒纤维布复合材料，所述复合材料包括纤维布基布；在纤维布基布中的各纤维表面依次设置有电气石层和抗菌抗病毒层；所述电气石层中的电气石通过硅氧键固化在纤维布基布的各纤维表面；所述抗菌抗病毒层中的抗菌抗病毒物质通过硅氨键固化在所述电气石层中的电气石表面。
[0014]本专利技术中，作为基布的纤维布材料，其在微观状态下由多条圆柱状纤维编织而成；本专利技术是以各圆柱状纤维的圆周面表面为基底层，在其圆周表面首次涂覆圆周形电气石层，二次涂覆圆周形抗菌抗病毒层，即，在纤维布材料的每个纤维表面依次涂覆有电气石层和抗菌抗病毒层，从而制备得到所述抗菌抗病毒纤维布复合材料。
[0015]本专利技术通过在纤维布基布纤维表面形成电气石层，并且通过硅氧键使电气石层固化在纤维布基布纤维表面，该结构能够使得该电气石层在纤维布表面形成微电场，由于含细菌和病毒的生物气溶胶颗粒带有电荷，形成的带微电场的纤维布可明显增加对生物气溶胶的捕集效率，特别是对微细的生物气溶胶颗粒物捕集效率提升更加明显。
[0016]本专利技术通过进一步在电气石层表面形成抗菌抗病毒层，并且通过硅氧基中氧与氨基中的氮键合固化在电气石层表面，其一方面能够使抗菌抗病毒层结构更加稳固，可以实现6
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12个月有效消毒使用时间；另一方面，该抗菌抗病毒层可以快速灭杀常见的细菌和病毒，同时不产生残余氯，避免了残余氯的气味问题。
[0017]通过对本专利技术提供的抗菌抗病毒纤维复合材料进行检测，其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率均在99.99％以上，对HCOV
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229E冠状病毒的抗病毒率大于99.99％，可作为抗菌抗病毒空气滤布，广泛用于空气净化器、净化空调、新风净化机、机动车空气滤清器等应用场所中。
[0018]优选地，所述纤维布基布为天然纤维布或化学纤维布。
[0019]优选地，所述天然纤维布的材质为棉、麻、毛或竹中的任意一种。
[0020]优选地，所述化学纤维布为聚酯纤维无纺布和/或聚丙烯纤维无纺布，优选为聚酯纤维无纺布。
[0021]优选地，所述化学纤维布的克重范围为20
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200g/m2，例如20g/m2、30g/m2、45g/m2、50g/m2、60g/m2、80g/m2、100g/m2、120g/m2、150g/m2或200g/m2，优选为45
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100g/m2。
[0022]优选地，所述电气石层中含有电气石粉末，优选为纳米电气石驻极体粉末。
[0023]纳米电气石驻极体粉末具有长期储存电荷功能，可通过电晕充电法、摩擦起电法、热极化法等方法驻极，驻极后纤维布表面形成微电场，由于含细菌和病毒的生物气溶胶颗粒带有电荷，带微电场的纤维布可明显增加对生物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌抗病毒纤维布复合材料，其特征在于，所述复合材料包括纤维布基布；在纤维布基布中的各纤维表面依次设置有电气石层和抗菌抗病毒层；所述电气石层中的电气石通过硅氧键固化在纤维布基布的各纤维表面；所述抗菌抗病毒层中的抗菌抗病毒物质通过硅氨键固化在所述电气石层中的电气石表面。2.根据权利要求1所述的抗菌抗病毒纤维布复合材料，其特征在于，所述纤维布基布为天然纤维布或化学纤维布；优选地，所述天然纤维布的材质为棉、麻、毛或竹中的任意一种；优选地，所述化学纤维布为聚酯纤维无纺布和/或聚丙烯纤维无纺布，优选为聚酯纤维无纺布；优选地，所述化学纤维布的克重范围为20
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200g/m2，优选为45
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100g/m2。3.根据权利要求1或2所述的抗菌抗病毒纤维布复合材料，其特征在于，所述电气石层中含有电气石粉末；优选地，所述电气石粉末的颗粒粒径为30
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300nm，优选为30
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100nm；优选地，所述抗菌抗病毒层中含有氯化1,3,5
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三嗪
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2,4,6三酮钠盐或氯化5,5
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二甲基咪唑烷
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2,4
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二酮钠盐。4.一种根据权利要求1
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3任一项所述抗菌抗病毒纤维布复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括首次涂覆和二次涂覆，具体包括以下步骤：(1)将去离子水、电气石粉末、1,3,5
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三嗪
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2,4,6三酮或5,5
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二甲基咪唑烷
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2,4
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二酮和硅溶胶溶液混合，得到首次涂覆液；(2)将得到的首次涂覆液涂覆在纤维布基布两侧，经烘干处理，在纤维布基布的各纤维表面形成电气石层；(3)将去离子水、次氯酸钠和盐酸混合，得到二次涂覆液；(4)将得到的二次涂覆液涂覆在步骤(2)得到的材料两侧，经烘干处理，在电气石层表面形成抗菌抗病毒层。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述首次涂覆液中，按重量份各组分的含量为：优选地，步骤(3)所述二次涂覆液中，按重量份各组分的含量为：去离子水
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100份；次氯酸钠
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5份；盐酸
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【专利技术属性】
技术研发人员：姜风，
申请(专利权)人：阜阳中科众汇净化材料有限公司，
类型：发明
国别省市：