專利名稱：一種抗菌空氣過濾膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于過濾材料的制備領(lǐng)域，特別涉及一種抗菌空氣過濾膜的制備方。
背景技術(shù)：
世界上過濾材料工業(yè)發(fā)展非?？?，非織造布因為具有優(yōu)越的過濾性能，越來越廣泛地應(yīng)用于冶金、機(jī)械、電子、制藥、醫(yī)學(xué)、環(huán)保、礦業(yè)、建材等領(lǐng)域。據(jù)報道，在2007年，世界過濾及分離產(chǎn)品市場以到達(dá)是373億美元，其中空氣過濾為55億，而空氣凈化裝置則為其中一半以上，并且仍在快速增長。人們對水和空氣的質(zhì)量要求的提高促進(jìn)了這一進(jìn)程。目前市場上最常見的空氣過濾膜，主要是采用熔噴布或紡粘布等傳統(tǒng)非織造工藝制造的。由于這些方法的非織造布纖維直徑較粗，通常是微米級，所以形成的無紡布孔徑較大，截留率較低。在一些人類活動的內(nèi)部環(huán)境中，空氣中除了粉塵顆粒外，還會存在一些細(xì)菌，特別像醫(yī)院、車站、影院等人流密集且相對密閉的場所，空氣中存在大量致病細(xì)菌和病毒。傳統(tǒng)的無紡布對這類細(xì)菌不能完全截留，截留的病菌通常也無法殺滅。另外，過濾器通常使用周期都較長，細(xì)菌可能在過濾器上表面生長繁殖，引起造成二次污染。而病毒通常直徑為200納米左右，是傳統(tǒng)無紡布截留效率最低的粒徑也是100-300納米附近，因此病毒的過濾通常是很困難的。靜電紡絲是近二十年來開發(fā)出來的一種制備納米纖維的方法，它的產(chǎn)品通常是由納米級的纖維無規(guī)排列成的膜結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)經(jīng)驗證，是非常好的過濾材料，對灰塵等的過濾效率很好，并且造成的壓降也不大，是一種非常有前景的過濾材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種抗菌空氣過濾膜的制備方法，該方法簡單，成本低廉，對設(shè)備要求低，適合規(guī)?；a(chǎn)；所得的產(chǎn)品具有很好的長效抗菌的能力。本發(fā)明的一種抗菌空氣過濾膜及制備方法，包括將抗菌劑、聚合物、添加劑和溶劑共混溶解，得到穩(wěn)定的共混溶液，抗菌劑穩(wěn)定分散或溶解在溶液中，其中抗菌劑、聚合物、添加劑和溶劑的重量比為 1-15 5-10 0-0.5 100-110 ；或抗菌劑與聚合物通過熔融共混得到均一的熔體，其中抗菌劑與聚合物的重量比為 1-15 100-110 ；然后將上述的共混溶液或熔體通過靜電紡絲將納米纖維紡到無紡布表面即得抗菌空氣過濾膜。所述的無紡布為熔噴、紡粘或針刺無紡布。所述的抗菌劑無機(jī)抗菌劑或有機(jī)抗菌劑。上述的無機(jī)抗菌劑為銀、銅、鋅、氧化銀、氧化銅、氧化亞銅、氧化鋅、載銀磷酸鋯、 硝酸銀、硝酸銅、硝酸亞銅、硝酸鋅、硫酸銀、硫酸銅、硫酸亞銅和硫酸鋅中的一種或幾種；其中銀、銅、鋅、氧化銀、氧化銅、氧化亞銅、氧化鋅和載銀磷酸鋯為表面經(jīng)過油酸、硅烷偶聯(lián)劑或者鈦酸酯偶聯(lián)劑改性的納米顆粒，其粒徑為5納米-1微米。上述的有機(jī)抗菌劑優(yōu)選為亞甲基雙硫氰酸酯或芐基二甲基十二烷基溴化銨。所述的聚合物為聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚乳酸、聚乙二醇、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、尼龍、聚羥基丁酸酯、聚羥基丁酸戊酸共聚酯的一種或幾種。所述的溶劑為水、乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷和N，N-二甲基甲酰胺中的一種或幾種。所述的添加劑為表面活性劑，優(yōu)選為十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或十六
烷基三甲基氯化銨。所述的將納米纖維紡到無紡布是通過溶液或熔融靜電紡絲方法來完成的。所得的抗菌空氣過濾膜的納米纖維層的克重為0. 1-100克/平方米，納米纖維直徑50納米-2微米，纖維呈基本無規(guī)則排列。本發(fā)明通過對靜電紡絲溶液或熔體中添加抗菌劑，使靜電紡納米纖維膜具有良好過濾能力的同時，賦予其長效抗菌的能力。本發(fā)明中通過調(diào)節(jié)抗菌劑的種類和添加量，可以改變其抗菌效果；而控制納米纖維直徑以及纖維的堆積密度，可以控制過濾膜的截留效率和壓降。有益效果(1)本發(fā)明的制備方法簡單，成本低廉，對設(shè)備要求低，適合規(guī)模化生產(chǎn)；(2)本發(fā)明的產(chǎn)品具有很好的長效抗菌的能力，可應(yīng)用于醫(yī)院、車站等人員密集的密閉空間，也可以應(yīng)用于普通家庭等需求較低的場所。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例1將10重量份聚乙烯醇溶解于100重量份水中，加入0. 1重量份表面活性劑十二烷基磺酸鈉，溶解完全后加入重量1份粒徑20納米表面改性的納米銀，分散均勻后，用靜電紡絲紡成無紡布結(jié)構(gòu)，克重lg/m2，纖維直徑200納米。實施例2將5重量份聚乙烯醇溶解于100重量份水中，加入0. 1重量份表面活性劑十二烷基磺酸鈉，溶解完全后加入1重量份粒徑5納米表面改性的納米氧化鋅，分散均勻后，用靜電紡絲紡成無紡布結(jié)構(gòu)，克重0. lg/m2,纖維直徑50納米。實施例3將10重量份聚乙二醇溶解于100重量份水中，加入0. 05重量份表面活性劑十二烷基磺酸鈉，溶解完全后加入5重量份硝酸銅，分散均勻后，用靜電紡絲紡成無紡布結(jié)構(gòu)， 克重5g/m2，纖維直徑400納米。實施例4將8重量份聚苯乙烯溶解于100重量份N，N- 二甲基甲酰胺及5重量份乙醇的混合溶劑中，溶解完全后加入10重量份有機(jī)抗菌劑亞甲基雙硫氰酸酯，用靜電紡絲紡成無紡布結(jié)構(gòu)，克重10g/m2，纖維直徑600納米。實施例5將10重量份聚乳酸溶解于100重量份二氯甲烷及5重量份乙醇的混合溶劑中，溶解完全后加入12重量份有機(jī)抗菌劑芐基二甲基十二烷基溴化銨，用靜電紡絲紡成無紡布結(jié)構(gòu)，克重50g/m2，纖維直徑1微米。實施例6將10重量份聚羥基丁酸-羥基戊酸酯溶解于100重量份三氯甲烷及5重量份乙醇的混合溶劑中，溶解完全后加入1重量份粒徑20納米表面改性的納米銀，分散均勻后，用靜電紡絲紡成無紡布結(jié)構(gòu)，克重50g/m2，纖維直徑800納米。實施例7將100重量份聚對苯二甲酸乙二酯和2重量份粒徑20納米表面改性的納米銀熔融共混均勻，通過熔融靜電紡絲紡成無紡布結(jié)構(gòu)，克重100g/m2，纖維直徑2微米。實施例8將100重量份尼龍和5重量份硫酸銅熔融共混均勻，通過熔融靜電紡絲紡成無紡布結(jié)構(gòu)，克重100g/m2，纖維直徑900納米。
權(quán)利要求
1.一種抗菌空氣過濾膜的制備方法，包括將抗菌劑、聚合物、添加劑和溶劑共混溶解，得到穩(wěn)定的共混溶液，其中抗菌劑、聚合物、添加劑和溶劑的重量比為1-15 5-10 0-0.5 100-110 ；或抗菌劑與聚合物通過熔融共混得到均一的熔體，其中抗菌劑與聚合物的重量比為 1-15 100-110 ；然后將上述的共混溶液或熔體通過靜電紡絲將納米纖維紡到無紡布表面即得抗菌空氣過濾膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌空氣過濾膜的制備方法，其特征在于所述的無紡布為熔噴、紡粘或針刺無紡布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌空氣過濾膜的制備方法，其特征在于所述的抗菌劑無機(jī)抗菌劑或有機(jī)抗菌劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種抗菌空氣過濾膜的制備方法，其特征在于所述的無機(jī)抗菌劑為銀、銅、鋅、氧化銀、氧化銅、氧化亞銅、氧化鋅、載銀磷酸鋯、硝酸銀、硝酸銅、硝酸亞銅、硝酸鋅、硫酸銀、硫酸銅、硫酸亞銅和硫酸鋅中的一種或幾種；其中銀、銅、鋅、氧化銀、 氧化銅、氧化亞銅、氧化鋅和載銀磷酸鋯為表面經(jīng)過油酸、硅烷偶聯(lián)劑或者鈦酸酯偶聯(lián)劑改性的納米顆粒，其粒徑為5納米-1微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種抗菌空氣過濾膜的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)抗菌劑為亞甲基雙硫氰酸酯或芐基二甲基十二烷基溴化銨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌空氣過濾膜的制備方法，其特征在于所述的聚合物包括聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚乳酸、聚乙二醇、聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、尼龍、聚羥基丁酸酯、聚羥基丁酸戊酸共聚酯的一種或幾種；所述的溶劑為水、乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌空氣過濾膜的制備方法，其特征在于所述的添加劑為表面活性劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種抗菌空氣過濾膜的制備方法，其特征在于所述的添加劑為十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或十六烷基三甲基氯化銨。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌空氣過濾膜的制備方法，其特征在于所述的將納米纖維紡到無紡布是通過溶液或熔融靜電紡絲方法來完成的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌空氣過濾膜的制備方法，其特征在于所得的抗菌空氣過濾膜的納米纖維層的克重為0. 1-100克/平方米，納米纖維直徑為50納米-2微米， 纖維呈無規(guī)則排列。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗菌空氣過濾膜的制備方法，包括將抗菌劑、聚合物、添加劑和溶劑共混溶解，得到穩(wěn)定的共混溶液；或抗菌劑與聚合物通過熔融共混得到均一的熔體；然后將上述的共混溶液或熔體通過靜電紡絲將納米纖維紡到無紡布表面即得抗菌空氣過濾膜。本發(fā)明的制備方法簡單，成本低廉，對設(shè)備要求低，適合規(guī)?；a(chǎn)；本發(fā)明的產(chǎn)品具有很好的長效抗菌的能力，可應(yīng)用于醫(yī)院、車站等人員密集的密閉空間，也可以應(yīng)用于普通家庭等需求較低的場所。
文檔編號B01D46/54GK102302875SQ20111021152
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者俞昊, 孫賓, 朱樹琦, 朱美芳, 楊銳, 石玉元, 鐘佳佳 申請人:東華大學(xué)