CN111838841A - 一种抗菌功能材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗菌功能材料及其制备方法和应用，所述抗菌功能材料包括基底材料和负载于所述基底材料的功能材料；所述功能材料包括NO供体材料和7促释剂。本发明所涉及的抗菌功能材料中NO供体材料在光、热或水汽的刺激下能缓慢释放NO，将其用于口罩、鼻罩等卫生用品，能起到抑制微生物生长、杀菌抗病毒的作用；但单纯的NO供体在口鼻水汽的刺激下释放NO的速度较慢，加入的促释剂帮助NO的释放行为，使NO释放的持续时间保持在4‑8h，两者相辅相成，配合作用，同时能保证抗菌功能材料的舒适性和透气性。
Description
技术领域
本发明属于抗菌材料技术领域，具体涉及一种抗菌功能材料及其制备方法和应用，尤其涉及一种可自提供NO气体的抗菌功能材料及其制备方法和应用。
背景技术
一氧化氮广泛存在于人体各种组织和细胞中，具有重要的生理功能。一氧化氮又称“血管内皮舒张因子”，能松弛血管平滑肌，并抑制血小板凝聚，还能够通过扩散，作用于相邻的周围神经元如突触前神经末梢和星状胶质细胞，再激活鸟苷酸环化酶从而提高环磷酸鸟苷水平从而产生生理效应，如诱导与学习、记忆有关的长时程增强效应。一氧化氮同时也是一种有效的广谱抗细菌和真菌试剂，正常鼻粘膜上皮细胞能够产生高浓度一氧化氮以防止呼吸道感染。巨噬细胞产生的一氧化氮能够杀灭多种病原体，包括常见医疗器械感染相关的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。研究表明，nM级别的一氧化氮就足以有效地破坏多种菌株形成的生物膜。含有一氧化氮供体的高分子材料也可以有效控制细菌感染，一氧化氮是半衰期极短的自由基气体分子，作用过程中不易产生抗药性和毒副作用，而伴随其的劣势是，一氧化氮自身气体及半衰期短的性质不利于存储和实际使用，这使得一氧化氮作为卫生用品抑菌剂或抗菌剂的应用受到很大限制。
过滤进入口鼻空气或清洁鼻腔的卫生用品，例如口罩，戴在口鼻部位用于过滤进入口鼻的空气，以达到阻挡有害气体、气味、飞沫进出佩戴者口鼻。口罩本身不具备主动性的抗(抑)菌功能，口罩的外层结构往往积聚着很多外界空气中的灰尘、细菌、微生物等污物，若口罩被呼出的热气或唾液弄湿，其阻隔病菌的作用也会大大降低。
CN110584239A公开了一种抗菌口罩制造方法以及由该方法制成的抗菌口罩，其中，以无机纳米抗菌材料为功能组分，分别混合甲壳素或负离子粉制成抗菌材料，而后将抗菌材料加入成膜剂内，制成抗菌涂料，使抗菌涂料涂布在无纺布上，由烘干后具有抗菌功能的抗菌无纺布制成口罩，进而实现了粒状的无机纳米抗菌材料以及甲壳素/负离子粉均匀的分布于口罩的基材上，使口罩具备抗菌功能。
CN105146812A公开了一种隐形植物源纤维抗菌口罩，包括由口罩表层及口罩里层所组成的口罩本体，所述口罩表层与口罩里层均由植物抗菌纤维及与植物抗菌纤维加固的混合纤维所组成的抗菌纤维层制得，所述植物抗菌纤维由植物抗菌剂及粘胶纺丝液制成；所述混合纤维为与植物抗菌纤维热粘合加固的热熔纤维及黏胶纤维，或与植物抗菌纤维水刺加固的棉纤维、黏胶纤维及涤纶纤维中的一种或几种。结构简单、成本低廉，抗菌效果显著。
但现有技术中关于如何更好地将NO供体材料应用于卫生用品领域的报道还鲜少，因此，开发出一种能够自提供NO气体的“智能型”抗菌功能材料是非常有意义的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种抗菌功能材料及其制备方法和应用，尤其提供一种可自提供NO气体的抗菌功能材料及其制备方法和应用。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种抗菌功能材料，所述抗菌功能材料包括基底材料和负载于所述基底材料的功能材料；所述功能材料包括NO供体材料和促释剂。
本发明所涉及的抗菌功能材料中NO供体材料在光、热或水汽的刺激下能缓慢释放NO，将其用于口罩、鼻罩等卫生用品，能起到抑制微生物生长、杀菌抗病毒的作用；但单纯的NO供体在口鼻水汽的刺激下释放NO的速度较慢，加入的促释剂帮助NO的释放行为，使NO释放的持续时间保持在4-8h，两者相辅相成，配合作用，同时能保证抗菌功能材料的舒适性和透气性。
优选地，所述功能材料以质量份数计包括NO供体材料5-10份和促释剂1-5份。
本发明所涉及的抗菌功能材料中两种功能材料在上述质量份数的配比下，能够使材料的透气性、粘附性、稳定性、分散均匀性、NO供体材料利用率、抗菌性达到更好的效果。其中，促释剂相对于NO供体材料的份数过多会导致NO释放过快，口罩或是隐形鼻罩没达到预期的使用时长，相对过少会导致NO释放时间过长，使用时间内无法完全利用供体，引起浪费。
所述NO供体材料的质量份数可以为5份、6份、7份、8份、9份或10份等，上述数值范围内的任意具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
所述促释剂的质量份数可以为1份、2份、3份、4份或5份等，上述数值范围内的任意具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
优选地，所述NO供体材料在所述基底材料上的负载率为50％-90％，例如50％、60％、70％、80％或90％等。
本发明所涉及的抗菌材料中NO供体材料在所述基底材料上的负载率保持在上述数值范围具有更好的效果，若负载率过高会使供体的利用率更高，这是目的，但负载率高的同时，粘合剂所需的剂量也大大提高，影响最终无纺布的透气性，负载率过低会使供体利用率低，从而导致制作工艺过程中造成浪费，成本提高。
优选地，所述基底材料包括无纺布、熔喷布、过滤棉、聚丙烯不织布或海绵，优选无纺布。
本发明所涉及的抗菌功能材料中基底材料可任选上述类型，单一因素对比上述各基底材料的性质发现，过滤棉、聚丙烯不织布和海绵的透水性和透水汽性均较好，功能材料在上面的分散均匀性较差；熔喷布的透水性和透水汽性均较差，功能材料在上面的分散均匀性也较差；无纺布的透水性差，但透水汽性能好，且功能材料在上面的分散均匀性也较好，因此更优选无纺布作为基底材料。
优选地，所述NO供体材料包括亚硝基铁氢化钠、S-亚硝基-N-乙酰青霉胺、S-亚硝基谷胱甘肽、偶氮烯翁二醇系列化合物或偶氮烯翁二醇负载高分子中的任意一种或至少两种的组合，所述至少两种的组合例如S-亚硝基谷胱甘肽和S-亚硝基-N-乙酰青霉胺的组合、亚硝基铁氢化钠和偶氮烯翁二醇系列化合物的组合等，其他任意的组合方式均可选择，在此便不再一一赘述。优选S-亚硝基谷胱甘肽。
本发明所涉及的抗菌功能材料中NO供体材料可任选上述类型，其中优选S-亚硝基谷胱甘肽和S-亚硝基-N-乙酰青霉胺两种材料作为NO供体材料，S-亚硝基谷胱甘肽粉末呈淡粉色，S-亚硝基-N-乙酰青霉胺粉末呈淡绿色，使得抗菌功能材料整体呈现淡粉色或淡绿色，随着NO的释放，抗菌功能材料逐渐变成无色，时间越长颜色越淡，这起到一个指示作用，从侧面反映出NO的释放速度以及抗菌功能材料抗菌活性的高低。若将其用于制备口罩或鼻罩，在使用过程中，由于呼吸中水汽的作用，能够刺激释放NO，从而抑制局部环境空气中的微生物，且随着使用时间的延长，口罩或鼻罩颜色会由淡粉色或淡绿色逐渐变为无色，这提示使用者“抗菌活性的剩余量”以及及时更换口罩或鼻罩。
而对比S-亚硝基谷胱甘肽和S-亚硝基-N-乙酰青霉胺两种材料，前者是一种内源性物质，无气味，后者不是内源性物质，且有一定气味，后续使用还需采取其他方式去除或掩盖其气味。因此，更优选S-亚硝基谷胱甘肽作为本发明的抗菌功能材料中的NO供体材料。
优选地，所述促释剂包括氯化钙、山梨糖醇、甘油、壳聚糖或柠檬酸中的任意一种或至少两种的组合，所述至少两种的组合例如氯化钙和山梨糖醇的组合、壳聚糖和柠檬酸的组合、甘油和壳聚糖的组合，其他任意的组合方式均可选择，在此便不再一一赘述。优选壳聚糖。
本发明所涉及的抗菌功能材料中促释剂可任选上述类型，其中优选壳聚糖作为促释剂，因为壳聚糖除了起到促进释放的作用，还能起到类似分散剂和粘合剂的作用，使NO供体材料更稳定地粘附于基底材料上，同时使NO供体材料在基底材料上分布更加均匀，最终使材料的抗菌性能进一步增强；其次，壳聚糖相对于其他促释剂材料使抗菌功能材料的透气性、稳定性也更好，使NO供体材料的利用率也更高。
优选地，所述功能材料还包括粘合剂和/或分散剂。
本发明所涉及的抗菌功能材料中还可以选择性地添加粘合剂和/或分散剂。
优选地，所述粘合剂包括糊精、羟甲基纤维素、硅胶、果胶或聚醋酸乙烯乳胶中的任意一种或至少两种的组合；所述至少两种的组合例如糊精和羟甲基纤维素的组合、硅胶和果胶的组合、果胶和聚醋酸乙烯乳胶的组合等，其他任意的组合方式均可选择，在此便不再一一赘述。
相比于其他粘合剂类型，聚醋酸乙烯乳胶在促进功能材料在基底材料上的粘附能力方面更胜一筹。
优选地，所述分散剂包括聚乙烯醇、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠中的任意一种或至少两种的组合；所述至少两种的组合例如聚乙烯醇和聚乙二醇的组合、十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠的组合、聚乙烯醇和十二烷基硫酸钠的组合等，其他任意的组合方式均可选择，在此便不再一一赘述。
相比于其他分散剂类型，聚乙烯醇和十二烷基硫酸钠的组合在促进功能材料在基底材料上的分散均匀性方面更加显著。
第二方面，本发明提供一种如上所述的抗菌功能材料的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将NO供体材料、促释剂和溶剂混合制备涂层液；
(2)将步骤(1)制得的涂层液喷淋至基底材料上，干燥，得到所述抗菌功能材料。
所述喷淋需要匀速缓慢地喷淋，速度不宜过大，以免溶液的水分子穿透基底材料的孔隙不能达到滞留的效果。
本发明所涉及的抗菌功能材料的制备方法工艺简单，易操作，适合于工业化生产。
优选地，步骤(2)所述干燥的温度为20-40℃，例如20℃、25℃、30℃、35℃或40℃等。
优选地，所述干燥的时间为1-3h，例如1h、1.5h、2h、2.5h或3h等。
所述干燥的目的是为了让NO供体更好地附着于基地材料上，可以选择一个干净平整的平面台，在规定的时间内挥发干燥，供体材料渗入基底材料内部，其不能在阳光下暴晒、也不能在热强风下进行烘干，阳光以及热风会导致供体提早释放出NO，从而导致供体的有效含量减少。
优选地，步骤(2)所述涂层液喷淋至基底材料上的操作共进行1-5次，例如1次、2次、3次、4次或5次。
优选地，步骤(1)所述涂层液中还包括粘合剂和/或分散剂，其制备方法为：将分散剂、NO供体材料、粘合剂、促释剂和溶剂混合制备涂层液。
具体地，分散剂先溶解于水中，再将供体加入其中，最后将粘合剂与促释剂加入上述混合溶液中，制备涂层液。
本发明制备抗菌功能材料时，上述特定的涂层液配制顺序，不仅保证了NO供体材料的释放，同时有利于供体材料和基底材料的粘合，最终发挥抑制微生物的自清洁性能。
第三方面，本发明提供一种抗菌功能口罩，所述抗菌功能口罩由如上所述的抗菌功能材料制备得到。
第四方面，本发明提供一种抗菌功能鼻罩，所述抗菌功能鼻罩由如上所述的抗菌功能材料制备得到。
第五方面，本发明提供一种如上所述的抗菌功能材料在口罩或鼻罩中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明所涉及的抗菌功能材料中NO供体材料在光、热或水汽的刺激下能缓慢释放NO，将其用于口罩、鼻罩等卫生用品，能起到抑制微生物生长、杀菌抗病毒的作用；但单纯的NO供体在口鼻水汽的刺激下释放NO的速度较慢，加入的促释剂帮助NO的释放行为，使NO释放的持续时间保持在4-8h，两者相辅相成，配合作用，同时能保证抗菌功能材料的舒适性和透气性。
当使用GSNO或SNAP作为NO供体时，若将抗菌功能材料用于制备口罩或鼻罩，在使用过程中，由于呼吸中水汽的作用，能够刺激释放NO，从而抑制局部环境空气中的微生物，且随着使用时间的延长，口罩或鼻罩颜色会由淡粉色或淡绿色逐渐变为无色，这提示使用者“抗菌活性的剩余量”以及及时更换口罩或鼻罩。
附图说明
图1是使用实施例1产品制得的口罩经人体佩戴0h、2.5h、5h时的颜色变化图；
图2是使用实施例2产品制得的口罩经人体佩戴0h、2.5h、5h时的颜色变化图；
图3是使用实施例1产品制得的鼻罩经人体佩戴0h、4.5h时的颜色变化图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例制备一种抗菌功能材料，包括基底材料(无纺布)和负载于所述无纺布上的功能材料；所述功能材料包括NO供体材料(GSNO)和促释剂(壳聚糖)。其制备方法如下：
(1)将674mg GSNO、337mg壳聚糖和8989mg水混合，23℃下搅拌10min，制得涂层液；
(2)将厚度为0.185mm无纺布浸泡到上述步骤(1)配制的混合溶液中，挥发干燥，再一次浸泡，最终GSNO在无纺布上的负载量为83％，再次挥发干燥，得到所述抗菌功能材料。
实施例2
本实施例制备一种抗菌功能材料，包括基底材料(无纺布)和负载于所述无纺布上的功能材料；所述功能材料包括NO供体材料(SNAP)和促释剂(壳聚糖)。其制备方法如下：
(1)将681mg SNAP、227mg壳聚糖和9042mg水混合，23℃下搅拌10min，制得涂层液；
(2)，将厚度为0.185mm无纺布浸泡到上述步骤(1)配制的混合溶液中，挥发干燥，再一次浸泡，挥发干燥，最终SNAP在无纺布上的负载量为85％，得到所述抗菌功能材料。
实施例3
本实施例制备一种抗菌功能材料，其结构组成与实施例1的区别仅在于将无纺布替换成熔喷布，其他条件均保持一致。其制备方法参考实施例1。
实施例4
本实施例制备一种抗菌功能材料，其结构组成与实施例1的区别仅在于将无纺布替换成过滤棉，其他条件均保持一致。其制备方法参考实施例1。
实施例5
本实施例制备一种抗菌功能材料，其结构组成与实施例1的区别仅在于将无纺布替换成聚丙烯不织布，其他条件均保持一致。其制备方法参考实施例1。
实施例6
本实施例制备一种抗菌功能材料，其结构组成与实施例1的区别仅在于将无纺布替换成海绵，其他条件均保持一致。其制备方法参考实施例1。
实施例7
本实施例制备一种抗菌功能材料，包括基底材料(无纺布)和负载于所述无纺布上的功能材料；所述功能材料包括NO供体材料(GSNO)、粘合剂(聚醋酸乙烯乳胶)、分散剂(聚乙烯醇和十二烷基硫酸钠)和促释剂(壳聚糖)。其制备方法如下：
(1)将50mg聚乙烯醇、5mg十二烷基硫酸钠与10mL水混合，23℃下搅拌10min，制得溶液A；将500mg GSNO与10mL水混合，23℃下搅拌5min，再与500mg聚醋酸乙烯乳胶混合，23℃下搅拌5min，制得溶液B；
(2)将步骤(1)制得的溶液A、溶液B和200mg壳聚糖混合，23℃下搅拌10min，制得涂层液；
(3)将厚度为0.185mm的无纺布浸泡于上述步骤(2)制得得涂层液中，挥发干燥，再一次浸泡，最终GSNO在无纺布上的负载量为84％，再次挥发干燥，得到所述抗菌功能材料。
实施例8
本实施例制备一种抗菌功能材料，包括基底材料(无纺布)和负载于所述无纺布上的功能材料；所述功能材料包括NO供体材料(SNAP)、粘合剂(聚醋酸乙烯乳胶)、分散剂(聚乙烯醇和十二烷基硫酸钠)和促释剂(壳聚糖)。其制备方法如下：
(1)将25mg聚乙烯醇、2.5mg十二烷基硫酸钠与5mL水混合，23℃下搅拌10min，制得溶液A；将250mg SNAP与5mL水混合，23℃下搅拌5min，再与125mg聚醋酸乙烯乳胶混合，23℃下搅拌5min制得溶液B；
(2)将步骤(1)制得的溶液A、溶液B和100mg壳聚糖混合，23℃下搅拌10min，制得涂层液；
(3)将厚度为0.185mm无纺布进浸泡到上述步骤(2)配制的混合溶液中，挥发干燥，再重复一次浸泡，最终SNAP在无纺布上的负载量为85％，再次挥发干燥，得到所述抗菌功能材料。
实施例9
本实施例制备一种抗菌功能材料，其结构组成与实施例1的区别仅在于将壳聚糖替换成山梨糖醇，其他条件均保持一致。其制备方法参考实施例1。
实施例10
本实施例制备一种抗菌功能材料，其结构组成与实施例1的区别仅在于将壳聚糖替换成甘油，其他条件均保持一致。其制备方法参考实施例1。
对比例1
本对比例制备一种抗菌功能材料，其结构组成与实施例1的区别仅在于不含有促释剂成分，其他条件均保持一致。其制备方法如下：
(1)将674mg GSNO和9326mg水混合，23℃下搅拌5min，制得涂层液；
(2)将步骤(1)得到的涂层液均匀喷淋至厚度为0.185mm的无纺布上，挥发干燥，再重复一次喷淋，最终GSNO在无纺布上的负载量为45％，再次挥发干燥，得到所述抗菌功能材料。
评价试验：
(1)透气性评价：
对实施例1-10和对比例1制得的产品进行透气性评价，评价方法具体为：本试验中涉及的透气性能(透气度)是表征空气透过样品的能力，垂直通过试样的空气流量保持85L/min恒定，通过测试在该条件下试样两侧的压差，得到试样的透气度，结果如表1所示。
表1
由表1数据可知：实施例1和实施例2涂层前后未影响无纺布通气性，同时通气性良好；涂层有NO供体的无纺布在气体流量为85L/min情况下，该材料的吸气阻力未超过343.2Pa(满足医用防护口罩技术要求)。
(2)粘附性评价：
对实施例1-10和对比例1制得的产品进行粘附性考察，评价方法具体为：基于制备得到的样品，通过揉搓方式作用不同时间后，对比样品前后重量变化以此来评价粘附性，揉搓前后重量无明显变化，则表明粘附性好，揉搓前后重量变化明显，则表明粘附性差，结果如表2所示。
表2
由表2数据可知：实施例1和实施例2经揉搓前后得质量变化不明显，说明本发明产品中的促释剂起到了良好的粘合作用。
(3)稳定性评价：
对实施例1-10和对比例1制得的产品进行稳定性考察，评价方法具体为：本实验为加速实验，样品分别置于4℃冰箱，45℃恒温箱，每个一星期进行称量(单位mg)，并拍照，结果如表3(4℃)、表4(45℃)所示。
表3
表4
| 组别 | 0周(mg) | 4周(mg) | 9周(mg) | 18周(mg) |
| 实施例1 | 507.2 | 507.2 | 507.1 | 507.1 |
| 实施例2 | 510.5 | 510.4 | 510.4 | 510.4 |
| 实施例3 | 474.0 | 474.1 | 474.1 | 474.0 |
| 实施例4 | 180.9 | 180.8 | 180.7 | 180.7 |
| 实施例5 | 388.0 | 387.9 | 387.8 | 387.8 |
| 实施例6 | 345.9 | 345.9 | 345.7 | 345.6 |
| 实施例7 | 570.3 | 570.2 | 570.1 | 570.0 |
| 实施例8 | 572.4 | 572.5 | 572.3 | 572.3 |
| 实施例9 | 454.6 | 450.1 | 447.4 | 443.7 |
| 实施例10 | 444.2 | 437.1 | 432.8 | 420.4 |
| 对比例1 | 375.6 | 375.5 | 375.5 | 375.4 |
由表3和表4数据可知：实施例1和实施例2的稳定性实验过程中重量并没有明显变化，同时红色和绿色通过肉眼观察并未发生改变，稳定性良好。实施例9和实施例10在45℃时均变成白色，说明供体已经完全释放出NO，同时稳定性差。
(4)分散均匀性评价：
对实施例1-10和对比例1制得的产品进行分散均匀性考察，评价方法具体为：由于NO供体有粉色和淡绿色两种供体，所以供体是否能均匀分布于无纺布上，可以粗略的通过人体视觉感官评价。喷涂后相同体积大小的无纺布无斑块状，整体颜色较均一，同时无供体颗粒的聚集，则评为分散均匀性良好，结果如表5所示。
表5
| 组别 | 有无斑块 |
| 实施例1 | 无斑块 |
| 实施例2 | 无斑块 |
| 实施例3 | 斑块较多 |
| 实施例4 | 斑块较多 |
| 实施例5 | 斑块少量 |
| 实施例6 | 斑块较多 |
| 实施例7 | 无斑块 |
| 实施例8 | 无斑块 |
| 实施例9 | 斑块多 |
| 实施例10 | 斑块多 |
| 对比例1 | 斑块多 |
由表5数据可知：实施例1和实施例2、实施例7和实施例8均无斑块，说明NO供体在载体无纺布上的分布较均匀，说明复合分散剂起到了很好的分散效果，抗菌芯片颜色均一。
(5)NO供体利用率评价：
对实施例1-10和对比例1制得的产品进行NO供体利用率考察，NO供体的利用率为终产品实际负载的供体质量与投料量之比，结果如表6所示。
表6
由表6数据可知：实施例1和实施例2的使用效率均超过83％，说明本发明所涉及的抗菌功能材料可以使供体的利用率较高，较少浪费。
(6)抗菌性评价
对实施例1-10和对比例1制得的产品进行抗菌性考察，评价方法具体为：本实验通过模拟人体呼吸系统，同时参照国家标准外科口罩细菌过滤效率(BFE)实验方法，采用空气泵鼓吹一定浓度的菌液，使出来的气流中含有细菌以及水汽，利用气流中的水汽促进NO供体无纺布涂层缓慢释放NO，并且释放一氧化氮的速率大致等同于人体佩戴抗菌口罩呼吸过程中一氧化氮释放的速率。供体释放NO的过程是一个颜色渐变的过程，由最初的粉色或绿色逐渐变成无色，颜色的变化表明NO供体在发挥抗菌的作用，同时颜色的深浅代表NO供体余量，所以人体佩戴4小时后的口罩颜色与菌液吹扫4小时以后的口罩颜色基本一致，将样品洗脱培养，计数菌落个数，以纯水为对照组，计算抑菌率，结果如表7所示(表中数据为5次平行试验的平均值)。
表7
| 组别 | 抑菌率 |
| 实施例1 | 99.6％ |
| 实施例2 | 99.8％ |
| 实施例3 | 54.6％ |
| 实施例4 | 87.2％ |
| 实施例5 | 80.6％ |
| 实施例6 | 81.6％ |
| 实施例7 | 99.8％ |
| 实施例8 | 99.8％ |
| 实施例9 | 57.8％ |
| 实施例10 | 54.4％ |
| 对比例1 | 51.4％ |
由表7数据可知：本发明所涉及的抗菌功能材料具有很显著的抑菌效果。
(7)对实施例1-10和对比例1制得的产品在有水汽的环境中进行NO释放行为的考察，具体方法为：本实验通过模拟人体呼吸系统，采用空气泵(10L/min)鼓吹纯水，利用气流中的水汽促进NO供体无纺布涂层缓慢释放NO，NO释放浓度经氮氧化物分析仪测试。供体释放NO的过程是一个颜色渐变的过程，由最初的粉色逐渐变成无色，颜色的变化表明NO供体在发挥抗菌的作用，同时颜色的深浅代表NO供体余量，所以人体佩戴4小时后的口罩颜色与吹扫4小时以后的口罩颜色基本一致，记录各组的NO平均释放浓度(ppm)随时间(h)变化的结果，结果如表8所示。
表8
由表8数据可知：在模拟水汽环境下，抗菌功能材料接触到水汽后缓慢释放NO气体，其中实施例1和实施例2样品NO释放维持时间长，作用8小时仍有0.7～0.8ppm的NO释放，能够在使用期间达到有效抗菌作用、舒张鼻腔粘膜，增加鼻腔通透性。
(8)使用实施例1和实施例2制得的产品制备两种口罩，制备方法大致为：基于实施例1和实施例2制备得到的具有抗菌功能的无纺布，将其插入至一次性医用口罩中(无纺布和熔喷布中间)，并密封。分别经人体佩戴5h，每隔2.5h拍一次照片，结果如图1和图2所示(图1为实施例1，图2为实施例2)。由图1和图2可知：NO供体涂层材料应用于口罩防护上，在穿戴过程中由于呼吸中水汽以及促释剂的作用，供体能够有效的释放NO，从而抑制空气中微生物，实现自我防护。NO供体涂层材料由于其供体独特颜色，随时间延长颜色逐渐变浅，能够通过颜色深浅来反映NO供体的有效含量。
(9)使用实施例1制得的产品制备一种隐形防菌防尘鼻罩，制备方法大致为：将实施例1中制备得到的产品裁剪至合适大小，将其固定在隐形鼻罩支架上。经人体鼻腔佩戴4.5h后拍照观察，结果如图3所示，由图3可知：NO供体涂层用作于隐形鼻罩的过滤芯片，经人体佩戴过程中，由于水汽与促释剂的共同作用，使其在规定时间内缓慢释放NO，调节人体生理浓度，扩张血管，缓解呼吸疾病症状，并随时间延长颜色逐渐变浅，能够通过颜色深浅来反映NO供体的有效含量。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种抗菌功能材料及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (10)
1.一种抗菌功能材料，其特征在于，所述抗菌功能材料包括基底材料和负载于所述基底材料的功能材料；所述功能材料包括NO供体材料和促释剂。
2.如权利要求1所述的抗菌功能材料，其特征在于，所述功能材料以质量份数计包括NO供体材料5-10份和促释剂1-5份；
优选地，所述基底材料包括无纺布、熔喷布、过滤棉、聚丙烯不织布或海绵，优选无纺布。
3.如权利要求1或2所述的抗菌功能材料，其特征在于，所述NO供体材料包括亚硝基铁氢化钠、S-亚硝基-N-乙酰青霉胺、S-亚硝基谷胱甘肽、偶氮烯翁二醇系列化合物或偶氮烯翁二醇负载高分子中的任意一种或至少两种的组合，优选S-亚硝基谷胱甘肽；
优选地，所述促释剂包括氯化钙、山梨糖醇、甘油、壳聚糖或柠檬酸中的任意一种或至少两种的组合，优选壳聚糖。
4.如权利要求1-3中任一项所述的抗菌功能材料，其特征在于，所述功能材料还包括粘合剂和/或分散剂；
优选地，所述粘合剂包括糊精、羟甲基纤维素、硅胶、果胶或聚醋酸乙烯乳胶中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述分散剂包括聚乙烯醇、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠中的任意一种或至少两种的组合。
5.如权利要求1-4中任一项所述的抗菌功能材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)将NO供体材料、促释剂和溶剂混合制备涂层液；
(2)将步骤(1)制得的涂层液喷淋至基底材料上，干燥，得到所述抗菌功能材料。
6.如权利要求5所述的抗菌功能材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述干燥的温度为20-40℃；
优选地，所述干燥的时间为1-3h；
优选地，步骤(2)所述涂层液喷淋至基底材料上的操作共进行1-5次。
7.如权利要求5或6所述的抗菌功能材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述涂层液中还包括粘合剂和/或分散剂，其制备方法为：将分散剂、NO供体材料、粘合剂、促释剂和溶剂混合制备涂层液。
8.一种抗菌功能口罩，其特征在于，所述抗菌功能口罩由权利要求1-4中任一项所述的抗菌功能材料制备得到。
9.一种抗菌功能鼻罩，其特征在于，所述抗菌功能鼻罩由权利要求1-4中任一项所述的抗菌功能材料制备得到。
10.如权利要求1-4中任一项所述的抗菌功能材料在口罩或鼻罩中的应用。
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