CN111945295A - 一种高效抗菌熔喷布的制备方法及制得的高效抗菌熔喷布 - Google Patents

一种高效抗菌熔喷布的制备方法及制得的高效抗菌熔喷布 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种高效抗菌熔喷布的制备方法，涉及熔喷布制备技术领域，基于现有技术制备的熔喷无纺布均不具有抗菌性能，且过滤效率差问题而提出的。本发明包括以下步骤：(1)将重量百分比为2‑5％的驻极母粒和95‑98％的熔喷PP混合；(2)加入上述混合料重量的0.5‑0.6％的抗菌母粒；(3)挤出成型；(4)收卷成品。本发明还提供上述制备方法制得的催化剂。本发明还公开上述上述高效抗菌熔喷布的制备方法制得的高效抗菌熔喷布。本发明的优点在于：本发明制备的高效抗菌熔喷布能够有效去除空气中的细菌、PM 2.5微粒及其有害气体，其过滤效率达99％、且抗菌率最高可达99％，符合GB/T 20944.3‑2008标准的要求。

Description

一种高效抗菌熔喷布的制备方法及制得的高效抗菌熔喷布
技术领域
本发明涉及环保催化材料领域，具体涉及一种高效抗菌熔喷布的制备方法及制得的高效抗菌熔喷布。
背景技术
随着年初新冠病毒疫情爆发，口罩及其相关材料的研究也愈发火热，而熔喷布作为口罩的核心结构，起着过滤吸收的作用。熔喷布是将高聚物树脂通过螺杆挤出机挤压熔融塑化后，通过计量泵精确计量送给喷丝组件在高速高压热空气的作用下拉成超细纤维，并在接收网上形成的非织造布。由于熔喷布具有很细、比表面积大、空隙小且孔隙率大，因此具有很好的过滤性能、屏蔽性、绝热性和吸油性而被广泛应用于一次性口罩、过滤材料、家庭擦拭布等领域，同时功能性的熔喷布也已成为研究热点。
专利CN107938176A公开了一种高强度熔喷无纺布的制备方法，可以制备出细度细的超细旦无纺布，其柔软舒适，可用于口罩材料。专利CN108950860A公开了一种亲水改性聚丙烯熔喷无纺布生产工艺，制备出同时满足亲水性要求、纤维直径及稳定性要求和透气性能及稳定性要求的亲水改性聚丙烯熔喷无纺布。上述技术存在的问题如下：制备的熔喷无纺布均不具有抗菌性能，且过滤效率差。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种具有高过滤效率、且具有抗菌性的高效抗菌熔喷布的制备方法。
本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：
本发明提供一种高效抗菌熔喷布的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照重量百分比，将2-5％的驻极母粒和95-98％的熔喷PP混合均匀，制得混合料；
(2)向步骤(1)中的混合料中加入抗菌母粒并混合均匀，制得熔喷布原料，所述熔喷布原料中抗菌母粒的重量占上述混合料重量的0.5-0.6％；
(3)将步骤(2)中制得的熔喷布原料加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，所述螺杆挤出机有若干个温度不同的区，将各区温度设定到工艺要求值并保温 20min，采用计量泵将熔融得到的熔体送至喷丝组件；
(4)依次打开主机、风机及接收网帘，风机的热风进行喷吹，待熔喷布正常喷出后，打开收卷辊和驻极电压，收卷辊收卷成型，制得熔喷布成品。
本发明的高效抗菌熔喷布的制备方法制得的高效抗菌熔喷布，制备的高效抗菌熔喷布能够有效去除空气中的细菌、PM2.5微粒及其有害气体，其过滤效率达99％、抗菌率最高可达99％，符合GB/T20944.3-2008标准的要求。
优选地，所述螺杆挤出机有5个温度呈递增趋势的区。
优选地，所述螺杆挤出机5个区的温度值分别为：一区温度为190℃，二区温度为220℃，三区温度为230-250℃，四区温度为230-250℃，五区温度为 205-225℃。
优选地，所述主机的转速为250-350r/min。
优选地，所述风机的热风温度为210-250℃。
优选地，所述风机的转速为600-1400r/min。
优选地，所述收卷辊的转速为780-820r/min。
优选地，所述喷吹的距离为150-200mm。
优选地，所述驻极电压为200-300V。
本发明还提供上述高效抗菌熔喷布的制备方法制得的高效抗菌熔喷布。
本发明的有益效果在于：
本发明的高效抗菌熔喷布的制备方法制得的高效抗菌熔喷布，制备的高效抗菌熔喷布能够有效去除空气中的细菌、PM2.5微粒及其有害气体，其过滤效率达99％、抗菌率最高可达99％，符合GB/T20944.3-2008标准的要求。
附图说明
图1为本发明实施例1的SEM图；
图2为本发明实施例2的SEM图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
一种高效抗菌熔喷布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照重量百分比，将2-5％的驻极母粒和95-98％的熔喷PP混合均匀，制得混合料；
(2)向步骤(1)中的混合料中加入抗菌母粒并混合均匀，制得熔喷布原料，所述熔喷布原料中抗菌母粒的重量占上述混合料重量的0.5-0.6％；
(3)将步骤(2)中制得的熔喷布原料加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，所述螺杆挤出机有若干个温度不同的区，将各区温度设定到工艺要求值并保温 20min，采用计量泵将熔融得到的熔体送至喷丝组件；
(4)依次打开主机、风机及接收网帘，风机的热风进行喷吹，待熔喷布正常喷出后，打开收卷辊和驻极电压，收卷辊收卷成型，制得熔喷布成品。
本发明的驻极母粒采用苏州加基森新材料科技有限公司的RPZJ99。
本发明的抗菌母粒采用上海润河纳米材料科技有限公司的型号：RHA-1F银系无机抗菌剂。
本发明的螺杆挤出机的实验机器型号为45直喷型熔喷机。
螺杆挤出机有5个温度呈递增趋势的区。
螺杆挤出机5个区的温度值分别为：一区温度为190℃，二区温度为220℃，三区温度为230-250℃，四区温度为230-250℃，五区温度为205-225℃。
主机的转速为250-350r/min。
风机的热风温度为210-250℃。
风机的转速为600-1400r/min。
收卷辊的转速为780-820r/min。
喷吹的距离为150-200mm。
驻极电压为200-300V。
实施例1
按照重量百分比将5％的驻极母粒和95％的熔喷PP混合均匀，制得混合料，向制得的混合料中加入占混合料重量的0.6％的抗菌母粒并混合均匀，制得熔喷布原料；将制得的熔喷布原料加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，所述螺杆挤出机有5个区，螺杆挤出机5个区的温度值分别设定为一区温度为190℃，二区温度为220℃，三区温度为230℃，四区温度为230℃，五区温度为205℃，并保温20min，采用计量泵将熔融得到的熔体送至喷丝组件；依次打开主机、风机及接收网帘，主机的转速为250r/min，风机的热风进行喷吹，风机的热风温度为 210℃，风机的转速为600r/min，喷吹的距离为150mm，待熔喷布正常喷出后，打开收卷辊和驻极电压，收卷辊的转速为780r/min，驻极电压为200V，收卷辊收卷成型，制得熔喷布成品；对所制备的熔喷布成品进行过滤性能和抗菌性能的测试，检测其强力、过滤效率、克重以及抗菌效果。测试结果见表1。
实施例2
按照重量百分比将4％的驻极母粒和96％的熔喷PP混合均匀，制得混合料，向制得的混合料中加入占混合料重量的0.55％的抗菌母粒并混合均匀，制得熔喷布原料；将制得的熔喷布原料加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，所述螺杆挤出机有5个区，螺杆挤出机5个区的温度值分别设定为一区温度为190℃，二区温度为220℃，三区温度为240℃，四区温度为240℃，五区温度为210℃，并保温20min，采用计量泵将熔融得到的熔体送至喷丝组件；依次打开主机、风机及接收网帘，主机的转速为300r/min，风机的热风进行喷吹，风机的热风温度为 220℃，风机的转速为800r/min，喷吹的距离为160mm，待熔喷布正常喷出后，打开收卷辊和驻极电压，收卷辊的转速为790r/min，驻极电压为250V，收卷辊收卷成型，制得熔喷布成品；对所制备的熔喷布成品进行过滤性能和抗菌性能的测试，检测其强力、过滤效率、克重以及抗菌效果。测试结果见表1。
实施例3
按照重量百分比将3％的驻极母粒和97％的熔喷PP混合均匀，制得混合料，向制得的混合料中加入占混合料重量的0.5％的抗菌母粒并混合均匀，制得熔喷布原料；将制得的熔喷布原料加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，所述螺杆挤出机有5个区，螺杆挤出机5个区的温度值分别设定为一区温度为190℃，二区温度为220℃，三区温度为240℃，四区温度为240℃，五区温度为215℃，并保温20min，采用计量泵将熔融得到的熔体送至喷丝组件；依次打开主机、风机及接收网帘，主机的转速为350r/min，风机的热风进行喷吹，风机的热风温度为 230℃，风机的转速为1000r/min，喷吹的距离为180mm，待熔喷布正常喷出后，打开收卷辊和驻极电压，收卷辊的转速为800r/min，驻极电压为300V，收卷辊收卷成型，制得熔喷布成品；对所制备的熔喷布成品进行过滤性能和抗菌性能的测试，检测其强力、过滤效率、克重以及抗菌效果。测试结果见表1。
实施例4
按照重量百分比将2％的驻极母粒和98％的熔喷PP混合均匀，制得混合料，向制得的混合料中加入占混合料重量的0.6％的抗菌母粒并混合均匀，制得熔喷布原料；将制得的熔喷布原料加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，所述螺杆挤出机有5个区，螺杆挤出机5个区的温度值分别设定为一区温度为190℃，二区温度为220℃，三区温度为250℃，四区温度为250℃，五区温度为225℃，并保温20min，采用计量泵将熔融得到的熔体送至喷丝组件；依次打开主机、风机及接收网帘，主机的转速为350r/min，风机的热风进行喷吹，风机的热风温度为 250℃，风机的转速为1400r/min，喷吹的距离为200mm，待熔喷布正常喷出后，打开收卷辊和驻极电压，收卷辊的转速为820r/min，驻极电压为300V，收卷辊收卷成型，制得熔喷布成品；对所制备的熔喷布成品进行过滤性能和抗菌性能的测试，检测其强力、过滤效率、克重以及抗菌效果。测试结果见表1。
对比例1
通过购买市面上的成品熔喷布，检测其强力、过滤效率、克重以及抗菌效果。
对比例2
将熔喷PP原料直接加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，所述螺杆挤出机有 5个区，螺杆挤出机5个区的温度值分别设定为一区温度为190℃，二区温度为 220℃，三区温度为230℃，四区温度为230℃，五区温度为205℃，并保温20min，采用计量泵将熔融得到的熔体送至喷丝组件；依次打开主机、风机及接收网帘，主机的转速为250r/min，风机的热风进行喷吹，风机的热风温度为210℃，风机的转速为600r/min，喷吹的距离为150mm，待熔喷布正常喷出后，打开收卷辊和驻极电压，收卷辊的转速为780r/min，驻极电压为200V，收卷辊收卷成型，制得熔喷布成品；对所制备的熔喷布成品进行过滤性能和抗菌性能的测试，检测其强力、过滤效率、克重以及抗菌效果。测试结果见表1。
对比例3
按照重量百分比将5％的驻极母粒和95％的熔喷PP混合均匀，制得混合料，将制得混合料加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，所述螺杆挤出机有5个区，螺杆挤出机5个区的温度值分别设定为一区温度为190℃，二区温度为220℃，三区温度为230℃，四区温度为230℃，五区温度为205℃，并保温20min，采用计量泵将熔融得到的熔体送至喷丝组件；依次打开主机、风机及接收网帘，主机的转速为250r/min，风机的热风进行喷吹，风机的热风温度为210℃，风机的转速为600r/min，喷吹的距离为150mm，待熔喷布正常喷出后，打开收卷辊和驻极电压，收卷辊的转速为780r/min，驻极电压为200V，收卷辊收卷成型，制得熔喷布成品；对所制备的熔喷布成品进行过滤性能和抗菌性能的测试，检测其强力、过滤效率、克重以及抗菌效果。测试结果见表1。
熔喷布成品的抗菌性能的测试方法采用GB/T20944.3-2008标准进行测试。
表1为实施例1-4与对比实施例1-3制备的熔喷布成品的性能测试结果。
Figure RE-RE-GDA0002678442830000071
Figure RE-RE-GDA0002678442830000081
本发明的实施例1-4的结果表明，本发明方法制备的高效抗菌熔喷布能够有效去除空气中的细菌、PM2.5微粒及其有害气体，其过滤效率达99％、抗菌率最高可达99％，符合GB/T20944.3-2008标准的要求。且根据表1的结果可知，对比例1是通过直接对购买的市面上的成品熔喷布，对比例2是直接用熔喷PP 原料制备的熔喷布，对比例3中只在熔喷PP原料中加入了助剂母粒，与实施例 1相比，制备的工艺参数是一样的，但对比例1-3的熔喷布成品进行过滤性能和抗菌性能远低于实施例1。
表2为实施例1和实施例2在不同时间间隔下检测的各项性能如下表。
Figure RE-RE-GDA0002678442830000082
从上表可以看出，经过不同时间间隔测试后，实施例1的过滤效率的衰减速度要比实施例2的慢，能较长时间保持效率基本不变。
图1和图2分别是实施例1和实施例2的SEM图，从图中可以看出，实施例1所制备的熔喷布的直径为2.65μm和2.79μm、实施例2的熔喷布直径为 3.4μm，直径小使得单位面积纤维数量和表面积增多，能够更容易截留空气中的飞沫、颗粒物等，从而使熔喷布具有很好的过滤性能。
本发明的实施例1与实施例2对比可得出，本发明所制备的熔喷布的过滤效率能长时间保持较高水平，防护效果好，能长时间过滤空气中的悬浮颗粒物等。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，与本发明构思无实质性差异的各种工艺方案均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高效抗菌熔喷布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照重量百分比，将2-5％的驻极母粒和95-98％的熔喷PP混合均匀，制得混合料；
(2)向步骤(1)中的混合料中加入抗菌母粒并混合均匀，制得熔喷布原料，所述熔喷布原料中抗菌母粒的重量占上述混合料重量的0.5-0.6％；
(3)将步骤(2)中制得的熔喷布原料加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，所述螺杆挤出机有若干个温度不同的区，将各区温度设定到工艺要求值并保温20min，采用计量泵将熔融得到的熔体送至喷丝组件；
(4)依次打开主机、风机及接收网帘，风机的热风进行喷吹，待熔喷布正常喷出后，打开收卷辊和驻极电压，收卷辊收卷成型，制得熔喷布成品。
2.根据权利要求1所述的一种高效抗菌熔喷布的制备方法，其特征在于：所述螺杆挤出机有5个温度呈递增趋势的区。
3.根据权利要求2所述的一种高效抗菌熔喷布的制备方法，其特征在于：所述螺杆挤出机5个区的温度值分别为：一区温度为190℃，二区温度为220℃，三区温度为230-250℃，四区温度为230-250℃，五区温度为205-225℃。
4.根据权利要求1所述的一种高效抗菌熔喷布的制备方法，其特征在于：所述主机的转速为250-350r/min。
5.根据权利要求1所述的一种高效抗菌熔喷布的制备方法，其特征在于：所述风机的热风温度为210-250℃。
6.根据权利要求1所述的一种高效抗菌熔喷布的制备方法，其特征在于：所述风机的转速为600-1400r/min。
7.根据权利要求1所述的一种高效抗菌熔喷布的制备方法，其特征在于：所述收卷辊的转速为780-820r/min。
8.根据权利要求1所述的一种高效抗菌熔喷布的制备方法，其特征在于：所述喷吹的距离为150-200mm。
9.根据权利要求1所述的一种高效抗菌熔喷布的制备方法，其特征在于：所述驻极电压为200-300V。
10.采用权利要求1-9中任一项所述的高效抗菌熔喷布的制备方法制备的高效抗菌熔喷布。
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