CN113774657A - 一种抗菌抗病毒纤维布复合材料及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明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‑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，生产各种类型过滤器，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。

Description

一种抗菌抗病毒纤维布复合材料及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域，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。
背景技术
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。
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。
目前，室内空气中细菌病毒的净化方法主要有：
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。
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。
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。
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。
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。
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，
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明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。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明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。
本发明中，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；本发明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。
本发明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。
本发明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6-12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。
通过对本发明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-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。
优选地，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20-200g/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45-100g/m2。
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。
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则更加明显。
优选地，所述电气石粉末的颗粒粒径为30-300nm，例如30nm、50nm、60nm、80nm、100nm、120nm、150nm、200nm、250nm或300nm，优选为30-100nm。
优选地，所述抗菌抗病毒层含有氯化1,3,5-三嗪-2,4,6三酮钠盐或氯化5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮钠盐。
本发明所述的抗菌抗病毒涂层，首先把有消杀效果的氧化态氯接枝到结构稳定的含氨基酮类有机物(1,3,5-三嗪-2,4,6三酮或5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮)，再利用碳酸盐反应，将氯化的含氨基酮类有机物盐化，从而形成氯化1,3,5-三嗪-2,4,6三酮钠盐或氯化5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮钠盐，结构更加的稳固，反应后残余的次氯酸钠由亚硫酸钠反应去除，同时解决了残余氯的气味问题。
第二方面，本发明提供了一种根据第一方面所述抗菌抗病毒纤维布复合材料的制备方法，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、1,3,5-三嗪-2,4,6三酮或5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二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。
本发明所提供的制备方法中，电气石粉末的主要组分是带羟基的氧化硅，硅溶胶也是羟基氧化硅溶液，纤维布表面也带有羟基，在高温作用下硅溶胶中羟基和纤维布表面羟基缩合后形成硅氧键固化在纤维布表面，电气石粉末中羟基和硅溶胶中羟基缩合后形成硅氧键也固化在纤维表面；同时电气石粉末硅羟基中的硅与1,3,5-三嗪-2,4,6三酮或5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮中氨基交联反应形成稳定的硅氨键，使得1,3,5-三嗪-2,4,6三酮或5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮固定在电气石或者纤维表面，避免了二次涂覆过程中再次溶解的问题。
尽管1,3,5-三嗪-2,4,6三酮或5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮有一定的抗菌和抗病毒效果，但是效率不高，本发明通过二次涂覆引入含氯组分可同时大幅度提高抗菌效率和抗病毒效率)使得抗菌抗病毒基团固化在电气石表面，可同时实现空气捕集和杀灭，具有协同效果；同时，由于二次涂覆液中加入次氯酸钠和盐酸溶液，1,3,5-三嗪-2,4,6三酮或5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮转化为氯化1,3,5-三嗪-2,4,6三酮钠盐或氯化5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮钠盐，从而在电气石层表面形成抗菌抗病毒层。
优选地，步骤(1)所述首次涂覆液中，按重量份各组分的含量为：
Figure BDA0003274322200000061
所述电气石粉末的含量为5-15份，例如可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份或15份。
所述1,3,5-三嗪-2,4,6三酮或5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮的含量为0.05-0.25份，例如可以是0.05份、0.1份、0.15份、0.2份或0.25份。
所述硅溶胶的含量为1-5份，例如可以是1份、2份、3份、4份或5份；所述硅溶胶的质量浓度为20-40％，例如可以是20％、25％、30％、35％或40％。
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 100份；
次氯酸钠 1-5份；
盐酸 1-5份。
优选地，所述次氯酸钠的含量为1-5份，例如可以是1份、2份、3份、4份或5份。
优选地，所述盐酸的含量为1-5份，例如可以是1份、2份、3份、4份或5份。
所述次氯酸钠为白色粉末，盐酸的浓度范围为10％-37％。
优选地，步骤(2)中所述首次涂覆液每平米涂覆重量和纤维布基布克重比例为1:1-3:1，例如可以是1:1、1.5:1、2:1、2.5:1或3:1。
优选地，步骤(4)中所述二次涂覆液与每平方米涂覆重量步骤(2)得到的材料的重量比为1:1-3:1，例如可以是1:1、1.5:1、2:1、2.5:1或3:1。
优选地，步骤(4)和步骤(4)中，所述烘干处理的温度均为110℃-130℃，例如可以是110℃、115℃、120℃、122℃、125℃或130℃。
优选地，步骤(4)和步骤(4)中，所述烘干处理均达到含水量低于5％。
作为本发明优选的技术方案，所述抗菌抗病毒纤维复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)首次涂覆液的配置：
将100份去离子水、5-15份电气石粉末、0.05-0.25份1,3,5-三嗪-2,4,6三酮或5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮和1-5份质量浓度为20-40％的硅溶胶溶液进行混合，搅拌混匀得到首次涂覆液；
(2)首次涂覆：
将得到的首次涂覆液由输送泵输送到涂覆槽内，纤维布通过压辊，按照首次涂覆液每平米涂覆重量和纤维布克重比例为1:1-3:1，将首次涂覆液均匀涂覆到纤维布两侧，在110℃-130℃下烘干至含水量低于5％，在纤维布的各纤维表面形成电气石层；
(3)二次涂覆液的配置：
将100份去离子水、1-5份次氯酸钠和1-5份盐酸进行混合，搅拌至完全溶解混匀，得到二次涂覆液；
(4)二次涂覆：
将二次涂覆液由输送泵输送到涂覆槽内，经首次涂覆后的纤维布通过压辊，二次涂覆液均匀涂覆到经首次涂覆后的纤维布两侧，在110℃-130℃下烘干至含水量低于5％，在电气石层表面形成抗菌抗病毒层，得到所述抗菌抗病毒纤维布复合材料。
第三方面，本发明提供了一种抗菌抗病毒空气滤布，所述抗菌抗病毒空气滤布含有如第一方面所述的抗菌抗病毒纤维布复合材料。
第四方面，本发明还提供了一种根据第一方面所述的抗菌抗病毒纤维布复合材料或根据第三方面所述的抗菌抗病毒空气滤布在空气过滤器或口罩中的应用。
优选地，所述抗菌抗病毒纤维布复合材料作为空气净化器、净化空调、新风净化机或机动车空气滤清器中的滤网。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明通过在纤维布基布的各纤维表面形成电气石层，并且通过硅氧键使电气石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；
(2)本发明通过进一步在电气石层表面形成抗菌抗病毒层，并且通过电气石粉末硅羟基中的硅与1,3,5-三嗪-2,4,6三酮或5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮中氨基交联反应形成稳定的硅氨键，使抗菌抗病毒基团固化在电气石表面，其一方面能够使抗菌抗病毒层结构更加稳固，可以实现6-12个月有效消毒使用时间，另一方面，电气石和抗菌抗病毒基团二者之间具有协同作用，可以同时实现空气捕集和灭杀，实现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；
(3)通过对本发明提供的抗菌抗病毒纤维布复合材料进行检测，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-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。
附图说明
图1是本发明制备抗菌抗病毒纤维复合材料的工艺流程图。
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。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
实施例1
1.1选择基层纤维滤布：选用湿法成型工艺的60g/m2 PET聚酯纤维基布。
1.2制作工艺：
1.2.1首次涂覆液配置：
如图1所示，开启混合机，依次投入去离子水100份、1,3,5-三嗪-2,4,6三酮0.2份、电气石驻极体粉末(粒径为50nm)10份、30％浓度的硅溶胶3份，高速混合成悬浮的混浊涂覆液。
1.2.2首次涂覆：
将首次涂覆液由输送泵输送到涂覆槽内，纤维布通过压辊，纤维布涂覆液每平米涂覆重量为114g/m2，涂覆液均匀涂覆到纤维布两侧，经过烘箱隧道式鼓风烘箱烘干，温度为120℃，烘干至含水量低于5％，烘干后纤维布增加的克重11.7g/m2。
1.2.3二次涂覆液配置：
如图1所示，开启混合机，依次投入去离子水100份，次氯酸钠3份，盐酸3份，搅拌至完全溶解混匀。
1.2.4二次涂覆：
将二次涂覆液由输送泵输送到涂覆槽内，次氯酸钠和盐酸反应生成氯气，首次涂覆后的纤维布通过压辊，1,3,5-三嗪-2,4,6三酮与氯气反应，生成成氯化1,3,5-三嗪-2,4,6三酮钠盐。
二次涂覆液均匀涂覆到经首次涂覆后的纤维布两侧，经过烘箱隧道式鼓风烘箱烘干，温度为120℃，烘干至含水量低于5％。
实施例2
2.1选择基层纤维滤布：选用200g/m2聚酯纤维布基布。
2.2制作工艺：
2.2.1首次涂覆液配置：
如图1所示，开启混合机，依次投入去离子水100份、5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮0.25份、电气石驻极体粉末(粒径为60nm)13份、35％浓度的硅溶胶4份，高速混合成悬浮的混浊涂覆液。
2.2.2首次涂覆：
将首次涂覆液由输送泵输送到涂覆槽内，纤维布通过压辊，纤维布涂覆液每平米涂覆重量为200g/m2，涂覆液均匀涂覆到纤维布两侧，经过烘箱隧道式鼓风烘箱烘干，温度为110℃，烘干至含水量低于5％，烘干后纤维布增加的克重28g/m2。
依据EN 1822-3《High efficiency air filters(EPA，HEPA and ULPA)》，测试经首次涂覆后相应材料(即涂覆纳米驻极电气石后材料)对于不同粒径颗粒物一次净化的效率，测试面积100cm2，空气流量32L/min，尘源为自然尘。分别测试200g/m2聚酯纤维布原样和涂覆电气石粉末的纤维布效率，详见表1。
表1
自然尘颗粒 原样净化效率 涂覆纳米驻极电气石净化效率
0.3μm颗粒 1.4％ 43.6％
0.5μm颗粒 3.5％ 55.2％
1μm颗粒 3.4％ 68.4％
3μm颗粒 8.3％ 78.3％
5μm颗粒 34.7％ 88.3％
10μm颗粒 79.4％ 93.4％
通过表1可以看出，经涂覆电气石驻极粉末后，聚酯纤维对空气中自然尘净化效率明显增加，空气微生物气溶胶和自然尘颗粒类似结构，结论可以类推。
2.2.3二次涂覆液配置：
如图1所示，开启混合机，依次投入去离子水100份，次氯酸钠4份，盐酸5份，搅拌至完全溶解混匀。
2.2.4二次涂覆：
将二次涂覆液由输送泵输送到涂覆槽内，次氯酸钠和盐酸反应生成氯气，首次涂覆后的纤维布通过压辊，5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮与氯气反应，生成氯化5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮钠盐。
二次涂覆液均匀涂覆到经首次涂覆后的纤维布两侧，经过烘箱隧道式鼓风烘箱烘干，温度为110℃，烘干至含水量低于5％。
实施例3
3.1选择基层纤维滤布：选用100g/m2聚酯纤维布基布。
3.2制作工艺：
3.2.1首次涂覆液配置：
如图1所示，开启混合机，依次投入去离子水100份、1,3,5-三嗪-2,4,6三酮0.05份、电气石驻极体粉末(粒径为60nm)5份、35％浓度的硅溶胶2份，高速混合成悬浮的混浊涂覆液。
3.2.2首次涂覆：
将首次涂覆液由输送泵输送到涂覆槽内，纤维布通过压辊，纤维布涂覆液每平米涂覆重量为110g/m2，涂覆液均匀涂覆到纤维布两侧，经过烘箱隧道式鼓风烘箱烘干，温度为130℃，烘干至含水量低于5％，烘干后纤维布增加的克重6.2g/m2。
3.2.3二次涂覆液配置：
如图1所示，开启混合机，依次投入去离子水100份，次氯酸钠1份，盐酸2份，搅拌至完全溶解混匀。
3.2.4二次涂覆：
将二次涂覆液由输送泵输送到涂覆槽内，次氯酸钠和盐酸反应生成氯气，首次涂覆后的纤维布通过压辊，1,3,5-三嗪-2,4,6三酮与氯气反应，生成成氯化1,3,5-三嗪-2,4,6三酮钠盐。
二次涂覆液均匀涂覆到经首次涂覆后的纤维布两侧，经过烘箱隧道式鼓风烘箱烘干，温度为130℃，烘干至含水量低于5％。
抗菌抗病毒性能测试测试
依据GB21551.2-2010《家用和类似家用电器的抗菌除菌净化功能抗菌材料的特殊要求》附录B吸收法，测试实施例1-3中制得的纤维复合材料对大肠杆菌AS1.90、金黄色葡萄球菌AS1.89、白色念珠菌ATCC 10231的抗菌率，测试结果如。
表2
Figure BDA0003274322200000131
其中“实验样”分别对应实施例1、实施例2和实施例3制得的纤维复合材料。
由表2可以看出，实施例1-3制备得到的抗菌抗病毒纤维复合材料，其对于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌，抗菌率均在99.99％以上，抗菌效果好。
依据ISO 18184《纺织品抗病毒活性的测定》，测试实施例1-3中制得的纤维复合材料对HCOV-229E冠状病毒的抗病毒率，测试结果分别如表3-1(对应实施例1的抗病毒效果)、表3-2(对应实施例2的抗病毒效果)和表3-3(对应实施例3的抗病毒效果)所示。
表3-1
Figure BDA0003274322200000141
表3-2
Figure BDA0003274322200000142
表3-3
Figure BDA0003274322200000143
表3-1至表3-3中“实验组”分别对应实施例1、实施例2和实施例3中制得的纤维复合材料。
由表3-1至表3-3可以看出，实施例1-3制备得到的抗菌抗病毒纤维复合材料，其对于229E冠状病毒抗病率均超过99.99％，抗病毒效果良好。
综合上述结果可以看出，本发明提供的抗菌抗病毒纤维复合材料，其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率在99.99％以上，对HCOV-229E冠状病毒的抗病毒率大于99.99％，具有优异的抗菌抗病毒效果。
对比例1
与实施例1相比，制作工艺上仅采用首次涂覆，得到经涂覆有电气石粉末层的纤维布，即省略二次涂覆液配制和二次涂覆步骤，其它与实施例1相同。
对比例2
与实施例1相比，制作工艺上在进行首次涂覆时，只加入100份去离子水、10份电气石驻极体粉末和30％浓度的硅溶胶3份，不加入1,3,5-三嗪-2,4,6三酮，其它与实施例1相同。
与前面实施例1-3依据相同的测试方法，测定对比例1-2制得的纤维复合材料对大肠杆菌AS1.90、金黄色葡萄球菌AS1.89、白色念珠菌ATCC 10231的抗菌率，测试结果如表4所示。
表4
Figure BDA0003274322200000151
其中“实验样”分别对应对比例1和对比例2制得的纤维复合材料。
与前面实施例1-3依据相同的测试方法，测定对比例1-2制得的纤维复合材料对HCOV-229E冠状病毒的抗病毒率，测试结果分别如表5-1(对应对比例1的抗病毒率)、表5-2(对应对比例2的抗病毒率)。
表5-1
Figure BDA0003274322200000152
表5-2
Figure BDA0003274322200000161
表5-1至表5-2中“实验组”分别对应对比例1和对比例2中制得的纤维复合材料。
通过表4的结果可以看出，对比例1-2制备的纤维复合材料，其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率仅达到71.31％以上，最高仅为88.54％；通过表5-1和5-2的结果可以看出，对比例1-2制备的纤维复合材料，其对HCOV-229E冠状病毒的抗病毒率最高仅为80.57％，相比本申请所制备得到的纤维复合材料在抗菌抗病毒效果上要差得多。
综上可以看出，本发明制备的抗菌抗病毒纤维复合材料，其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抗菌率在99.99％以上，对HCOV-229E冠状病毒的抗病毒率大于99.99％，具有优异的抗菌抗病毒效果，可以作为空气净化器、净化空调、新风净化机或机动车空气滤清器中的滤网。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、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。

Claims (10)

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20-200g/m2，优选为45-100g/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30-300nm，优选为30-100nm；
优选地，所述抗菌抗病毒层中含有氯化1,3,5-三嗪-2,4,6三酮钠盐或氯化5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮钠盐。
4.一种根据权利要求1-3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、1,3,5-三嗪-2,4,6三酮或5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二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：
Figure FDA0003274322190000021
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 100份；
次氯酸钠 1-5份；
盐酸 1-5份。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述首次涂覆液每平米涂覆重量和纤维布基布克重比例为1:1-3:1；
优选地，步骤(4)中所述二次涂覆液每平米涂覆重量与步骤(2)得到的材料的重量比为1:1-3:1；
优选地，步骤(2)和步骤(4)中，所述烘干处理的温度均为110℃-130℃；
优选地，步骤(2)和步骤(4)中，所述烘干处理均达到含水量低于5％。
7.根据权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)首次涂覆液的配置：
将100份去离子水、5-15份电气石粉末、0.05-0.25份1,3,5-三嗪-2,4,6三酮或5,5-二甲基咪唑烷-2,4-二酮和1-5份质量浓度为20-40％的硅溶胶溶液进行混合，搅拌混匀得到首次涂覆液；
(2)首次涂覆：
将得到的首次涂覆液由输送泵输送到涂覆槽内，纤维布通过压辊，按照首次涂覆液每平米涂覆重量和纤维布克重比例为1:1-3:1，将首次涂覆液均匀涂覆到纤维布两侧，在110℃-130℃下烘干至含水量低于5％，在纤维布的各纤维表面形成电气石层；
(3)二次涂覆液的配置：
将100份去离子水、1-5份次氯酸钠和1-5份盐酸进行混合，搅拌至完全溶解混匀，得到二次涂覆液；
(4)二次涂覆：
将二次涂覆液由输送泵输送到涂覆槽内，经首次涂覆后的纤维布通过压辊，二次涂覆液均匀涂覆到经首次涂覆后的纤维布两侧，在110℃-130℃下烘干至含水量低于5％，在电气石层表面形成抗菌抗病毒层，得到所述抗菌抗病毒纤维布复合材料。
8.一种抗菌抗病毒空气滤布，其特征在于，所述抗菌抗病毒空气滤布含有如权利要求1-3任一项所述的抗菌抗病毒纤维布复合材料。
9.一种根据权利要求1-3任一项所述的抗菌抗病毒纤维布复合材料或根据权利要求8所述的抗菌抗病毒空气滤布在空气过滤器或口罩中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述抗菌抗病毒纤维布复合材料作为空气净化器、净化空调、新风净化机或机动车空气滤清器中的滤网。
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