CN114197115A - 一种稀土抗菌抗病毒熔喷布及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种稀土抗菌抗病毒熔喷布及其制备方法，属于熔喷布制备技术领域。本发明选择稀土氧化物作为无机抗菌抗病毒剂制备得到的熔喷布，不仅可以持久保持高效的抗菌和抗病毒功效，同时还具有抗紫外、抗黄变作用，而且无毒无刺激，安全性显著提高。

Description

一种稀土抗菌抗病毒熔喷布及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种稀土抗菌抗病毒熔喷布及其制备方法，属于熔喷布制备技术领域。
背景技术
熔喷布具有纤维超细、孔隙多而孔隙尺寸小的优点，因此具有很好的过滤性、屏蔽性和吸油性，而被广泛应用于室内空调机过滤、饮料过滤、水过滤等过滤材料，一次性口罩、防护服等医疗卫生材料，吸油索、吸油链、吸油枕、家庭擦拭布等吸油环保材料。一般医用外科口罩均由熔喷布和无纺布构成，主要以熔喷布过滤、滞留细菌病毒为主。为保证其过滤效果，通常需要进行静电驻极；而当熔喷布被水分润湿后，会造成静电释放，静电吸附效果不能持久；而且，熔喷布虽然对于进入人体肺部的空气有一定的过滤作用，但不具有抑制细菌病毒的作用，不能进行有效过滤使其达到无菌化，对细菌病毒的防护能力不佳，降低了口罩的防护效果。
在纤维织物常用的抗菌剂中，天然抗菌剂抗菌作用有限，耐热性较差，杀菌率低，不能广谱长效使用；有机抗菌剂虽然直接抗菌效果好，但在耐热性、持续性、污染性等方面表现不佳，特别是对人体的安全性还没有明确的数据；以二氧化钛、银、锌、铜为代表的常规无机抗菌剂中：二氧化钛需要波长小于387.5nm的紫外光照射，属于有条件抗菌；银和铜影响色泽，持久性差，目前欧盟对纳米银的毒副作用有很大疑问，锌的抗菌效果远不如银离子，且银、铜、锌属于溶出型抗菌。
因此，找到抗菌抗病毒能力强力持久、无毒无刺激、安全环保的无机抗菌剂，进而制备出具有抗菌抗病毒功能的熔喷布，保持熔喷布的持续有效抗菌抗病毒是本领域人员目前需要解决的问题。
发明内容
[技术问题]
本发明要解决的技术问题是熔喷布抗菌能力不持久、抗病毒防护能力不佳。
[技术方案]
本发明提供一种抗菌抗病毒能力强力持久、无毒无刺激的稀土抗菌抗病毒熔喷布，制备所述稀土抗菌抗病毒熔喷布时，所用原料按质量份数计为：稀土抗菌抗病毒剂3～18份、包覆剂1～3份、聚丙烯基材79～96份、聚丙烯基材切片92～97份；
所述稀土抗菌抗病毒剂为稀土氧化物；所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆中的一种或一种以上；
所述包覆剂是费托蜡、乙烯一乙酸乙烯共聚蜡、褐煤蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种或几种的混合物，用于改善稀土抗菌抗病毒剂在聚丙烯基体中的分散性。
在本发明的某些实施方式中，所述稀土抗菌抗病毒剂的颗粒粒度D90<800nm，例如594nm、618nm或660nm。
在本发明的某些实施方式中，所用原料按质量份数计为：稀土抗菌抗病毒剂15～18份、包覆剂2～2.5份、聚丙烯基材79.5～83.5份。
在本发明的某些实施方式中，所用原料按质量份数计为：稀土抗菌抗病毒剂17份、包覆剂2份、聚丙烯基材81份。
在本发明的某些实施方式中，所用原料按质量份数计为：稀土抗菌抗病毒剂15份、包覆剂1.5份、聚丙烯基材83.5份。
在本发明的某些实施方式中，所用原料按质量份数计为：稀土抗菌抗病毒剂18份、包覆剂2.5份、聚丙烯基材79.5份。
在本发明的某些实施方式中，所述稀土抗菌抗病毒剂的原料按质量份数配比如下：氧化镧94～95份，氧化铕5～6份。
在本发明的某些实施方式中，所述稀土抗菌抗病毒剂的原料按质量份数配比如下：氧化镧95份，氧化铕5份。
在本发明的某些实施方式中，所述稀土抗菌抗病毒剂的原料按质量份数配比如下：氧化镧94份，氧化铕6份。
在本发明的某些实施方式中，所述包覆剂为费托蜡3份、乙烯一乙酸乙烯共聚蜡7份。
在本发明的某些实施方式中，所述包覆剂为褐煤蜡2份、聚丙烯蜡8份。
在本发明的某些实施方式中，所述包覆剂为聚丙烯蜡4份、氧化聚乙烯蜡6份。
本发明提供制备所述稀土抗菌抗病毒熔喷布的方法，包括如下步骤：
(1)将稀土抗菌抗病毒剂、包覆剂、聚丙烯基材按照比例投入高混机中共混；
(2)将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在220～260℃、螺杆转速为60～280转/分钟，通过双螺杆挤出机剪切、混炼8～12分钟；然后挤出冷却、切粒、干燥后，即得稀土抗菌抗病毒聚丙烯母粒；
(3)将稀土抗菌抗病毒聚丙烯母粒3～8份和聚丙烯基材切片92～97份，加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，并将温度控制在190～250℃；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，用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，制得稀土抗菌抗病毒熔喷布。
在本发明的某些实施方式中，步骤(2)熔融温度控制在220～235℃、螺杆转速为180～200转/分钟，通过双螺杆挤出机剪切、混炼8～9分钟。
在本发明的某些实施方式中，步骤(2)熔融温度控制在220℃、螺杆转速为180转/分钟，通过双螺杆挤出机剪切、混炼8分钟。
在本发明的某些实施方式中，步骤(2)熔融温度控制在230℃、螺杆转速为200转/分钟，通过双螺杆挤出机剪切、混炼9分钟。
在本发明的某些实施方式中，步骤(2)熔融温度控制在235℃、螺杆转速为200转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼8分钟。
在本发明的某些实施方式中，步骤(3)将稀土抗菌抗病毒聚丙烯母粒6份和聚丙烯基材切片94份，加入到螺杆挤出机中进行熔融处理。
在本发明的某些实施方式中，步骤(3)将稀土抗菌抗病毒聚丙烯母粒7份和聚丙烯基材切片93份，加入到螺杆挤出机中进行熔融处理。
[有益效果]
本发明选择稀土氧化物作为无机抗菌抗病毒剂，通过稀土氧化物悬浮液的纳米材质以及稀土4f电子层活跃态的特性，来破坏细菌和病毒DNA功能蛋白，从而达到抗菌效果；将稀土抗菌抗病毒剂与聚丙烯基材共混制备成稀土抗菌抗病毒聚丙烯母粒，利用熔喷法制备稀土抗菌抗病毒熔喷布，所得稀土抗菌抗病毒熔喷布抗菌能力强力持久，无毒无刺激，同时还能抗紫外，抗黄变。
本发明选择稀土氧化物作为无机抗菌抗病毒剂制备得到的熔喷布，不仅可以持久保持高效的抗菌和抗病毒功效，同时还具有抗紫外、抗黄变作用，而且无毒无刺激，安全性显著提高。
本发明通稀土抗菌抗病毒剂与聚丙烯基材共混时相容性好，提高了稀土抗菌抗病毒剂在聚丙烯母粒中的分散性和相容性，进而保证稀土抗菌抗病毒熔喷布的质量稳定性。
具体实施方式
以下实施例中，所用的稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆。
实施例1一种稀土抗菌抗病毒熔喷布的制备方法
包括如下步骤：
1)将稀土抗菌抗病毒剂、包覆剂、聚丙烯基材按照质量份数配比抗菌剂17份、包覆剂2份、聚丙烯基材81份称取，投入高混机中共混；
2)将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在220℃、螺杆转速为180转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼8分钟；然后挤出冷却、切粒、干燥后，即得稀土抗菌抗病毒聚丙烯母粒；
3)将稀土抗菌抗病毒聚丙烯母粒6份和聚丙烯基材切片94份，加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，并将温度控制在190～250℃；将熔化后的熔体经过计量泵进行精确计算，送至喷丝组件；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，制得稀土抗菌抗病毒熔喷布。
所述稀土抗菌抗病毒剂的原料按质量份数配比如下：氧化铈94份，氧化钆6份；
所述包覆剂为褐煤蜡2份、聚丙烯蜡8份；
所述稀土抗菌抗病毒剂的颗粒粒度D90为594nm。
实施例2一种稀土抗菌抗病毒熔喷布的制备方法
包括如下步骤：
包括如下步骤：
1)将稀土抗菌抗病毒剂、包覆剂、聚丙烯基材按照质量份数配比抗菌剂18份、包覆剂2.5份、聚丙烯基材79.5份称取，投入高混机中共混；
2)将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在230℃、螺杆转速为200转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼9分钟；然后挤出冷却、切粒、干燥后，即得稀土抗菌抗病毒聚丙烯母粒；
3)将稀土抗菌抗病毒聚丙烯母粒7份和聚丙烯基材切片93份，加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，并将温度控制在190～250℃；将熔化后的熔体经过计量泵进行精确计算，送至喷丝组件；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，制得稀土抗菌抗病毒熔喷布。
所述稀土抗菌抗病毒剂的原料按质量份数配比如下：氧化镧95份，氧化铕5份；
所述包覆剂为费托蜡3份、乙烯一乙酸乙烯共聚蜡7份；
所述稀土抗菌抗病毒剂的颗粒粒度D90为618nm。
实施例3一种稀土抗菌抗病毒熔喷布的制备方法
包括如下步骤：
1)将稀土抗菌抗病毒剂、包覆剂、聚丙烯基材按照质量份数配比抗菌剂15份、包覆剂1.5份、聚丙烯基材83.5份称取，投入高混机中共混；
2)将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在235℃、螺杆转速为200转/分钟，通过双螺杆挤出机的剪切、混炼8分钟；然后挤出冷却、切粒、干燥后，即得稀土抗菌抗病毒聚丙烯母粒；
3)将稀土抗菌抗病毒聚丙烯母粒6份和聚丙烯基材切片94份，加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，并将温度控制在190～250℃；将熔化后的熔体经过计量泵进行精确计算，送至喷丝组件；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，制得稀土抗菌抗病毒熔喷布。
所述稀土抗菌抗病毒剂的原料按质量份数配比如下：氧化钕94份，氧化钐6份；
所述包覆剂为聚丙烯蜡4份、氧化聚乙烯蜡6份；
所述稀土抗菌抗病毒剂的颗粒粒度D90为660nm。
测试例1
将实施例1-3制得的稀土抗菌抗病毒熔喷布分别按照ASTME 2149-2013a在动态接触条件下测定稳态抗菌剂的抗菌行为做抗菌检测，按照ISO 18184-2014纺织制品抗病毒活性的检测做抗病毒检测，按照GB/T 18830-2009防紫外线性能的评定做抗紫外检测，按照GB/T 30669-2014纺织品色牢度试验耐光黄变色牢度做抗黄变检测，并测试过滤效率，检测结果记录如表1所示。
表1性能检测结果
Figure BDA0003471348760000051
将实施例1-3制得的稀土抗菌抗病毒熔喷布，按照ISO 10993-10:201医疗器械生物学评价-第10部分：刺激与皮肤致敏试验进行皮肤刺激性测试，检测结果记录如表2所示。
表2皮肤刺激性检测结果
Figure BDA0003471348760000052
Figure BDA0003471348760000061
在实施例1-3的步骤(1)、(2)稀土抗菌抗病毒母粒制备过程中测试过滤压差值，测试结果记录如表3所示。
表3性能测试结果
实施例1 实施例2 实施例3
含稀土抗菌剂wt(％) 1.02 1.26 0.90
过滤压差值 0.384 0.424 0.353
通过表1的检测结果可知，实施例1-3制得的稀土抗菌抗病毒熔喷布具有良好的抗菌、抗病毒性能和抗紫外、抗黄变功效，过滤性能好。
通过表2的检测结果可知，用实施例1-3制得的稀土抗菌抗病毒熔喷布，对皮肤无刺激。
通过表3的测试结果可知，在实施例1-3的稀土抗菌抗病毒母粒制备过程中，稀土抗菌抗病毒剂与聚丙烯基材共混时分散性和相容性好。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.稀土抗菌抗病毒熔喷布，其特征在于，所用原料按质量份数计为：稀土抗菌抗病毒剂3～18份、包覆剂1～3份、聚丙烯基材79～96份、聚丙烯基材切片92～97份；
所述稀土抗菌抗病毒剂为稀土氧化物；所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆中的一种或几种的混合物；
所述包覆剂是费托蜡、乙烯一乙酸乙烯共聚蜡、褐煤蜡、聚丙烯蜡、氧化聚乙烯蜡中的一种或几种的混合物。
2.根据权利要求1所述的稀土抗菌抗病毒熔喷布，其特征在于，所述稀土抗菌抗病毒剂的颗粒粒度D90<800nm。
3.根据权利要求1所述的稀土抗菌抗病毒熔喷布，其特征在于，所用原料按质量份数计为：稀土抗菌抗病毒剂15～18份、包覆剂2～2.5份、聚丙烯基材79.5～83.5份。
4.根据权利要求1所述的稀土抗菌抗病毒熔喷布，其特征在于，所述稀土抗菌抗病毒剂的原料按质量份数配比如下：氧化镧94～95份，氧化铕5～6份。
5.根据权利要求1所述的稀土抗菌抗病毒熔喷布，其特征在于，所述包覆剂为费托蜡3份、乙烯一乙酸乙烯共聚蜡7份，或，褐煤蜡2份、聚丙烯蜡8份，或，聚丙烯蜡4份、氧化聚乙烯蜡6份。
6.制备权利要求1～5任一项所述稀土抗菌抗病毒熔喷布的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将稀土抗菌抗病毒剂、包覆剂、聚丙烯基材按照比例投入高混机中共混；
(2)将混合好的物料加入双螺杆挤出机熔融共混，熔融温度控制在220～260℃、螺杆转速为60～280转/分钟，通过双螺杆挤出机剪切、混炼8～12分钟；然后挤出冷却、切粒、干燥后，即得稀土抗菌抗病毒聚丙烯母粒；
(3)将稀土抗菌抗病毒聚丙烯母粒3～8份和聚丙烯基材切片92～97份，加入到螺杆挤出机中进行熔融处理，并将温度控制在190～250℃；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，用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，制得稀土抗菌抗病毒熔喷布。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)熔融温度控制在220～235℃、螺杆转速为180～200转/分钟，通过双螺杆挤出机剪切、混炼8～9分钟。
8.应用权利要求1～5任一项所述稀土抗菌抗病毒熔喷布制备的防护用品。
9.根据权利要求8所述的防护用品，其特征在于，是口罩。
10.权利要求1～5任一项所述稀土抗菌抗病毒熔喷布在制备防护用品中的用途。
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