CN114808184A - 一种长效驱蚊的静电纺丝纤维及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长效驱蚊的静电纺丝纤维及其制备方法和应用，所述长效驱蚊的静电纺丝纤维，以重量份为单位，包括以下原料：疏水树脂30～60份、溶剂20～50份、驱蚊剂5～20份、固化剂2～10份、分散剂2～10份、缓释剂5～20份，经过充分分散和混合，采用静电纺丝设备进行静电纺丝，得到所述静电纺丝纤维。本发明所述的静电纺丝纤维应用加湿器或空气净化器出风口时，随着水汽的喷出或空气的流通，静电纺丝纤维上的驱蚊成分随着缓效释放，扩散到较大的区域，持久性佳，不与人体皮肤直接接触，且静电纺丝纤维，安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及静电纺丝纤维技术领域，具体是涉及到一种长效驱蚊的静电纺丝纤维及其制备方法和应用。
背景技术
静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝，在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。
夏季高温高湿蚊虫肆虐，蚊虫叮咬除了引起皮肤红肿瘙痒之外，它是重要的病毒传播媒介，在吸血的同时，会给人类带来疟疾、埃博拉热和登革热等近80种疾病。远离蚊子是保证人的身体健康，避免疾病传播的关键。
现有市面上的驱蚊产品主要以驱蚊喷雾、驱蚊手环和灭蚊灯为主。驱蚊喷雾维持的时间短、挥发快、直接接触皮肤有刺激性；驱蚊手环效果差、有效驱蚊范围小；灭蚊灯在电网上通电，有危险性。
因此本发明将驱蚊产品和静电纺丝相结合，提出一种长效驱蚊的静电纺丝纤维及其制备方法和应用。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种长效驱蚊的静电纺丝纤维及其制备方法和应用，将制成的静电纺丝纤维应用于加湿器或空气净化器出风口，随着水汽的喷出或空气的流通，静电纺丝纤维上的驱蚊成分随着缓效释放，扩散到较大的区域，持久性佳，不与人体皮肤直接接触，且静电纺丝纤维，安全性高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种长效驱蚊的静电纺丝纤维，以重量份为单位，包括以下原料：
疏水树脂30～60份、溶剂20～50份、驱蚊剂5～20份、固化剂2～10份、分散剂2～10份、缓释剂5～20份。
优选的，所述疏水树脂为氟树脂、有机硅树脂和丙烯酸树脂中的任一种或者任几种；在本发明中，疏水树脂为成膜物质，通过高分子链交联，包裹驱蚊成分，形成纤维堆叠成膜，具体可为30、35、40、45、50、54、60份；
优选的，所述分散剂为氟表面活性剂、聚乙烯吡咯烷酮、聚醚改性有机硅和聚氧乙烯烷基酚基醚中的任一种或者任几种；在本发明中，分散剂的加入提升驱蚊寄在体系中分散的均匀性，具体可为2、3、4、5、6、7、8、9、10份。
优选的，所述固化剂为脂肪族异氰酸酯、二乙烯三胺、三乙烯四胺、脂肪族多胺中的任一种或者任几种；在本发明中，固化剂作为成膜助剂，使疏水树脂高分子链交联或加速疏水树脂高分子链交联，使本发明有更好的物理性能，如：韧性、拉伸强度、防水性等，具体可为2、3、4、5、6、7、8、9、10份。
优选的，所述驱蚊剂为N,N-二乙基间甲苯甲酰胺、丁基乙酰氨基丙酸乙酯、羟乙基哌啶羧酸异丁酯、柠檬桉醇、香茅醇、薄荷精油、薰衣草精油中的任一种或者任几种；在本发明中，所述驱蚊剂作为功能性成分，在疏水树脂的包裹下经过缓释剂的作用缓效释放，起长效驱蚊作用，具体可为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20份。
优选的，所述溶剂为乙酯、丙酮、丁酮和二甲苯中的任一种或者任几种；溶剂作为稀释剂，有助于驱蚊成分、固化剂和分散剂在疏水树脂的溶液中均匀分散，同时调节油墨到合适的粘度，具体可为20、25、30、35、40、45、50份。
优选的，所述缓释剂为环糊精、聚乙烯吡咯烷酮和乙基纤维素中的任一种或者任几种。在本发明中国，缓释剂的加入，通过氢键、范德华力、自由电子授受、偶极矩感应等作用，与驱蚊剂形成不同空间结构的新的分子化合物，以达到缓效释放的效果；具体可为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20份。
同样的，本发明也提供了一种长效驱蚊的静电纺丝纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照长效驱蚊的静电纺丝纤维各个组分的重量份进行备料；
S2、将疏水树脂分散在溶剂中，分散速度为800～1200rpm，搅拌分散40～60min，得到树脂分散液；
S3、往步骤S2所得树脂分散液中加入驱蚊剂和分散剂，分散速度为500～1000rpm，搅拌分散20～50min，得到分散均匀的混合物；
S4、往步骤S3所得混合物中加入固化剂，分散速度为500～1000rpm，搅拌分散20～40min，得到静电纺丝溶液；
S5、将静电纺丝溶液采用静电纺丝设备进行静电纺丝获得静电纺丝纤维薄膜。
S6、取下步骤S5所得静电纺丝纤维薄膜，裁剪后置于烘箱中加热，降至室温后得到所述静电纺丝纤维。
优选的，所述步骤S6中的加热为程序升温，即20～40min内室温升温至80～100℃；在80～100℃下保温20～40min；或者是15～25min内，室温升温至120～140℃；在120～140℃下保温15～25min。
优选的，所述步骤S5中采用静电纺丝设备进行静电纺丝时，注射泵的推进速度0.3～1.8mL/h，纺丝针头为0.1～1mm的平针头，高压直流电源为5～22KV，纺丝针头与滚筒的距离为5～20cm，滚筒转速为100～800rpm。
此外，本发明也提供了一种上述制备出的长效驱蚊的静电纺丝纤维的应用，可应用在制备空气净化器的过滤滤网、与化学纤维混纺制成的衣物、驱蚊手环(置于镂空驱蚊手环的中空层)、贴附胶膜制成的驱蚊贴。
本发明的有益效果是：
1、本发明将驱蚊剂和疏水树脂相结合到一起，进行静电纺丝而成微米级的纤维丝，解决了驱蚊液的不耐水冲洗的缺点，拥有良好的防水性，即使下雨天使用，也不怕驱蚊性能失效；纳米直径的疏水树脂表面水滴角大、纳米尺寸效应，空气中的落尘在本发明制得的纤维上很容易掉落，具有自清洁作用；
2、将本发明制备出纤维与加湿器、空气净化器结合使用，使有效驱蚊面积大幅度扩大，同时驱蚊成分从纤维中缓慢释放，保证了驱蚊效果的同时延长了使用时间。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种长效驱蚊的静电纺丝纤维，以重量份为单位，包括以下原料：
氟树脂30份
N,N-二乙基间甲苯甲酰胺5份
脂肪族异氰酸酯2份
氟表面活性剂(全氟辛基磺酸胺)2份
环糊精5份
乙酯20份
一种长效驱蚊的静电纺丝纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照长效驱蚊的静电纺丝纤维各个组分的重量份进行备料；
S2、将疏水树脂分散在溶剂中，分散速度为800rpm，搅拌分散40min，得到树脂分散液；
S3、往步骤S2所得树脂分散液中加入驱蚊剂和分散剂，分散速度为500rpm，搅拌分散20min，得到分散均匀的混合物；
S4、往步骤S3所得混合物中加入固化剂，分散速度为500rpm，搅拌分散20min，得到静电纺丝溶液；
S5、将静电纺丝溶液采用静电纺丝设备进行静电纺丝，注射泵的推进速度0.3mL/h，纺丝针头为0.1mm的平针头，高压直流电源为5KV，纺丝针头与滚筒的距离为5cm，滚筒转速为100pm，获得静电纺丝纤维薄膜；
S6、取下步骤S5所得静电纺丝纤维薄膜，裁剪后置于烘箱中进行程序升温，即20min内室温升温至80℃；在80℃下保温20min；降至室温后得到所述静电纺丝纤维。
静电纺丝纤维，用来制作空气净化器的过滤滤网。缓释时间可长达半年以上，驱蚊效果明显；在湿度达到50％的环境下，同样具有较佳的驱蚊效果。
实施例2
一种长效驱蚊的静电纺丝纤维，以重量份为单位，包括以下原料：
有机硅树脂40份
丁基乙酰氨基丙酸乙酯10份
二乙烯三胺6份
聚乙烯吡咯烷酮7份
聚乙烯吡咯烷酮12份
丙酮30份
一种长效驱蚊的静电纺丝纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照长效驱蚊的静电纺丝纤维各个组分的重量份进行备料；
S2、将疏水树脂分散在溶剂中，分散速度为1000rpm，搅拌分散50min，得到树脂分散液；
S3、往步骤S2所得树脂分散液中加入驱蚊剂和分散剂，分散速度为800rpm，搅拌分散30min，得到分散均匀的混合物；
S4、往步骤S3所得混合物中加入固化剂，分散速度为800rpm，搅拌分散30min，得到静电纺丝溶液；
S5、将静电纺丝溶液采用静电纺丝设备进行静电纺丝，注射泵的推进速度1.5mL/h，纺丝针头为0.7mm的平针头，高压直流电源为15KV，纺丝针头与滚筒的距离为13cm，滚筒转速为400rpm，获得静电纺丝纤维薄膜；
S6、取下步骤S5所得静电纺丝纤维薄膜，裁剪后置于烘箱中进行程序升温，即30min内室温升温至90℃；在90℃下保温30min；降至室温后得到所述静电纺丝纤维。
静电纺丝纤维，用来制作与化学纤维混纺制成衣物。缓释时间可长达半年以上，驱蚊效果明显。
实施例3
一种长效驱蚊的静电纺丝纤维，以重量份为单位，包括以下原料：
丙烯酸树脂60份
羟乙基哌啶羧酸异丁酯20份
三乙烯四胺10份
聚醚改性有机硅10份
乙基纤维素20份
丁酮50份
一种长效驱蚊的静电纺丝纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照长效驱蚊的静电纺丝纤维各个组分的重量份进行备料；
S2、将疏水树脂分散在溶剂中，分散速度为1200rpm，搅拌分散60min，得到树脂分散液；
S3、往步骤S2所得树脂分散液中加入驱蚊剂和分散剂，分散速度为1000rpm，搅拌分散50min，得到分散均匀的混合物；
S4、往步骤S3所得混合物中加入固化剂，分散速度为1000rpm，搅拌分散40min，得到静电纺丝溶液；
S5、将静电纺丝溶液采用静电纺丝设备进行静电纺丝，注射泵的推进速度1.8mL/h，纺丝针头为1mm的平针头，高压直流电源为22KV，纺丝针头与滚筒的距离为20cm，滚筒转速为800rpm，获得静电纺丝纤维薄膜；
S6、取下步骤S5所得静电纺丝纤维薄膜，裁剪后置于烘箱中进行程序升温，即40min内室温升温至100℃；在100℃下保温40min；降至室温后得到所述静电纺丝纤维。
静电纺丝纤维，用来制作驱蚊手环(置于镂空驱蚊手环的中空层)。缓释时间可长达半年以上，驱蚊效果明显；在湿度达到50％的环境下，同样具有较佳的驱蚊效果。
实施例4
一种长效驱蚊的静电纺丝纤维，以重量份为单位，包括以下原料：
氟树脂25份、有机硅树脂10份
柠檬桉醇6份
脂肪族异氰酸酯2份、间二甲苯二胺2份
聚氧乙烯烷基酚基醚3份
环糊精5份、聚乙烯吡咯烷酮5份
二甲苯40份
一种长效驱蚊的静电纺丝纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照长效驱蚊的静电纺丝纤维各个组分的重量份进行备料；
S2、将疏水树脂分散在溶剂中，分散速度为1100rpm，搅拌分散55min，得到树脂分散液；
S3、往步骤S2所得树脂分散液中加入驱蚊剂和分散剂，分散速度为900rpm，搅拌分散40min，得到分散均匀的混合物；
S4、往步骤S3所得混合物中加入固化剂，分散速度为900rpm，搅拌分散35min，得到静电纺丝溶液；
S5、将静电纺丝溶液采用静电纺丝设备进行静电纺丝，注射泵的推进速度1.7mL/h，纺丝针头为0.9mm的平针头，高压直流电源为21KV，纺丝针头与滚筒的距离为18cm，滚筒转速为700rpm，获得静电纺丝纤维薄膜；
S6、取下步骤S5所得静电纺丝纤维薄膜，裁剪后置于烘箱中进行程序升温，15min内，室温升温至120℃；在120℃下保温15min，降至室温后得到所述静电纺丝纤维。
静电纺丝纤维，用来制作空气净化器的过滤滤网。缓释时间可长达半年以上，驱蚊效果明显；在湿度达到50％的环境下，同样具有较佳的驱蚊效果。
实施例5
一种长效驱蚊的静电纺丝纤维，以重量份为单位，包括以下原料：
有机硅树脂30份、丙烯酸树脂20份
香茅醇11份
二乙烯三胺3份、三乙烯四胺3份
氟表面活性剂(全氟辛基磺酸胺)2份、聚乙烯吡咯烷酮3份
聚乙烯吡咯烷酮4份和乙基纤维素3份
乙酯15份、丙酮15份
一种长效驱蚊的静电纺丝纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照长效驱蚊的静电纺丝纤维各个组分的重量份进行备料；
S2、将疏水树脂分散在溶剂中，分散速度为900rpm，搅拌分散50min，得到树脂分散液；
S3、往步骤S2所得树脂分散液中加入驱蚊剂和分散剂，分散速度为600rpm，搅拌分散40min，得到分散均匀的混合物；
S4、往步骤S3所得混合物中加入固化剂，分散速度为900rpm，搅拌分散25min，得到静电纺丝溶液；
S5、将静电纺丝溶液采用静电纺丝设备进行静电纺丝，注射泵的推进速度0.4mL/h，纺丝针头为0.9mm的平针头，高压直流电源为6KV，纺丝针头与滚筒的距离为7cm，滚筒转速为200rpm，获得静电纺丝纤维薄膜；
S6、取下20min内，室温升温至130℃；在130℃下保温20min，降至室温后得到所述静电纺丝纤维。
静电纺丝纤维，用来制作与化学纤维混纺制成衣物、驱蚊手环(置于镂空驱蚊手环的中空层)、贴附胶膜制成驱蚊贴。缓释时间可长达半年以上，驱蚊效果明显，尤其是在温度达到30℃的环境下。
实施例6
一种长效驱蚊的静电纺丝纤维，以重量份为单位，包括以下原料：
氟树脂15份、有机硅树脂15份和丙烯酸树脂15份
薰衣草精油19份
脂肪族异氰酸酯3份、二乙烯三胺3份和三乙烯四胺3份
氟表面活性剂(全氟辛基磺酸胺)1份、聚乙烯吡咯烷酮1份、聚醚改性有机硅1份和聚氧乙烯烷基酚基醚1份
环糊精4份、聚乙烯吡咯烷酮4份和乙基纤维素4份
乙酯10份、丙酮10份、丁酮10份、二甲苯10份
一种长效驱蚊的静电纺丝纤维的制备方法，包括以下步骤：
S1、按照长效驱蚊的静电纺丝纤维各个组分的重量份进行备料；
S2、将疏水树脂分散在溶剂中，分散速度为700rpm，搅拌分散45min，得到树脂分散液；
S3、往步骤S2所得树脂分散液中加入驱蚊剂和分散剂，分散速度为600rpm，搅拌分散21min，得到分散均匀的混合物；
S4、往步骤S3所得混合物中加入固化剂，分散速度为990rpm，搅拌分散39min，得到静电纺丝溶液；
S5、将静电纺丝溶液采用静电纺丝设备进行静电纺丝，注射泵的推进速度0.4mL/h，纺丝针头为0.2mm的平针头，高压直流电源为6KV，纺丝针头与滚筒的距离为6cm，滚筒转速为300rpm，获得静电纺丝纤维薄膜；
S6、取下步骤S5所得静电纺丝纤维薄膜，裁剪后置于烘箱中进行程序升温，25min内，室温升温至140℃；在140℃下保温25min，降至室温后得到所述静电纺丝纤维。
该静电纺丝纤维，贴附胶膜制成驱蚊贴，缓释时间可长达半年以上，驱蚊效果明显；在湿度达到50％的环境下，同样具有较佳的驱蚊效果。
对比实验：
实验分为两个组，空白组和驱蚊组。采取模拟现场实验法，实验人员身穿防护服进入实验区域，并且把单只手臂裸露出来，在实验区域内放置了100只伊蚊。
空白组：实验人员不携带任何产品，静坐五分钟，观察蚊子攻击人体的次数；
驱蚊组：实验人员手臂携带本发明实施例3制作而成的驱蚊手环，静坐五分钟，观察蚊子攻击人体的次数。
实验结果：
空白组实验1：蚊子攻击次数为148次；
空白组实验2：蚊子攻击次数为162次；
驱蚊组实验1：蚊子攻击次数为24次；
驱蚊组实验2：蚊子攻击次数为32次；
驱蚊组实验3：蚊子攻击次数为26次。
对比空白组和驱蚊组的实验结果可得：携带本发明制作而成的驱蚊手环，可以大程度减少蚊子攻击人体的次数。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种长效驱蚊的静电纺丝纤维，其特征在于，以重量份为单位，包括以下原料：
疏水树脂30～60份、溶剂20～50份、驱蚊剂5～20份、固化剂2～10份、分散剂2～10份、缓释剂5～20份。
2.根据权利要求1所述的一种长效驱蚊的静电纺丝纤维，其特征在于，所述疏水树脂为氟树脂、有机硅树脂和丙烯酸树脂中的任一种或者任几种。
3.根据权利要求1所述的一种长效驱蚊的静电纺丝纤维，其特征在于，所述分散剂为氟表面活性剂、聚乙烯吡咯烷酮、聚醚改性有机硅和聚氧乙烯烷基酚基醚中的任一种或者任几种。
4.根据权利要求1所述的一种长效驱蚊的静电纺丝纤维，其特征在于，所述固化剂为脂肪族异氰酸酯、二乙烯三胺、三乙烯四胺、脂肪族多胺中的任一种或者任几种。
5.根据权利要求1所述的一种长效驱蚊的静电纺丝纤维，其特征在于，所述驱蚊剂为N,N-二乙基间甲苯甲酰胺、丁基乙酰氨基丙酸乙酯、羟乙基哌啶羧酸异丁酯、柠檬桉醇、香茅醇、薄荷精油、薰衣草精油中的任一种或者任几种。
6.根据权利要求1所述的一种长效驱蚊的静电纺丝纤维，其特征在于，所述溶剂为乙酯、丙酮、丁酮和二甲苯中的任一种或者任几种。
7.根据权利要求1所述的一种长效驱蚊的静电纺丝纤维，其特征在于，所述缓释剂为环糊精、聚乙烯吡咯烷酮和乙基纤维素中的任一种或者任几种。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的长效驱蚊的静电纺丝纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照长效驱蚊的静电纺丝纤维各个组分的重量份进行备料；
S2、将疏水树脂分散在溶剂中，分散速度为800～1200rpm，搅拌分散40～60min，得到树脂分散液；
S3、往步骤S2所得树脂分散液中加入驱蚊剂和分散剂，分散速度为500～1000rpm，搅拌分散20～50min，得到分散均匀的混合物；
S4、往步骤S3所得混合物中加入固化剂，分散速度为500～1000rpm，搅拌分散20～40min，得到静电纺丝溶液；
S5、将静电纺丝溶液采用静电纺丝设备进行静电纺丝获得静电纺丝纤维薄膜；
S6、取下步骤S5所得静电纺丝纤维薄膜，裁剪后置于烘箱中加热，降至室温后得到所述静电纺丝纤维。
9.根据权利要求8所述的一种长效驱蚊的静电纺丝纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中的加热为程序升温，在20～40min内室温升温至80～100℃；在80～100℃下保温20～40min。
10.一种长效驱蚊的静电纺丝纤维的应用，其特征在于，所述权利要求1-7任一项所述的静电纺丝纤维，应用到制备空气净化器的过滤滤网、与化学纤维混纺制成的衣物、驱蚊手环、贴附胶膜制成的驱蚊贴。
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