CN118065055A - 一种高过滤性空调用无纺布及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高过滤性空调用无纺布。本发明中的空调用无纺布，包括以下重量份数的原料：聚丙烯树脂60‑80份，改性抗菌剂3‑5份，驻极母粒30‑40份，增韧剂2‑4份。本发明制备的空调用无纺布中，首先，添加的驻极母粒提高了无纺布的过滤性能，这是由于驻极母粒中含有的MXene NSs@N/S‑QDs纳米材料能够提高基体的驻极化效果、储存电荷能力；其次，添加的改性抗菌剂，采用无机和有机结合的方式协同发挥作用，进一步提高了基体的抗菌作用；此外，改性抗菌剂中纳米材料还具有结构优势，能进一步提高基体对空气中污染气体，如：NO_x、SO₂等的吸附。

Description

一种高过滤性空调用无纺布及其制备方法

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，具体涉及一种高过滤性空调用无纺布及其制备方法。

背景技术

近年来，随着环境污染问题日趋严重，人们对于室内环境的要求越来越高，而空气中含有许多不同的颗粒，如灰尘、花粉、煤烟、研磨颗粒、臭氧、异味、氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳、苯等，空调作为家庭中常用的电器之一，它的过滤性能影响着室内空气质量。空调滤芯主要采用无纺布作为滤材，由定向的或随机的纤维而构成，因具有布的外观和某些性能而称其为布，无纺布具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点，如多采用聚丙烯粒料为原料，经高温熔融、喷丝、铺纲、热压卷取连续一步法生产而成。

传统空调用无纺布使用的驻极母粒是以聚丙烯树脂为基材，添加驻极剂(如：硬脂酸锌、月桂酸铝、硬脂酸镁)以及其它助剂合成，该驻极母粒中的驻极剂使用量较大，易对材料自身的性能造成影响，而以无机材料作为驻极剂，基于自身优异的性能能使无纺布具有较高的过滤性能；此外，传统无纺布中通常添加有机小分子抗菌剂作为抗菌材料，但是有机小分子抗菌剂在生产和使用过程中易析出，不能长效抗菌。因此，本发明中的无纺布以无机材料作为驻极母粒中的驻极剂，有机和无机材料协同作为抗菌剂，不仅使其具有优异的过滤性能，还具有优异的抗菌性能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高过滤性空调用无纺布及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高过滤性空调用无纺布，包括以下重量份数的原料：聚丙烯树脂60-80份，改性抗菌剂3-5份，驻极母粒30-40份，增韧剂2-4份；

所述驻极母粒，按重量份计包括：聚丙烯树脂50-80份，MXene NSs@N/S-QDs纳米材料10-15份，抗氧剂0.3-1份，润滑剂2-3份；

所述驻极母粒由以下步骤制备：

1)制备MXene NSs@N/S-QDs纳米材料，包括以下步骤：

步骤A1、将2g HCl-LiF刻蚀后的MXene洗涤至上清液pH为6-7，收集沉淀，再将其重新分散在10mL去离子水中，通入氩气后密封，并在冰水浴下超声1h，超声结束后，离心，收集上层溶液，即得少层MXene纳米片；

步骤A2、在含有去离子水的烧杯中加入柠檬酸、尿素和硫酸，搅拌均匀后，再加入少层MXene纳米片超声分散10min，然后将混合液转移至高压釜中，并在160℃下加热4-6h，待反应结束后，冷却至室温，过滤、洗涤干燥，即得MXene NSs@N/S-QDs纳米材料；

进一步地，去离子水、柠檬酸、尿素、硫酸和少层MXene纳米片的用量比为20mL：2-3g：0.5-1g：2-3mL：10-15mL；

2)按重量份数称取原料，将各组分原料加入高速混合机中以800-1000rpm的转速混合5min后，转移至双螺杆挤出机在200-240℃下熔融挤出，真空造粒，即得驻极母粒。

所述改性抗菌剂由以下步骤制备：

步骤B1、将对苯二胺分散在DMF和三乙胺的混合液中混合搅拌均匀，记为溶液A，将六水合氯化锌和2-氨基对苯二甲酸分别在DMF中混合搅拌均匀，记为溶液B和溶液C，将溶液B和溶液C加入溶液A中搅拌混合10min后，再加入三聚氯氰搅拌混合15min后，超声分散30min，然后将混合液转移至高压釜中，并在120℃下反应24h，待反应结束后，冷却至室温，离心、洗涤，并在80℃下干燥12h，即得MOF/COF纳米材料；

步骤B1中采用一步法，将MOF前驱体和COF前驱体原料进行一次混合，合成MOF和COF杂化材料，二者之间通过MOF中的氨基与COF中的-Cl基团反应形成-NH-化学键进行连接，致使其紧密结合；MOF和COF之间形成的结构，使两者结合紧密，在两者界面处形成大量介孔，有利于气体的扩散和传输，协同作用提高纳米材料的吸附性能；其中，MOF结构和COF结构中含有的氨基基团能与空气中的NO_x(氮氧化物)直接发生相互作用，生成硝酸盐，从而提高了纳米材料的吸附性能；空气中含有的SO₂能与MOF结构中金属团簇上的-OH基团进行锚定，从而固定在骨架结构上，增强了纳米材料的吸附性能；此外，COF中含有的三嗪基团还能与SO₂分子之间通过偶极相互作用，形成SO₂链或簇，能进一步提高纳米材料的吸附性能；

进一步地，溶液A、溶液B、溶液C和三聚氯氰的用量比为73-146mL：10-20mL：10-20mL：0.01-0.02mol；

进一步地，溶液A中对苯二胺、DMF和三乙胺的用量比为0.02-0.04mol：70-140mL：3-6mL，溶液B中六水合氯化锌和DMF的用量比为0.5-1.5g：10-20mL，溶液C中2-氨基对苯二甲酸和DMF的用量比为0.3-0.9g：10-20mL。

步骤B2、将乙二胺和氢氧化钠加入含有无水乙醇的烧杯中搅拌均匀，再加入环氧氯丙烷搅拌2-3h，待反应结束后，减压蒸馏，再向混合液中缓慢滴加25wt％的氢氧化钠溶液，升温至80℃反应3h，待反应结束后，过滤、洗涤，并置于100℃下真空干燥12h，即得中间产物1；

步骤B2中乙二胺上的氨基与环氧氯丙烷上的环氧基发生开环反应，在碱性条件下产物中的氯甲基和羟基又会反应生成新的环氧基，从而得到既含有环氧基又含有氨基的中间产物1；

进一步地，乙二胺、氢氧化钠、无水乙醇、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液的用量比为0.01-0.03mol：0.001-0.0015mol：30-50mL：0.012-0.032mol：10-15mL。

步骤B3、将壳聚糖在氢氧化钠溶液中搅拌混合均匀后，置于-10℃下冷藏24h，解冻后离心，并将沉淀置于60℃下烘干，将烘干后的壳聚糖、中间产物1和乙醇加入烧杯中混合搅拌均匀，并加热至60℃，搅拌反应6h，待反应结束后，离心，并在60℃下干燥6h，即得改性壳聚糖；

步骤B3中利用壳聚糖中的羟基与中间产物1中的环氧基发生反应，从而在壳聚糖表面引入氨基，增大了后续戊二醛的交联密度，使改性壳聚糖能牢固的接枝在MOF/COF纳米材料表面；

进一步地，烘干后的壳聚糖、中间产物1和乙醇的质量比为1-2：0.5-1：35-50，壳聚糖和氢氧化钠溶液的用量比为1-3g：10mL，氢氧化钠溶液的质量分数为2-3％。

步骤B4、将MOF/COF纳米材料加入4-5wt％的戊二醛溶液中搅拌混合均匀并加热至40-50℃搅拌2h，待反应结束后，离心、洗涤3-5次，加入改性壳聚糖水溶液，并在40-50℃下反应5h后，离心、洗涤3-5次，再加入10-15mg/mL氰基硼氢化钠溶液反应2-3h，待反应结束后，离心、洗涤，并在60℃下干燥12h，即得改性抗菌剂；

步骤B4中以MOF/COF纳米材料为基底，利用其表面易修饰的特点，采用戊二醛做交联剂，将改性壳聚糖接枝在纳米材料表面，与纳米材料协同发挥抗菌作用，进一步提高了基体的抗菌性能；其中，壳聚糖分子结构中所带的正电荷能与细菌细胞膜所带的负电荷发生相互作用，导致细菌的蛋白质和其它细胞成分的泄露，使细菌死亡，从而产生抗菌作用；而MOF/COF纳米材料能够释放带正电的金属离子(Zn⁺)，它与细菌细胞膜接触后，与细胞膜发生负向库仑引力，促使二者之间发生反应，金属离子进入细胞膜，使细胞内蛋白质活性位点的结构被破坏，最终导致细菌死亡；

进一步地，MOF/COF纳米材料、戊二醛溶液、改性壳聚糖水溶液和氰基硼氢化钠溶液的用量比为0.5-1.5g：10-20mL：5-8mL：1-3mL，改性壳聚糖水溶液中改性壳聚糖和去离子水的用量比为0.02-0.05g：10mL。

一种高过滤性空调用无纺布的制备方法包括以下步骤：

步骤S1、按重量份数称取原料，将聚丙烯树脂、改性抗菌剂、驻极母粒和增韧剂混合均匀后，将混合料投入螺杆挤出机熔融挤出，即得熔体；

步骤S2、将熔体在管道中恒温保存，经计量泵计量后通过喷丝板喷出形成纤维，然后将纤维经过恒温恒压的热风牵伸，在网帘上形成熔喷布；

步骤S3、将熔喷布依次经恒温红外辐射热处理、6万伏的高压驻极处理后，冷却、收卷，即得高过滤性空调用无纺布。

本发明的有益效果：

本发明制备的空调用无纺布中，首先，添加的驻极母粒提高了无纺布的过滤性能，这是由于驻极母粒中含有的MXene NSs@N/S-QDs纳米材料能够提高基体的驻极化效果、储存电荷能力；其次，添加的改性抗菌剂，采用无机和有机结合的方式协同发挥作用，进一步提高了基体的抗菌作用；此外，改性抗菌剂中纳米材料还具有结构优势，能进一步提高基体对空气中污染气体，如：NO_x、SO₂等的吸附。

驻极母粒中添加的MXene NSs@N/S-QDs纳米材料，首先，对HCl-LiF刻蚀后的MXene进行超声剥离，剥离后的MXene具有少层结构，增大了纳米材料的比表面积，使MXene表面以及层间的活性基团增加，而这些官能团可以与周围的分子或离子发生相互作用，导致纳米材料表面和层间带负电荷，从而增强了MXene的导电性；其次，采用水热法，以柠檬酸为碳源、尿素为氮源、硫酸为硫源，在MXene纳米片的表面负载N/S-CQDs(氮硫双掺杂碳量子点)，增大了纳米材料的比表面积、提供了更多的表面官能团，从而使纳米材料的导电能力得以提高；由于MXene NSs@N/S-QDs纳米材料自身存在的负电荷，提高了基体的荷电性；此外，MXene NSs@N/S-QDs纳米材料在基体中能够形成许多微型电容器，不仅提高了基体的驻极化效果，还提高了基体储存电荷的能力，进而使含有基体的无纺布具有更高的过滤性能。

改性抗菌剂中，首先，采用一步法，将MOF前驱体和COF前驱体原料进行一次混合，合成MOF和COF杂化材料，二者之间通过MOF中的氨基与COF中的-Cl基团反应形成-NH-化学键进行连接，致使其紧密结合；MOF和COF之间形成的结构，使两者结合紧密，在两者界面处形成大量介孔，有利于气体的扩散和传输，协同作用提高纳米材料的吸附性能；其中，MOF结构和COF结构中含有的氨基基团能与空气中的NO_x(氮氧化物)直接发生相互作用，生成硝酸盐，从而提高了纳米材料的吸附性能；空气中含有的SO₂能与MOF结构中金属团簇上的-OH基团进行锚定，从而固定在骨架结构上，增强了纳米材料的吸附性能；此外，COF中含有的三嗪基团还能与SO₂分子之间通过偶极相互作用，形成SO₂链或簇，能进一步提高纳米材料的吸附性能。其次，利用壳聚糖中的羟基与中间产物1中的环氧基发生反应，从而在壳聚糖表面引入氨基，增大了后续戊二醛的交联密度，使改性壳聚糖能牢固的接枝在MOF/COF纳米材料表面。最后，以MOF/COF纳米材料为基底，利用其表面易修饰的特点，采用戊二醛做交联剂，将改性壳聚糖接枝在纳米材料表面，与纳米材料协同发挥抗菌作用，进一步提高了基体的抗菌性能；其中，壳聚糖分子结构中所带的正电荷能与细菌细胞膜所带的负电荷发生相互作用，导致细菌的蛋白质和其它细胞成分的泄露，使细菌死亡，从而产生抗菌作用；而MOF/COF纳米材料能够释放带正电的金属离子(Zn⁺)，它与细菌细胞膜接触后，与细胞膜发生负向库仑引力，促使二者之间发生反应，金属离子进入细胞膜，使细胞内蛋白质活性位点的结构被破坏，最终导致细菌死亡。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

驻极母粒，按重量份计包括：聚丙烯树脂50份，MXene NSs@N/S-QDs纳米材料10份，三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯0.3份，聚乙烯蜡2份，由以下步骤制备：

1)制备MXene NSs@N/S-QDs纳米材料，包括以下步骤：

步骤A1、将2g HCl-LiF刻蚀后的MXene洗涤至上清液pH为6，收集沉淀，再将其重新分散在10mL去离子水中，通入氩气后密封，并在冰水浴下超声1h，超声结束后，离心，收集上层溶液，即得少层MXene纳米片；

步骤A2、在含有20mL去离子水的烧杯中加入2g柠檬酸、0.5g尿素和2mL硫酸，搅拌均匀后，再加入10mL少层MXene纳米片超声分散10min，然后将混合液转移至高压釜中，并在160℃下加热4h，待反应结束后，冷却至室温，过滤、洗涤、干燥，即得MXene NSs@N/S-QDs纳米材料；

2)按重量份数称取原料，将各组分原料加入高速混合机中以800rpm的转速混合5min后，转移至双螺杆挤出机在200℃下熔融挤出，真空造粒，即得驻极母粒。

改性抗菌剂由以下步骤制备：

步骤B1、将0.02mol对苯二胺分散在70mL DMF和3mL三乙胺的混合液中混合搅拌均匀，记为溶液A，将0.5g六水合氯化锌和0.3g 2-氨基对苯二甲酸分别在10mL DMF中混合搅拌均匀，记为溶液B和溶液C，将10mL溶液B和10mL溶液C加入73mL溶液A中搅拌混合10min后，再加入0.01mol三聚氯氰搅拌混合15min后，超声分散30min，然后将混合液转移至高压釜中，并在120℃下反应24h，待反应结束后，冷却至室温，离心、洗涤，并在80℃下干燥12h，即得MOF/COF纳米材料；

步骤B2、将0.01mol乙二胺和0.001mol氢氧化钠加入含有30mL无水乙醇的烧杯中搅拌均匀，再加入0.012mol环氧氯丙烷搅拌2h，待反应结束后，减压蒸馏，再向混合液中缓慢滴加10mL，25wt％的氢氧化钠溶液，升温至80℃反应3h，待反应结束后，过滤、洗涤，并置于100℃下真空干燥12h，即得中间产物1；

步骤B3、将1g壳聚糖在10mL，质量分数为2％的氢氧化钠溶液中搅拌混合均匀后，置于-10℃下冷藏24h，解冻后离心，并将沉淀置于60℃下烘干，将1g烘干后的壳聚糖、0.5g中间产物1和35g乙醇加入烧杯中混合搅拌均匀，并加热至60℃，搅拌反应6h，待反应结束后，离心，并在60℃下干燥6h，即得改性壳聚糖；

步骤B4、将0.5g MOF/COF纳米材料加入10mL，4wt％的戊二醛溶液中搅拌混合均匀并加热至40℃搅拌2h，待反应结束后，离心、洗涤3次，加入5mL改性壳聚糖水溶液，并在40℃下反应5h后，离心、洗涤3次，再加入1mL，10mg/mL氰基硼氢化钠溶液反应2h，待反应结束后，离心、洗涤，并在60℃下干燥12h，即得改性抗菌剂改性壳聚糖水溶液中改性壳聚糖和去离子水的用量比为0.02g：10mL。

实施例2

驻极母粒，按重量份计包括：聚丙烯树脂65份，MXene NSs@N/S-QDs纳米材料12份，三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯0.6份，聚乙烯蜡2.5份，由以下步骤制备：

1)制备MXene NSs@N/S-QDs纳米材料，包括以下步骤：

步骤A1、将2g HCl-LiF刻蚀后的MXene洗涤至上清液pH为6.5，收集沉淀，再将其重新分散在10mL去离子水中，通入氩气后密封，并在冰水浴下超声1h，超声结束后，离心，收集上层溶液，即得少层MXene纳米片；

步骤A2、在含有20mL去离子水的烧杯中加入2.5g柠檬酸、0.75g尿素和2.5mL硫酸，搅拌均匀后，再加入13mL少层MXene纳米片超声分散10min，然后将混合液转移至高压釜中，并在160℃下加热5h，待反应结束后，冷却至室温，过滤、洗涤、干燥，即得MXene NSs@N/S-QDs纳米材料；

2)按重量份数称取原料，将各组分原料加入高速混合机中以900rpm的转速混合5min后，转移至双螺杆挤出机在220℃下熔融挤出，真空造粒，即得驻极母粒。

改性抗菌剂由以下步骤制备：

步骤B1、将0.03mol对苯二胺分散在105mL DMF和4.5mL三乙胺的混合液中混合搅拌均匀，记为溶液A，将1g六水合氯化锌和0.6g 2-氨基对苯二甲酸分别在15mLDMF中混合搅拌均匀，记为溶液B和溶液C，将15mL溶液B和15mL溶液C加入109.5mL溶液A中搅拌混合10min后，再加入0.015mol三聚氯氰搅拌混合15min后，超声分散30min，然后将混合液转移至高压釜中，并在120℃下反应24h，待反应结束后，冷却至室温，离心、洗涤，并在80℃下干燥12h，即得MOF/COF纳米材料；

步骤B2、将0.02mol乙二胺和0.0013mol氢氧化钠加入含有40mL无水乙醇的烧杯中搅拌均匀，再加入0.022mol环氧氯丙烷搅拌2.5h，待反应结束后，减压蒸馏，再向混合液中缓慢滴加13mL，25wt％的氢氧化钠溶液，升温至80℃反应3h，待反应结束后，过滤、洗涤，并置于100℃下真空干燥12h，即得中间产物1；

步骤B3、将2g壳聚糖在10mL，质量分数为2.5％的氢氧化钠溶液中搅拌混合均匀后，置于-10℃下冷藏24h，解冻后离心，并将沉淀置于60℃下烘干，将1.5g烘干后的壳聚糖、0.75g中间产物1和45g乙醇加入烧杯中混合搅拌均匀，并加热至60℃，搅拌反应6h，待反应结束后，离心，并在60℃下干燥6h，即得改性壳聚糖；

步骤B4、将1g MOF/COF纳米材料加入15mL，4.5wt％的戊二醛溶液中搅拌混合均匀并加热至45℃搅拌2h，待反应结束后，离心、洗涤4次，加入6.5mL改性壳聚糖水溶液，并在45℃下反应5h后，离心、洗涤4次，再加入2mL，13mg/mL氰基硼氢化钠溶液反应2.5h，待反应结束后，离心、洗涤，并在60℃下干燥12h，即得改性抗菌剂改性壳聚糖水溶液中改性壳聚糖和去离子水的用量比为0.035g：10mL。

实施例3

驻极母粒，按重量份计包括：聚丙烯树脂80份，MXene NSs@N/S-QDs纳米材料15份，三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯1份，聚乙烯蜡3份，由以下步骤制备：

1)制备MXene NSs@N/S-QDs纳米材料，包括以下步骤：

步骤A1、将2g HCl-LiF刻蚀后的MXene洗涤至上清液pH为7，收集沉淀，再将其重新分散在10mL去离子水中，通入氩气后密封，并在冰水浴下超声1h，超声结束后，离心，收集上层溶液，即得少层MXene纳米片；

步骤A2、在含有20mL去离子水的烧杯中加入3g柠檬酸、1g尿素和3mL硫酸，搅拌均匀后，再加入15mL少层MXene纳米片超声分散10min，然后将混合液转移至高压釜中，并在160℃下加热6h，待反应结束后，冷却至室温，过滤、洗涤干燥，即得MXene NSs@N/S-QDs纳米材料；

2)按重量份数称取原料，将各组分原料加入高速混合机中以1000rpm的转速混合5min后，转移至双螺杆挤出机在240℃下熔融挤出，真空造粒，即得驻极母粒。

改性抗菌剂由以下步骤制备：

步骤B1、将0.04mol对苯二胺分散在140mL DMF和6mL三乙胺的混合液中混合搅拌均匀，记为溶液A，将1.5g六水合氯化锌和0.9g 2-氨基对苯二甲酸分别在20mLDMF中混合搅拌均匀，记为溶液B和溶液C，将20mL溶液B和20mL溶液C加入146mL溶液A中搅拌混合10min后，再加入0.02mol三聚氯氰搅拌混合15min后，超声分散30min，然后将混合液转移至高压釜中，并在120℃下反应24h，待反应结束后，冷却至室温，离心、洗涤，并在80℃下干燥12h，即得MOF/COF纳米材料；

步骤B2、将0.03mol乙二胺和0.0015mol氢氧化钠加入含有50mL无水乙醇的烧杯中搅拌均匀，再加入0.032mol环氧氯丙烷搅拌3h，待反应结束后，减压蒸馏，再向混合液中缓慢滴加15mL，25wt％的氢氧化钠溶液，升温至80℃反应3h，待反应结束后，过滤、洗涤，并置于100℃下真空干燥12h，即得中间产物1；

步骤B3、将3g壳聚糖在10mL，质量分数为3％的氢氧化钠溶液中搅拌混合均匀后，置于-10℃下冷藏24h，解冻后离心，并将沉淀置于60℃下烘干，将2g烘干后的壳聚糖、1g中间产物1和50g乙醇加入烧杯中混合搅拌均匀，并加热至60℃，搅拌反应6h，待反应结束后，离心，并在60℃下干燥6h，即得改性壳聚糖；

步骤B4、将1.5g MOF/COF纳米材料加入20mL，5wt％的戊二醛溶液中搅拌混合均匀并加热至50℃搅拌2h，待反应结束后，离心、洗涤5次，加入8mL改性壳聚糖水溶液，并在50℃下反应5h后，离心、洗涤5次，再加入3mL，15mg/mL氰基硼氢化钠溶液反应3h，待反应结束后，离心、洗涤，并在60℃下干燥12h，即得改性抗菌剂改性壳聚糖水溶液中改性壳聚糖和去离子水的用量比为0.05g：10mL。

实施例4

一种高过滤性空调用无纺布的制备方法包括以下步骤：

聚丙烯树脂60份，实施例1制备的改性抗菌剂3份，实施例1制备的驻极母粒30份，ACR树脂2份；

步骤S1、按重量份数称取原料，将聚丙烯树脂、实施例1制备的改性抗菌剂、实施例1制备的驻极母粒和ACR树脂混合均匀后，将混合料投入螺杆挤出机熔融挤出，即得熔体；

步骤S2、将熔体在管道中恒温保存，经计量泵计量后通过喷丝板喷出形成纤维，然后将纤维经过恒温恒压的热风牵伸，在网帘上形成熔喷布；

步骤S3、将熔喷布依次经恒温红外辐射热处理、6万伏的高压驻极处理后，冷却、收卷，即得高过滤性空调用无纺布。

实施例5

一种高过滤性空调用无纺布的制备方法包括以下步骤：

聚丙烯树脂70份，实施例2制备的改性抗菌剂4份，实施例2制备的驻极母粒35份，ACR树脂3份；

步骤S1、按重量份数称取原料，将聚丙烯树脂、实施例2制备的改性抗菌剂、实施例2制备的驻极母粒和ACR树脂混合均匀后，将混合料投入螺杆挤出机熔融挤出，即得熔体；

步骤S2、将熔体在管道中恒温保存，经计量泵计量后通过喷丝板喷出形成纤维，然后将纤维经过恒温恒压的热风牵伸，在网帘上形成熔喷布；

步骤S3、将熔喷布依次经恒温红外辐射热处理、6万伏的高压驻极处理后，冷却、收卷，即得高过滤性空调用无纺布。

实施例6

一种高过滤性空调用无纺布的制备方法包括以下步骤：

聚丙烯树脂80份，实施例3制备的改性抗菌剂5份，实施例3制备的驻极母粒40份，ACR树脂4份；

步骤S1、按重量份数称取原料，将聚丙烯树脂、实施例3制备的改性抗菌剂、实施例3制备的驻极母粒和ACR树脂混合均匀后，将混合料投入螺杆挤出机熔融挤出，即得熔体；

步骤S2、将熔体在管道中恒温保存，经计量泵计量后通过喷丝板喷出形成纤维，然后将纤维经过恒温恒压的热风牵伸，在网帘上形成熔喷布；

步骤S3、将熔喷布依次经恒温红外辐射热处理、6万伏的高压驻极处理后，冷却、收卷，即得高过滤性空调用无纺布。

对比例1

本对比例为一种无纺布，与实施例6的区别在于以等量的市售驻极母粒代替实施例3制备的驻极母粒，其余均相同。

对比例2

本对比例为一种无纺布，与实施例6的区别在于以等量的季铵盐抗菌剂代替实施例3制备的改性抗菌剂，其余均相同。

将实施例4-6以及对比例1-2制备的无纺布进行性能测试，过滤效率测试：在符合GB/14295-2008《空气过滤器》的试验台进行测试，采用CLJ-03A型激光尘埃粒子计数器，TSI-8108大粒径气溶胶发生器，采样流量为2.83L/min，膜厚0.1mm，常温(温度15℃，湿度70％)静置15d后再次测定；过滤抗菌测试：将实验样品进行灭菌处理，然后再将灭菌处理好的样品分别置于一次性培养皿中，向样品中间位置滴加浓度为10⁶CFU/mL大肠杆菌菌液200μL，另外，设置空白对照组，即向空白培养皿的中间位置也滴加浓度为10⁶CFU/mL大肠杆菌菌液200μL；然后用无菌镊子夹取覆盖膜覆盖在样品上，按压使菌液铺展，然后将培养皿放于37℃恒温培养箱中静置培养18h，培养完成后，分别取100μL稀释液均匀涂布于LB固体培养基上，再置于37℃恒温培养箱中静置培养18h，然后取出，记录菌落数，并按照如下公式计算抑菌率；去除率：将本发明的无纺布装入空气净化系统，在常温常压、相对湿度为55％下进行测试，分别通入含有NO₂、SO₂的试验气体，采用氮气作为载气，流量为70mL/min，利用气相色谱法分别测定通过无纺布前后NO₂、SO₂的浓度，计算去除率；测试结果如下表所示：

从上表可以看出，本发明制备的空调用无纺布在较小的尘埃粒子中仍然具有较好的过滤性能，如：当尘埃粒子≥0.5μm时的初始过滤效率为96.8-99.2％，15天后的过滤效率为96.1-99.1％，具有较高的过滤性能；抑菌率在99.58-99.76％范围内，具有优异的抗菌效果。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高过滤性空调用无纺布，其特征在于，包括以下重量份数的原料：聚丙烯树脂60-80份，改性抗菌剂3-5份，驻极母粒30-40份，增韧剂2-4份；

所述驻极母粒，按重量份计包括：聚丙烯树脂50-80份，MXene NSs@N/S-QDs纳米材料10-15份，抗氧剂0.3-1份，润滑剂2-3份；

所述驻极母粒由以下步骤制备：

1)制备MXene NSs@N/S-QDs纳米材料，包括以下步骤：

步骤A1、将2g HCl-LiF刻蚀后的MXene洗涤至上清液pH为6-7，收集沉淀，再将其重新分散在10mL去离子水中，通入氩气后密封，并在冰水浴下超声1h，超声结束后，离心，收集上层溶液，即得少层MXene纳米片；

步骤A2、在含有去离子水的烧杯中加入柠檬酸、尿素和硫酸，搅拌均匀后，再加入少层MXene纳米片超声分散10min，然后将混合液转移至高压釜中，并在160℃下加热4-6h，待反应结束后，冷却至室温，过滤、洗涤干燥，即得MXene NSs@N/S-QDs纳米材料；

2)按重量份数称取原料，将各组分原料加入高速混合机中以800-1000rpm的转速混合5min后，转移至双螺杆挤出机在200-240℃下熔融挤出，真空造粒，即得驻极母粒。

2.根据权利要求1所述的一种高过滤性空调用无纺布，其特征在于，步骤A2中去离子水、柠檬酸、尿素、硫酸和少层MXene纳米片的用量比为20mL：2-3g：0.5-1g：2-3mL：10-15mL。

3.根据权利要求1所述的一种高过滤性空调用无纺布，其特征在于，所述改性抗菌剂由以下步骤制备：

步骤B1、将对苯二胺分散在DMF和三乙胺的混合液中混合搅拌均匀，记为溶液A，将六水合氯化锌和2-氨基对苯二甲酸分别在DMF中混合搅拌均匀，记为溶液B和溶液C，将溶液B和溶液C加入溶液A中搅拌混合10min后，再加入三聚氯氰搅拌混合15min后，超声分散30min，然后将混合液转移至高压釜中，并在120℃下反应24h，待反应结束后，冷却至室温，离心、洗涤，并在80℃下干燥12h，即得MOF/COF纳米材料；

步骤B2、将乙二胺和氢氧化钠加入含有无水乙醇的烧杯中搅拌均匀，再加入环氧氯丙烷搅拌2-3h，待反应结束后，减压蒸馏，再向混合液中缓慢滴加25wt％的氢氧化钠溶液，升温至80℃反应3h，待反应结束后，过滤、洗涤，并置于100℃下真空干燥12h，即得中间产物1；

步骤B3、将壳聚糖在氢氧化钠溶液中搅拌混合均匀后，置于-10℃下冷藏24h，解冻后离心，并将沉淀置于60℃下烘干，将烘干后的壳聚糖、中间产物1和乙醇加入烧杯中混合搅拌均匀，并加热至60℃，搅拌反应6h，待反应结束后，离心，并在60℃下干燥6h，即得改性壳聚糖；

步骤B4、将MOF/COF纳米材料加入4-5wt％的戊二醛溶液中搅拌混合均匀并加热至40-50℃搅拌2h，待反应结束后，离心、洗涤3-5次，加入改性壳聚糖水溶液，并在40-50℃下反应5h后，离心、洗涤3-5次，再加入10-15mg/mL氰基硼氢化钠溶液反应2-3h，待反应结束后，离心、洗涤，并在60℃下干燥12h，即得改性抗菌剂。

4.根据权利要求3所述的一种高过滤性空调用无纺布，其特征在于，步骤B1中溶液A、溶液B、溶液C和三聚氯氰的用量比为73-146mL：10-20mL：10-20mL：0.01-0.02mol。

5.根据权利要求4所述的一种高过滤性空调用无纺布，其特征在于，所述溶液A中对苯二胺、DMF和三乙胺的用量比为0.02-0.04mol：70-140mL：3-6mL，溶液B中六水合氯化锌和DMF的用量比为0.5-1.5g：10-20mL，溶液C中2-氨基对苯二甲酸和DMF的用量比为0.3-0.9g：10-20mL。

6.根据权利要求3所述的一种高过滤性空调用无纺布，其特征在于，步骤B2中乙二胺、氢氧化钠、无水乙醇、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液的用量比为0.01-0.03mol：0.001-0.0015mol：30-50mL：0.012-0.032mol：10-15mL。

7.根据权利要求3所述的一种高过滤性空调用无纺布，其特征在于，步骤B3中烘干后的壳聚糖、中间产物1和乙醇的质量比为1-2：0.5-1：35-50，壳聚糖和氢氧化钠溶液的用量比为1-3g：10mL，氢氧化钠溶液的质量分数为2-3％。

8.根据权利要求3所述的一种高过滤性空调用无纺布，其特征在于，步骤B4中MOF/COF纳米材料、戊二醛溶液、改性壳聚糖水溶液和氰基硼氢化钠溶液的用量比为0.5-1.5g：10-20mL：5-8mL：1-3mL，改性壳聚糖水溶液中改性壳聚糖和去离子水的用量比为0.02-0.05g：10mL。

9.根据权利要求1所述的一种高过滤性空调用无纺布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、按重量份数称取原料，将聚丙烯树脂、改性抗菌剂、驻极母粒和增韧剂混合均匀后，将混合料投入螺杆挤出机熔融挤出，即得熔体；

步骤S2、将熔体在管道中恒温保存，经计量泵计量后通过喷丝板喷出形成纤维，然后将纤维经过恒温恒压的热风牵伸，在网帘上形成熔喷布；

步骤S3、将熔喷布依次经恒温红外辐射热处理、6万伏的高压驻极处理后，冷却、收卷，即得高过滤性空调用无纺布。