[发明专利]一种抗菌空气过滤毡及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于空气净化材料技术领域，具体涉及一种可以杀灭空气中病毒和细菌及清除污染物分子的抗菌空气过滤毡及其制备方法和应用。

背景技术

随着科学技术的发展，各行各业为保证生产、科研工作进行及保护人类健康，对环境空气的洁净度要求越来越高。为使环境达到高洁净度、要去除空气中微小生物及无机粒子，最有效的方法是过滤。过滤材料作为现代工业中必不可少的一种重要产品，在过去的数十年中获得快速发展，特别是在工业发达国家，过滤材料生产已成为一个重要工业部门，全世界的过滤材料生产企业有数千家之多。目前全世界过滤材料(含过滤装置、器件与过滤介质)市场有170亿美元之大，其中过滤介质(滤料)市场达42亿美元。据估计到2020年过滤市场将达到7000亿美元。

目前国内外通常采用上世纪50年代左右发明的超细玻璃纸过滤材料，是在空气送风口采用框架密封，安装，用以过滤空气中的微小粒子。该传统结构高效过滤器制作、安装复杂，阻力大，过滤≥0.3μm微粒，效率为99.97％，过滤速度0.025m/s时，初阻力达235.44Pa，能耗大，噪声高，价格昂贵，有粘胶气味，对环境产生污染，不耐湿，无法修补，废弃过滤器处理困难。此外，超细玻璃纤维加工使用中因脆性较大，折叠以后易断裂，既影响过滤效率又因脆性断裂脱落后有潜在的致癌可能。现代生物医学科技试管婴儿要求一百级洁净度及绝对无气味的环境，传统高效空气过滤器设备无法满足要求。传统过滤器由于上述众多缺陷，无法安装于现今大量应用于人类特殊环境的空调设备，以致无法对特殊环境中的空气进行净化处理，在发生流感、SARS等时，空气产生交叉感染，严重危害人们身体健康。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种优质高效的抗菌空气过滤毡，采用纳米银作为抗菌剂，经静电纺丝与静电喷涂同步制成，具有有效净化空气及灭菌作用。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种抗菌空气过滤毡的制备方法，通过静电喷涂、静电纺丝同步进行的方法将纳米银抗菌剂负载到静电纺丝纤维毡过滤基体上，制备工艺简单、制得的过滤毡具有有效净化空气及灭菌作用。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种抗菌空气过滤毡的应用。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种抗菌空气过滤毡，其特征在于：该抗菌空气过滤毡是以静电纺高分子纳米纤维毡作为载体材料，通过静电喷涂的方式负载有一定浓度的纳米抗菌剂，其中纳米抗菌剂选自纳米银抗菌剂，纳米银抗菌剂与静电纺高分子纳米纤维毡的质量比为8%-20%。

作为改进，所述抗菌空气过滤毡还包括分散剂，分散剂的量为纳米抗菌剂质量的0.1%~0.3%。

作为优选，所述分散剂为明胶、丙乙烯醇、果胶、阿拉伯树胶、碳酸镁、磷酸三钙、滑石粉或藻酸盐中的一种或几种。

最后，所述静电纺高分子纳米纤维毡是由高分子纺丝基体和溶剂通过静电纺丝的方法制备而成，其中高分子纺丝基体为三元乙丙橡胶、聚乙烯、聚丙烯、聚砜或未饱和橡胶中的一种或几种；溶剂为四氢呋喃、环己烷、甲苯、二甲苯、三氯甲烷中的一种或几种。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种抗菌空气过滤毡的制备方法，其特征在于步骤为：

1）配制纳米银抗菌剂悬浮液：将100份纳米银抗菌剂溶于40~60份溶剂中，加入分散剂0.1~0.3份，在氮气保护下，恒温至25~35℃，以300~400rpm/min的转速恒速搅拌1.5~2.5h，取上述搅拌液4~6mL，装入储液装置，排除气体，连接喷丝头，将喷丝头接高压电源的正极，准备静电喷涂；

2）配制高分子纺丝液：将高分子纺丝基体溶于溶剂中配置成质量百分比浓度为5~7%的溶液，搅匀、冷却、脱泡后取上述高分子纺丝液4~6mL，装入储液装置中，排除空气，连接喷丝头，将喷丝头接高压电源的正极，准备静电纺丝；

3）静电纺丝制备纳米纤维毡并静电喷涂负载纳米抗菌剂：安装铝箔接收装饰，将转鼓收集装置接地，同时将转鼓收集装置调节至静电喷涂喷丝头和静电纺丝喷丝头中间15~17cm处，保持环境温度、转鼓收集装置温度和储液装置中溶液的温度为28~32℃；开启给料装置，开启高压电源，调节电压至18~22Kv，环境的空气流速为4~6m³/h，溶液的给料速度为1.0~2.0mL/h，同步静电纺丝和静电喷涂，纳米银抗菌剂在静电吸引的作用下，被同步吸附负载到静电纺丝纤维毡基体上去，静电纺丝同步静电喷涂1~10h后断开高压电源，停止给料装置，同步结束静电纺丝和静电喷涂；