[发明专利]一种具备抗菌功能的过滤材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具备抗菌功能的过滤材料的制备方法，所述的具备抗菌功能的过滤材料包括基材(11)以及设于基材(11)之上的纳米纤维膜，所述的纳米纤维膜包括至少一个层级单元，每一层级单元包括由纳米纤维(14)杂乱聚集而成的平面层(12)以及设于平面层之上的由纳米纤维(14)堆砌而成的空腔结构(13)，部分或全部空腔结构(13)内填充有具备抗菌功能的物质(15)，纳米纤维(14)也掺杂有具备抗菌功能的物质(15)；所述的制备方法包括：

步骤1：将抗菌功能物质分散于溶剂中，形成分散液，将抗菌功能物质分散于溶剂中，加入聚合物，搅拌形成纺丝溶液；

步骤2：将基材置于静电纺丝接收装置上，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒，滚筒的表面设有多个空心状的凸起，凸起的一面与滚筒接触，与滚筒的接触面能够连通至滚筒内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭；基材置于滚筒上，基材的孔和滚筒上的凸起相互嵌合，将刻蚀蒸汽从高温蒸汽发生装置送入滚筒，使蒸汽从凸起上的孔上排出；

步骤3：在基材上形成至少一个层级单元，纳米纤维膜的每个层级单元的形成方法包括：先将纺丝溶液进行静电纺丝形成平面层，再将纺丝溶液进行静电纺丝形成空腔结构的腔壁，然后通过将分散液进行静电喷雾向空腔结构内填充具备抗菌功能的物质；最终得到可释放远红外线的功能过滤材料。

2.如权利要求1所述的具备抗菌功能的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的基材(11)网孔状，网孔大小为1～25mm²，克重为10～300g/m²，材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、锦纶、纤维素、聚丙烯腈、聚氯乙烯或金属。

3.如权利要求1所述的具备抗菌功能的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的纳米纤维膜的孔隙率为60～99.99％，平均孔径为1～10μm，克重为0.01～70g/m²，堆积密度为0.006～0.084g/cm³，纳米纤维膜中层级单元的个数为1～10。

4.如权利要求1所述的具备抗菌功能的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的平面层(12)的纤维直径为0.02～20μm，孔隙率为60～99.99％，平均孔径为1～10μm，堆积密度为0.006～0.084g/cm³。

5.如权利要求1所述的具备抗菌功能的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的每一层级单元中空腔结构(13)的数量为2.5×10⁴～5×10⁶个/cm²，空腔结构(13)的高度为5～50μm，截面形状为圆形、正方形、长方形或三角形，截面面积为20～4000μm²。

6.如权利要求1所述的具备抗菌功能的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的空腔结构(13)内的具备抗菌功能的物质为银、铜、锌、镍、铅、氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂、酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双呱类、酚类、甲壳素、芥末、蓖麻油和山葵中的至少一种，物质的形态为颗粒状或短纤，颗粒的粒径为10～100μm，短纤的直径为1～10μm，长度为1～10cm，每个空腔结构(13)内填充的具备抗菌功能的物质质量为0.1～1000μg。

7.如权利要求1所述的具备抗菌功能的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的填充有具备抗菌功能的物质的空腔结构(13)占所有空腔结构(13)的比例为10％～90％，分布形式为均匀分布。

8.如权利要求1所述的具备抗菌功能的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的填充有具备抗菌功能的物质的空腔结构(13)与不填充有具备抗菌功能的物质的空腔结构(13)间隔设置。

9.如权利要求1所述的具备抗菌功能的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的纳米纤维的化学成分为氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龙6、尼龙66、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己内酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚以及聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一种或以上；纳米纤维中掺杂的具备抗菌功能的物质的质量比例为0.01％～5％。