[发明专利]一种生物基活性碳纤维过滤复合芯材及制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种生物基活性碳纤维过滤复合芯材及制备方法与应用，制备方法包括以下步骤：将混杂纤维进行活化处理获得混杂活性炭纤维，将生物基活性炭纤维与混杂活性炭纤维进行混杂织物梳网处理制备生物基活性碳纤维过滤层前体，将生物基活性碳纤维过滤层前体在真空条件下加热脱气处理，然后将脱气处理的生物基活性碳纤维过滤层前体浸渍在纳米二氧化钛水溶液或纳米银水溶液中，浸渍后烘干获得生物基活性碳纤维过滤层，将生物基活性碳纤维过滤层与熔喷无纺布过滤层进行复合；混杂纤维为T300碳纤维、T700碳纤维、T800碳纤维、T1000碳纤维、黏胶基碳纤维中的一种或多种，生物基活性炭纤维与混杂活性炭纤维的质量比为2～8:1。

技术领域

本发明涉及一种生物基活性碳纤维过滤复合芯材及制备方法与应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着新型冠状病毒感染的肺炎疫情不断蔓延，对于各种过滤材料和口罩等防护装备的需求量激增。有条件的国家纷纷转产医用防护和过滤材料，特别像口罩这种典型的个人防护过滤产品，短时间的需求量不断提高，而对于口罩用过滤材料的质量稳定和功能化的水平也不断提出了十分苛刻的要求。传统的一次性医用过滤材料是由聚丙烯纤维的纺粘无纺布和熔喷无纺布组合叠层制备的，利用超细纤维之间随机性搭接形成的微观孔隙结构对粉尘和病菌以及其他有害物质的颗粒进行过滤和阻挡。但是发明人经过研究发现，这种传统的超细纤维的叠层组合过滤材料，由于纤维自身的柔韧性和强度以及吸附特性的瓶颈问题，也存在过滤效率和病毒阻隔效率以及功能性的诸多问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种生物基活性碳纤维过滤复合芯材及制备方法与应用，不仅能够提高过滤织物材料和产品的使用耐久度，而且使得复合芯材兼备过滤和抑菌双重功能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，一种生物基活性碳纤维过滤复合芯材的制备方法，包括以下步骤：

将混杂纤维进行活化处理获得混杂活性炭纤维，将生物基活性炭纤维与混杂活性炭纤维进行混杂织物梳网处理制备生物基活性碳纤维过滤层前体，将生物基活性碳纤维过滤层前体在真空条件下加热脱气处理，然后将脱气处理的生物基活性碳纤维过滤层前体浸渍在纳米二氧化钛水溶液或纳米银水溶液中，浸渍后烘干获得生物基活性碳纤维过滤层，将生物基活性碳纤维过滤层与熔喷无纺布过滤层进行复合；

其中，所述混杂纤维为T300碳纤维、T700碳纤维、T800碳纤维、T1000碳纤维、黏胶基碳纤维中的一种或多种，生物基活性炭纤维与混杂活性炭纤维的质量比为2～8:1。

活性碳纤维是一种具有超强纳米级孔隙结构的超细纤维，其比表面积大、吸附选择性和吸附特性强、此外，由于活性碳纤维属于无机纤维范畴，制备它的碳纤维自身的力学特性均由于传统的丙纶和涤纶纤维，因此将其与传统过滤纤维材料进行匹配使用，可以提高过滤织物材料和产品的使用耐久度。然而，经过研究发现，活性碳纤维制备的织物层的过滤性能较差，且没有抑菌性能。

本发明采用生物基活性碳纤维与其他活性碳纤维在特定比例下进行混杂制备成织物，然后浸渍纳米二氧化钛水溶液或纳米银使得制备的生物基活性碳纤维过滤层同时具备较高的吸附性能、过滤性能及抑菌性能，再通过与熔喷无纺布过滤层的复合，能够使获得的过滤复合芯材不仅具有高强度、耐久度长，而且具备较高的吸附性能、过滤性能和优异的抑菌功能。

另一方面，一种生物基活性碳纤维过滤复合芯材，由上述制备方法获得。

第三方面，一种上述生物基活性碳纤维过滤复合芯材在防护用品中的应用。

本发明的有益效果为：