杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料及其制备方法与流程

本发明涉及过滤材料领域，具体涉及一种杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料及其制备方法。

背景技术：

1、由超细纤维组成的熔喷非织造材料能够高效阻隔细菌、病毒，是口罩及防护服等防护物资的关键核心材料。然而，现有熔喷非织造材料功能单一，抗病毒效果差，导致了防护物资使用寿命短、用量巨大、易产生交叉感染。因此，开发具有杀菌抗病毒功能的熔喷非织造材料具有极其重要的意义。

2、目前，市场上的杀菌抗病毒聚丙烯非织造材料主要通过在聚丙烯母粒中添加无机抗菌剂制备而成。如专利cn201210316357.1报道了一种抗菌聚丙烯熔喷无纺滤材及其制备方法，通过向熔喷聚丙烯中加入纳米电气石、纳米二氧化钛和纳米氧化锌，并对配方以及制备工艺的改进，制备得到抗菌聚丙烯熔喷无纺布。专利cn202010446059公开了一种复方抗病毒抗菌多功能pp，pe，pet无纺布及制备与应用，采用二氧化硅气凝胶微球通过特定的方法分别将无机抗病毒抗菌金属/氧化物及中药抗病毒抗菌成分负载，然后与纤维切片经混合挤出，得到母粒；再将母粒与纤维切片混合纺丝，得到复方抗病毒抗菌多功能pp，pe，pet无纺布。然而，无机粉体在熔融共混过程中不易分散，可能会影响熔喷纺丝工艺及无纺布的性能。此外，还可以通过化学改性在熔喷级聚丙烯分子链上接枝有机抗菌单体，制备杀菌抗病毒熔喷非织造材料。其中，卤胺类抗菌剂具有广谱抗菌性、抗菌活性高、杀菌速率快、抗菌持久和良好的再生性以及不产生有毒物质等优点，被广泛研究及应用。如专利cn202011506583提供了一种持久抗菌聚丙烯无纺布的制备方法，通过在无纺布表面依次吸附并接枝多巴胺、改性壳聚糖及卤胺化合物结构，从而使得所述聚丙烯无纺布具有优异、持久的抗菌效果。发明cn202010711332提供了一种抗菌聚丙烯熔喷材料及制备方法，选择含有双键及抗菌功能的单体，通过自由基接枝共聚将抗菌单体接枝到聚丙烯的主链上，再通过胺卤化作用使分子链上形成具有卤胺的抗菌结构，制备抗菌聚丙烯熔喷材料。然而，由于聚丙烯分子链不含活性官能团，因此抗菌单体接枝率低、熔喷无纺布生产不稳定、抗菌效果依然有待提升。

技术实现思路

1、本发明针对现有通过在聚丙烯母粒中添加无机抗菌剂，或通过化学改性在化学惰性的聚丙烯分子链上接枝有机抗菌单体，制备杀菌抗病毒聚丙烯非织造材料过程中所面临的无机粉体分散效果差、抗菌单体接枝率低、生产不稳定、抗菌效果依然有待提升等问题，提供一种新的杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料及制备方法，通过调整功能单体结构、优化生产工艺，提高抗菌单体分散性、含量，增强杀菌抗病毒效果及生产工艺稳定性。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料，该非织造材料含有含n-h及长度可控烷基链的烯酰胺类抗菌功能单体，该材料的结晶度为35～40％。

4、本发明技术方案中：该材料以熔喷级聚丙烯和含n-h及长度可控烷基链的烯酰胺类抗菌功能单体为原料，将熔喷级聚丙烯、功能单体以及成核剂熔融共混，即可制得熔喷级共结晶聚丙烯母粒。

5、本发明技术方案中：将熔喷级共结晶聚丙烯母粒进行熔喷纺丝，即制备得到共结晶聚丙烯熔喷非织造材料；优选：所述的熔喷纺丝工艺温度为230～280℃。

6、本发明技术方案中：将共结晶聚丙烯熔喷非织造材料在次氯酸钠溶液里进行浸轧，然后清洗后烘干即得杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料。

7、本发明技术方案中：第一步中：熔喷级聚丙烯、含n-h及长度可控烷基链的烯酰胺类抗菌功能单体和成核剂的重量份数依次为80～120份、1～30份和0.1～10份；

8、优选：第一步中：熔喷级聚丙烯、含n-h及长度可控烷基链的烯酰胺类抗菌功能单体和成核剂的重量份数依次为100份、5～20份和0.2～1份。

9、本发明技术方案中：含n-h及长度可控烷基链的烯酰胺类抗菌功能单体的结构式如下：

10、为

11、其中：r1为长链烷基类的基团，碳原子数量范围为10～25。

12、本发明技术方案中：含n-h及长度可控烷基链的烯酰胺类抗菌功能单体为10-十一碳烯酰胺、己烯酰胺或9-十八碳烯酰胺。

13、本发明技术方案中：第一步中：所述成核剂为无机类成核剂；优选：无机类成核剂为碳酸钙、二氧化钛、二氧化硅中的一种或两种混合；进一步优选：无机成核剂的粒径为100～800nm；第一步中：熔融共混的温度为150～240℃。

14、本发明技术方案中：次氯酸钠溶液的质量浓度为0.1％～5％，次氯酸钠溶液的ph为1～9；浸轧的温度为20～60℃；浸轧的时间5～15min。

15、一种上述的杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料的制备方法，该材料将熔喷级聚丙烯、含n-h及长度可控烷基链的烯酰胺类抗菌功能单体和成核剂熔融共混，即可制得熔喷级共结晶聚丙烯母粒；将熔喷级共结晶聚丙烯母粒进行熔喷纺丝，即制备得到共结晶聚丙烯熔喷非织造材料；将共结晶聚丙烯熔喷非织造材料在次氯酸钠溶液里进行浸轧，然后清洗后烘干即得杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料。

16、本发明技术方案中：所述杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料在制备口罩及防护服方面的应用。

17、本发明提出了利用共结晶法制备含卤胺结构的杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造无纺布。首先选择含n-h及长度可控烷基链的烯酰胺类功能单体，利用单体上的烷基链与聚丙烯大分子链的熔融共结晶行为，制备共结晶聚丙烯母粒；然后再通过熔喷纺丝法制备熔喷非织造材料，经次氯酸盐处理后使n-h键转化为n-cl键，制备得到含卤胺结构的杀菌抗病毒聚丙烯熔喷无纺布。具有功能单体分散性好、含量高；抗菌效果好、性能持久；结构可调、生产工艺稳定可控等优点。

18、本发明的有益效果：

19、(1)利用功能单体上的烷基链与聚丙烯大分子链的熔融共结晶，实现功能单体与聚丙烯的有效结合。功能单体的烷基链结构与聚丙烯结构相似，因此单体分散性更好、含量更高，从而提高抗菌抗病毒效果及持久性。

20、(2)通过共混实现熔喷聚丙烯的功能改性，区别于自由基接枝改性，不受限于接枝率，并降低副反应的发生；还可以通过调控功能单体上烷基链的长度，调控其与聚丙烯大分子链的熔融共结晶行为，提高共结晶熔喷无纺布的生产稳定性。

技术特征：

1.一种杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料，其特征在于：该非织造材料含有含n-h及长度可控烷基链的烯酰胺类抗菌功能单体，该材料的结晶度为35～40％。

2.根据权利要求1所述的杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料，其特征在于：该材料以熔喷级聚丙烯和含n-h及长度可控烷基链的烯酰胺类抗菌功能单体为原料，将熔喷级聚丙烯、功能单体以及成核剂熔融共混，即可制得熔喷级共结晶聚丙烯母粒。

3.根据权利要求1所述的杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料，其特征在于：将熔喷级共结晶聚丙烯母粒进行熔喷纺丝，即制备得到共结晶聚丙烯熔喷非织造材料；优选：所述的熔喷纺丝工艺温度为230～280℃。

4.根据权利要求3所述的杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料，其特征在于：将共结晶聚丙烯熔喷非织造材料在次氯酸钠溶液里进行浸轧，然后清洗后烘干即得杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料。

5.根据权利要求1～4任一项所述的杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料，其特征在于：第一步中：熔喷级聚丙烯、含n-h及长度可控烷基链的烯酰胺类抗菌功能单体和成核剂的重量份数依次为80～120份、1～30份和0.1～10份；

6.根据权利要求1～4任一项所述的杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料，其特征在于：第一步中：含n-h及长度可控烷基链的烯酰胺类抗菌功能单体的结构式如下：

7.根据权利要求6所述的杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料，其特征在于：含n-h及长度可控烷基链的烯酰胺类抗菌功能单体为10-十一碳烯酰胺、己烯酰胺或9-十八碳烯酰胺。

8.根据权利要求1所述的杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料，其特征在于：第一步中：所述成核剂为无机类成核剂；优选：无机类成核剂为碳酸钙、二氧化钛、二氧化硅中的一种或两种混合；进一步优选：无机成核剂的粒径为100～800nm；第一步中：熔融共混的温度为150～240℃。

9.根据权利要求4所述的杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料，其特征在于：次氯酸钠溶液的质量浓度为0.1％～5％，次氯酸钠溶液的ph为1～9；浸轧的温度为20～60℃；浸轧的时间5～15min。

10.一种权利要求1所述的杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料的制备方法，其特征在于：该材料将熔喷级聚丙烯、含n-h及长度可控烷基链的烯酰胺类抗菌功能单体和成核剂熔融共混，即可制得熔喷级共结晶聚丙烯母粒；将熔喷级共结晶聚丙烯母粒进行熔喷纺丝，即制备得到共结晶聚丙烯熔喷非织造材料；将共结晶聚丙烯熔喷非织造材料在次氯酸钠溶液里进行浸轧，然后清洗后烘干即得杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料。

11.权利要求1所述杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料在制备口罩及防护服方面的应用。

技术总结本发明涉及一种杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料及其制备方法，属于功能过滤材料领域。首先选择含N‑H及长度可控烷基链的稀酰胺类功能单体，利用单体上的烷基链与聚丙烯大分子链的熔融共结晶行为，制备共结晶聚丙烯母粒；然后再通过熔喷纺丝法制备熔喷非织造材料，经次氯酸钠溶液处理后使N‑H键转化为N‑Cl键，即得到含卤胺结构的杀菌抗病毒聚丙烯熔喷无纺布。本发明提出的杀菌抗病毒聚丙烯熔喷非织造材料及其制备方法具有功能单体分散性好、含量高；抗菌效果好、性能持久；结构可调、生产工艺稳定可控等优点。技术研发人员：王栋,潘晓娣,覃燕杰,李沐芳,戴钧明,赵青华受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27