一种多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料及其应用
一种多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及家居、办公、公共医疗使用的新型环保材料，尤其涉及一种多功能抗 菌防霾自洁净高分子纳米复合材料及其应用。
【背景技术】
[0002] 随着工业经济的发展，工业生产带来的环境污染日益严重，人们的生存空间面临 着巨大的挑战。人们对于出行健康以及家庭日常健康防护的意识逐渐提高，口罩以及空 气净化等相关净化产品市场不断扩大，专利CN201110236989. 2提到的HEPA过滤层与专利 CN94111475提到另一种熔喷无纺布面料，这是目前市场上常见的两种过滤材料，但是这两 种材料均采用驻极材料作为过滤层，遇水就显著降低过滤效率，不能清洗，重复使用。同时 这两种过滤材料使用过程中，普遍存在细菌滋生，产生二次污染。
[0003] 在目前环境污染严重的情况下，急需一种环保材料能够高效过滤PM2. 5细微颗粒 物，致病菌等细微颗粒物；同时高效广谱抗菌，避免二次污染；具备自洁净除异味的功能； 可清洗重复使用，为家庭，办公和公共卫生提供有效卫生健康防护手段。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的是满足对新型抗菌过滤环保材料的急迫需求以及弥补当下空 气过滤材料的局陷，提供一种多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料。
[0005] 本发明第二个目的在于公开这种多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料的 制作方法。
[0006] 本发明第三个目的在于提供这种多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料在 家居，空气净化、水净化、医疗卫生、工业净化等领域应用。
[0007] 本发明技术方案如下： 本发明优选的第一技术方案为： 1.本发明的多功能抗菌防霾自洁净高分子复合材料，是以木纤维，棉纤维、竹纤维、麻 纤维、含碳纤维、聚丙烯纤维，聚氯乙烯人造纤维、混纺纤维、聚对苯二甲酸乙二酯无纺布、 聚丙烯无纺布中的一种为基材，以特殊工艺加上氨基酸酞菁锌及其衍生物的抗菌剂、无机 金属氧化物冷触媒、纳米纤维层获得。
[0008] 2.根据1项所述的抗菌剂氨基酸酞菁锌及其衍生物，其结构式为结构I :
所述的化学结构I中R为亲水基团，优选羟基（-OH)、羧基（-COOH)、酯基（-COOR1)等 亲水基团；其中酯基中的&结构可以为较短链长的亲水基、疏水基以及中性基团； 所述的化学结构I中氨基酸结构单元聚合度η值为3-35,优选4-8和20-35。
[0009] 根据1项所述的无机金属氧化物，无机金属氧化物采用金属二氧化钛、氧化锌、氧 化泌、氧化锰、氧化镍、氧化铜、氧化银中的一种。
[0010] 将上述的无机金属氧化物与所述的该结构的抗菌剂与粘合剂按照一定比例混合， 通过印染工艺与基材的结合形成抗菌、自洁净高分子基材。
[0011] 3.根据1项所述的纳米纤维过滤膜，通过纺丝工艺处理将50nm-500nm纳米纤维 在抗菌、自洁净高分子基材形成纳米纤维薄膜，形成抗菌防霾、自洁净高分子纳米复合材 料，纳米复合材料的纳米纤维网可机械阻挡〇. 3 μ m细微颗粒（〉85% - 95%)。可调整纳米 纤维加工工艺参数，优化高分子复合材料的过滤效率与空气阻力参数，满足不同应用的的 要求。
[0012] 4.根据1项所述的多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，制备顺序采用 (1)抗菌剂、自洁净无机氧化物与高分子基材结合形成抗菌、自洁净高分子基材，（2)纳米 纤维与抗菌自洁净纤维基材结合形成多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料。
[0013] 本发明的第二技术方案为： 1.本发明的多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，是以木纤维，棉纤维、竹纤 维、麻纤维、含碳纤维、聚丙烯纤维，聚氯乙烯人造纤维、混纺纤维、聚对苯二甲酸乙二酯无 纺布、聚丙烯无纺布中的一种为基材，以特殊工艺技术加上氨基酸酞菁锌及其衍生物的抗 菌剂、纳米纤维层以及无机金属氧化物涂层得到的。
[0014] 2.根据1项所述的抗菌剂氨基酸酞菁锌及其衍生物，其结构式为结构I :
所述的化学结构I中R为亲水基团，优选羟基（-OH)、羧基（-COOH)、酯基（-COOR1)等 亲水基团；其中酯基中的&结构可以为较短链长的亲水基、疏水基以及中性基团； 所述的化学结构I中氨基酸结构单元聚合度η值为3-35,优选4-8和20-35 ; 所述的该结构的抗菌剂与基材的结合方式采用印染、浸染、喷涂工艺中的一种。
[0015] 3.根据1项所述的纳米纤维过滤膜，通过纺丝工艺处理将50nm-500nm纳米纤维在 抗菌、自洁净高分子基材形成纳米纤维薄膜，形成抗菌防霾、自洁净高分子纳米复合材料， 复合材料的纳米纤维网可机械阻挡〇. 3 μ m细微颗粒（〉85% - 95%)。可调整纳米纤维加 工工艺参数，优化高分子复合材料的过滤效率与空气阻力参数，满足不同应用的的要求。
[0016] 4.根据1项所述的无机金属氧化物，无机金属氧化物采用金属二氧化钛、氧化锌、 氧化泌、氧化锰、氧化镍、氧化铜、氧化银中的一种，在基材的另一面形成自洁净的镀层。
[0017] 5.根据1项所述的多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，制备顺序采用 (1)抗菌剂与高分子基材结合形成抗菌高分子基材，（2)纳米纤维与抗菌高分子基材结合 形成抗菌防霾高分子复合材料，（3)无机金属氧化物与抗菌过滤高分子基材结合形成抗菌 防霾自洁净高分子纳米复合材料。
[0018] 本发明的第三技术方案为： 1.本发明的多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，是以木纤维，棉纤维、竹纤 维、麻纤维、含碳纤维、聚丙烯纤维，聚氯乙烯人造纤维、混纺纤维、聚对苯二甲酸乙二酯无 纺布、聚丙烯无纺布中的一种为基材，以特殊工艺加上氨基酸酞菁锌及其衍生物的抗菌剂、 无机金属氧化物冷触媒、纳米纤维层获得。
[0019] 2.根据1项所述的抗菌剂氨基酸酞菁锌及其衍生物，其结构式为结构I :
所述的化学结构I中R为亲水基团，优选羟基（-OH)、羧基（-COOH)、酯基（-COOR1)等 亲水基团；其中酯基中的&结构可以为较短链长的亲水基、疏水基以及中性基团； 所述的化学结构I中氨基酸结构单元聚合度η值为3-35,优选4-8和20-35。
[0020] 根据1项所述的无机金属氧化物，无机金属氧化物采用金属二氧化钛、氧化锌、氧 化泌、氧化锰、氧化镍、氧化铜、氧化银中的一种。
[0021] 将上述的无机金属氧化物与所述的该结构的抗菌剂与粘合剂按照一定比例混合， 通过印染工艺与基材的结合形成抗菌、自洁净高分子基材。
[0022] 3.根据1项所述的纳米纤维过滤膜，通过热融合工艺将抗菌、自洁净高分子基材 与直径为50nm-500nm纳米纤维膜结合，纳米复合材料的纳米纤维膜可机械阻挡0. 3 μ m细 微颗粒（〉85% - 95%)。可调整纳米纤维加工工艺参数，优化高分子复合材料的过滤效率 与空气阻力参数，满足不同应用的的要求。
[0023] 4.根据1项所述的多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，制备顺序采用 (1)抗菌剂、自洁净无机氧化物与高分子基材结合形成抗菌、自洁净高分子基材，（2)纳米 纤维与抗菌自洁净纤维基材结合形成多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料。
[0024] 本发明的优点： 制备工艺简单，复合材料结构与功能性明确，可清洗，易清洁，可重复使用。
[0025] 通过在高分子基材与抗菌剂、自洁净无机氧化物有效结合形成抗菌自洁净高分子 材料。
[0026] 通过在抗菌自洁净高分子材料表面结合纳米纤维薄膜，将抗菌、防霾和自洁净结 合，高效抗菌并且除去有害气体。
[0027]
【具体实施方式】
[0028] 表1实施例1-3中不同组分以及基材
实施例1 多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料的制备方法，表1中所述的竹纤维无纺 布作为基材，称取一定质量的抗菌剂与冷触媒与粘合剂按照一定比例的混合，采用印染的 技术处理形成抗菌自洁净高分子复合材料，再在抗菌自洁净高分子复合材料表面任一面通 过纺丝工艺形成纳米纤维网，形成抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，该复合材料含有 0. lmg/m2抗菌剂，0.1 g/m2冷触媒以及0. lg/m2纳米纤维膜，可以提供抗菌功效、防霾功效 以及自洁净功效。
[0029] 实施例2 多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料的制备方法，表1中所述的棉纤维无纺 布作为基材，称取一定质量的抗菌剂与冷触媒与粘合剂按照一定比例的混合，采用印染的 技术处理形成抗菌自洁净高分子复合材料，再在抗菌自洁净高分子复合材料表面任一面通 过纺丝工艺形成纳米纤维网，形成抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，该复合材料含有 5mg/m2抗菌齐lj，l g/m2冷触媒以及lg/m2纳米纤维膜，可以提供抗菌功效、防霾功效以及自 洁净功效。
[0030] 实施例3 多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料的制备方法，表1中所述的聚对苯二甲 酸乙二醋无纺布作为基材，称取一定质量的抗菌剂与冷触媒与粘合剂按照一定比例的混 合，采用印染的技术处理形成抗菌自洁净高分子复合材料，再将抗菌自洁净高分子复合材 料表面与纳米纤维网热融合，形成抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，该复合材料含有 200mg/m2抗菌剂，20g/m2冷触媒以及50g/m2纳米纤维膜，可以提供抗菌功效、防霾功效以及 自洁净功效。
[0031] 实施例4 抗菌功能材料，采用棉纤维或竹纤维作为材料，通过粘合剂印染、烘干工艺制成含 0. lmg/m2、5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的抗菌面料，主要应用制作成抗菌的床单、面料，用 于可以直接与皮肤接触防护。
[0032] 实施例5 抗菌防霾口罩或滤芯，采用竹纤维做基材，分别制作印染、烘干工艺制作成含〇. Img/ m2、5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的竹纤维基材，然后再三种基材上分别加上lg/m2、5 g/ m2以及50g/m2的纳米纤维网，可以这种面料与普通的丙纶无纺布结合可制作一次性医用口 罩、抗菌防霾口罩，为了确保滤效在竹纤维基材上形成的纳米纤维网的1-20 g/m2,确保应 用于口罩和滤芯的滤效。
[0033] 实施例6 抗菌过滤水净化滤芯，采用聚对苯二甲酸乙二酯无纺布与聚丙烯无纺布中的一种，分 别制作印染、烘干工艺制作成含〇. lmg/m2、5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的竹纤维基材，然 后再三种基材上以特殊工艺加上分别lg/m2、5 g/m2以及50g/m2的纳米纤维网，可以应用于 水净化电器中的水净化核心器件材料。
[0034] 实施例7 抗菌防霾自洁净口罩，采用竹纤维做基材，分别制作印染、烘干工艺制作成含0.1 mg/ m2、5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的竹纤维基材，同时该基材含有别含0. lg/m2、l g/m2以及 20 g/m2金属氧化锌层，然后再9种基材上分别静电纺丝lg/m2、5 g/m2以及50g/m2的纳米 纤维网，可以这种面料与普通的丙纶无纺布结合可制作一次性医用口罩、抗菌防霾自洁净 滤芯产品，为了确保滤效在竹纤维基材上形成的纳米纤维网的1-20 g/m2,确保应用于口罩 和滤芯的滤效。
[0035] 实施例8 抗菌防霾、自洁净纱窗，采用聚对苯二甲酸乙二酯无纺布做基材，通过印染工艺制作含 0. lmg/m2、5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的PET基材，该基材分别含有0. lg/m2、l g/m2以及 20g/m2金属氧化镍层，在上述9种基材上分别静电纺丝0. lg/m2、0. 5 g/m2以及I g/m2的纳 米纤维网，将这种材料与网格状窗纱保护网结合形成窗纱，采用外框架固定形成抗菌防霾、 自洁净纱窗。
[0036] 实施例9 空调过滤网，采用聚对苯二甲酸乙二酯无纺布做基材，通过印染工艺制作含0. lmg/m2、 5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的PET基材，该基材分别含有0. lg/m2、l g/m2以及20g/m2金 属氧化镍层，在上述9种基材上分别静电纺丝0.1g/m2、0. 5 g/m2以及I g/m2的纳米纤维网， 印染上与常规空调的塑料滤网通过粘胶粘连，可应用于空调滤网，为了确保空调的出风量， 降低风阻，纳米纤维网的范围为0. 1-lg/m2。
[0037] 实施例10 空气净化器组件，采用聚对苯二甲酸乙二酯无纺布做基材，通过印染工艺制作含 0· lmg/m2、5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的PET基材，同时基材分别含有0· lg/m2、lg/m2以 及20g/m2金属氧化铋层然后再9种基材上分别结合lg/m2、5 g/m2以及50g/m2的纳米纤维 网，可应用于空气净化器中的抗菌、过滤以及除异味组件。
[0038] 实施例11 工业过滤器件，采用聚对苯二甲酸乙二酯无纺布做基材，通过印染工艺制作含0.1 mg/ m2、5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的PET基材，该基材分别含有0.1g/m2、l g/m2以及20 g/ m2金属氧化锌，然后在9种基材上分别结合以lg/m2、5 g/m2以及50g/m2的纳米纤维网，可 应用于煤炭等固体燃烧工业烟筒出口的器件和汽车排气口的过滤器件，有效过滤燃烧产生 的固体颗粒物与燃烧不充分产生的有机气体。
[0039] 上述实施例虽然对本发明专利的设计思路作了比较简单的文字描述，但是这些文 字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不 超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料主要是由（1)含0. lmg/ m2-200mg/m2有机光催化助剂和0. lmg/m2-20g/m2冷触媒金属氧化物自洁净材料结合的高 分子骨架材料；（2) 0.1 g/m2- 50g/m2纳米纤维层组合而成； 所述的含有机光催化助剂的高分子骨架材料为氨基酸酞菁锌及其衍生物与木纤维， 棉纤维、竹纤维、麻纤维、含碳纤维、聚丙烯纤维，聚氯乙烯人造纤维、混纺纤维、聚对苯二 甲酸乙二酯无纺布、聚丙烯无纺布中的一种或几种组成； 所述的冷触媒金属氧化物主要采用二氧化钛、氧化锌、氧化泌，氧化锰、氧化镍、氧化 铜、氧化银中的一种或几种形成的涂层分布在高分子骨架高分子基材的表面； 所述的纳米纤维层是采用特殊热融工艺将直径为50nm-500nm的纳米纤维网状结构融 合在上述高分子骨架材料上。2. 根据权利要求1所述的多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，其主要抗菌成 份为氨基酸酞菁锌类及其衍生物具有下列化学结构式I;所述的化学结构I中R为亲水基团，优选羟基（-OH)、羧基（-COOH)、酯基（-COOR1)等 亲水基团；其中酯基中的&结构可以为较短链长的亲水基、疏水基以及中性基团； 所述的化学结构I中氨基酸结构单元聚合度η值为3-35,优选4-8和20-35。3. 根据权利要求1所述的多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，其应用主要涉 及口罩，医护服等医疗卫生防护用品、家居健康防护用品、空气净化和水净化滤芯、工业抗 菌过滤组件、医药卫生防护用品。
【专利摘要】本发明提供了一种多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料及其应用，所述的纳米复合材料含1)0.1mg/m2-200mg/m2有机光催化助剂与0.1mg/m2-20g/m2冷触媒金属氧化物提供抗菌、自洁净功效的高分子材料，由它提供骨架支撑、自洁净功效和抗菌功效；2)0.1g/m2-50g/m2纳米纤维层提供过滤功效、自洁净功能。本发明的多功能高分子纳米复合材料能有效杀灭致病菌，过滤PM2.5颗粒物，同时除去异味和自洁净功效，可清洗,适用于有相关需求的家居用品，空气净化和水净化、工业过滤应用。
【IPC分类】B01D39/14, A01P1/00, A01P3/00, A01N43/38
【公开号】CN104888535
【申请号】CN201510265913
【发明人】林帆, 刘观峰, 张丁亮, 路东旭
【申请人】青岛阳光动力生物医药技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月24日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及家居、办公、公共医疗使用的新型环保材料，尤其涉及一种多功能抗 菌防霾自洁净高分子纳米复合材料及其应用。
【背景技术】
[0002] 随着工业经济的发展，工业生产带来的环境污染日益严重，人们的生存空间面临 着巨大的挑战。人们对于出行健康以及家庭日常健康防护的意识逐渐提高，口罩以及空 气净化等相关净化产品市场不断扩大，专利CN201110236989. 2提到的HEPA过滤层与专利 CN94111475提到另一种熔喷无纺布面料，这是目前市场上常见的两种过滤材料，但是这两 种材料均采用驻极材料作为过滤层，遇水就显著降低过滤效率，不能清洗，重复使用。同时 这两种过滤材料使用过程中，普遍存在细菌滋生，产生二次污染。
[0003] 在目前环境污染严重的情况下，急需一种环保材料能够高效过滤PM2. 5细微颗粒 物，致病菌等细微颗粒物；同时高效广谱抗菌，避免二次污染；具备自洁净除异味的功能； 可清洗重复使用，为家庭，办公和公共卫生提供有效卫生健康防护手段。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的是满足对新型抗菌过滤环保材料的急迫需求以及弥补当下空 气过滤材料的局陷，提供一种多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料。
[0005] 本发明第二个目的在于公开这种多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料的 制作方法。
[0006] 本发明第三个目的在于提供这种多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料在 家居，空气净化、水净化、医疗卫生、工业净化等领域应用。
[0007] 本发明技术方案如下： 本发明优选的第一技术方案为： 1.本发明的多功能抗菌防霾自洁净高分子复合材料，是以木纤维，棉纤维、竹纤维、麻 纤维、含碳纤维、聚丙烯纤维，聚氯乙烯人造纤维、混纺纤维、聚对苯二甲酸乙二酯无纺布、 聚丙烯无纺布中的一种为基材，以特殊工艺加上氨基酸酞菁锌及其衍生物的抗菌剂、无机 金属氧化物冷触媒、纳米纤维层获得。
[0008] 2.根据1项所述的抗菌剂氨基酸酞菁锌及其衍生物，其结构式为结构I :
所述的化学结构I中R为亲水基团，优选羟基（-OH)、羧基（-COOH)、酯基（-COOR1)等 亲水基团；其中酯基中的&结构可以为较短链长的亲水基、疏水基以及中性基团； 所述的化学结构I中氨基酸结构单元聚合度η值为3-35,优选4-8和20-35。
[0009] 根据1项所述的无机金属氧化物，无机金属氧化物采用金属二氧化钛、氧化锌、氧 化泌、氧化锰、氧化镍、氧化铜、氧化银中的一种。
[0010] 将上述的无机金属氧化物与所述的该结构的抗菌剂与粘合剂按照一定比例混合， 通过印染工艺与基材的结合形成抗菌、自洁净高分子基材。
[0011] 3.根据1项所述的纳米纤维过滤膜，通过纺丝工艺处理将50nm-500nm纳米纤维 在抗菌、自洁净高分子基材形成纳米纤维薄膜，形成抗菌防霾、自洁净高分子纳米复合材 料，纳米复合材料的纳米纤维网可机械阻挡〇. 3 μ m细微颗粒（〉85% - 95%)。可调整纳米 纤维加工工艺参数，优化高分子复合材料的过滤效率与空气阻力参数，满足不同应用的的 要求。
[0012] 4.根据1项所述的多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，制备顺序采用 (1)抗菌剂、自洁净无机氧化物与高分子基材结合形成抗菌、自洁净高分子基材，（2)纳米 纤维与抗菌自洁净纤维基材结合形成多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料。
[0013] 本发明的第二技术方案为： 1.本发明的多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，是以木纤维，棉纤维、竹纤 维、麻纤维、含碳纤维、聚丙烯纤维，聚氯乙烯人造纤维、混纺纤维、聚对苯二甲酸乙二酯无 纺布、聚丙烯无纺布中的一种为基材，以特殊工艺技术加上氨基酸酞菁锌及其衍生物的抗 菌剂、纳米纤维层以及无机金属氧化物涂层得到的。
[0014] 2.根据1项所述的抗菌剂氨基酸酞菁锌及其衍生物，其结构式为结构I :
所述的化学结构I中R为亲水基团，优选羟基（-OH)、羧基（-COOH)、酯基（-COOR1)等 亲水基团；其中酯基中的&结构可以为较短链长的亲水基、疏水基以及中性基团； 所述的化学结构I中氨基酸结构单元聚合度η值为3-35,优选4-8和20-35 ; 所述的该结构的抗菌剂与基材的结合方式采用印染、浸染、喷涂工艺中的一种。
[0015] 3.根据1项所述的纳米纤维过滤膜，通过纺丝工艺处理将50nm-500nm纳米纤维在 抗菌、自洁净高分子基材形成纳米纤维薄膜，形成抗菌防霾、自洁净高分子纳米复合材料， 复合材料的纳米纤维网可机械阻挡〇. 3 μ m细微颗粒（〉85% - 95%)。可调整纳米纤维加 工工艺参数，优化高分子复合材料的过滤效率与空气阻力参数，满足不同应用的的要求。
[0016] 4.根据1项所述的无机金属氧化物，无机金属氧化物采用金属二氧化钛、氧化锌、 氧化泌、氧化锰、氧化镍、氧化铜、氧化银中的一种，在基材的另一面形成自洁净的镀层。
[0017] 5.根据1项所述的多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，制备顺序采用 (1)抗菌剂与高分子基材结合形成抗菌高分子基材，（2)纳米纤维与抗菌高分子基材结合 形成抗菌防霾高分子复合材料，（3)无机金属氧化物与抗菌过滤高分子基材结合形成抗菌 防霾自洁净高分子纳米复合材料。
[0018] 本发明的第三技术方案为： 1.本发明的多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，是以木纤维，棉纤维、竹纤 维、麻纤维、含碳纤维、聚丙烯纤维，聚氯乙烯人造纤维、混纺纤维、聚对苯二甲酸乙二酯无 纺布、聚丙烯无纺布中的一种为基材，以特殊工艺加上氨基酸酞菁锌及其衍生物的抗菌剂、 无机金属氧化物冷触媒、纳米纤维层获得。
[0019] 2.根据1项所述的抗菌剂氨基酸酞菁锌及其衍生物，其结构式为结构I :
所述的化学结构I中R为亲水基团，优选羟基（-OH)、羧基（-COOH)、酯基（-COOR1)等 亲水基团；其中酯基中的&结构可以为较短链长的亲水基、疏水基以及中性基团； 所述的化学结构I中氨基酸结构单元聚合度η值为3-35,优选4-8和20-35。
[0020] 根据1项所述的无机金属氧化物，无机金属氧化物采用金属二氧化钛、氧化锌、氧 化泌、氧化锰、氧化镍、氧化铜、氧化银中的一种。
[0021] 将上述的无机金属氧化物与所述的该结构的抗菌剂与粘合剂按照一定比例混合， 通过印染工艺与基材的结合形成抗菌、自洁净高分子基材。
[0022] 3.根据1项所述的纳米纤维过滤膜，通过热融合工艺将抗菌、自洁净高分子基材 与直径为50nm-500nm纳米纤维膜结合，纳米复合材料的纳米纤维膜可机械阻挡0. 3 μ m细 微颗粒（〉85% - 95%)。可调整纳米纤维加工工艺参数，优化高分子复合材料的过滤效率 与空气阻力参数，满足不同应用的的要求。
[0023] 4.根据1项所述的多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，制备顺序采用 (1)抗菌剂、自洁净无机氧化物与高分子基材结合形成抗菌、自洁净高分子基材，（2)纳米 纤维与抗菌自洁净纤维基材结合形成多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料。
[0024] 本发明的优点： 制备工艺简单，复合材料结构与功能性明确，可清洗，易清洁，可重复使用。
[0025] 通过在高分子基材与抗菌剂、自洁净无机氧化物有效结合形成抗菌自洁净高分子 材料。
[0026] 通过在抗菌自洁净高分子材料表面结合纳米纤维薄膜，将抗菌、防霾和自洁净结 合，高效抗菌并且除去有害气体。
[0027]
【具体实施方式】
[0028] 表1实施例1-3中不同组分以及基材
实施例1 多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料的制备方法，表1中所述的竹纤维无纺 布作为基材，称取一定质量的抗菌剂与冷触媒与粘合剂按照一定比例的混合，采用印染的 技术处理形成抗菌自洁净高分子复合材料，再在抗菌自洁净高分子复合材料表面任一面通 过纺丝工艺形成纳米纤维网，形成抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，该复合材料含有 0. lmg/m2抗菌剂，0.1 g/m2冷触媒以及0. lg/m2纳米纤维膜，可以提供抗菌功效、防霾功效 以及自洁净功效。
[0029] 实施例2 多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料的制备方法，表1中所述的棉纤维无纺 布作为基材，称取一定质量的抗菌剂与冷触媒与粘合剂按照一定比例的混合，采用印染的 技术处理形成抗菌自洁净高分子复合材料，再在抗菌自洁净高分子复合材料表面任一面通 过纺丝工艺形成纳米纤维网，形成抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，该复合材料含有 5mg/m2抗菌齐lj，l g/m2冷触媒以及lg/m2纳米纤维膜，可以提供抗菌功效、防霾功效以及自 洁净功效。
[0030] 实施例3 多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料的制备方法，表1中所述的聚对苯二甲 酸乙二醋无纺布作为基材，称取一定质量的抗菌剂与冷触媒与粘合剂按照一定比例的混 合，采用印染的技术处理形成抗菌自洁净高分子复合材料，再将抗菌自洁净高分子复合材 料表面与纳米纤维网热融合，形成抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，该复合材料含有 200mg/m2抗菌剂，20g/m2冷触媒以及50g/m2纳米纤维膜，可以提供抗菌功效、防霾功效以及 自洁净功效。
[0031] 实施例4 抗菌功能材料，采用棉纤维或竹纤维作为材料，通过粘合剂印染、烘干工艺制成含 0. lmg/m2、5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的抗菌面料，主要应用制作成抗菌的床单、面料，用 于可以直接与皮肤接触防护。
[0032] 实施例5 抗菌防霾口罩或滤芯，采用竹纤维做基材，分别制作印染、烘干工艺制作成含〇. Img/ m2、5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的竹纤维基材，然后再三种基材上分别加上lg/m2、5 g/ m2以及50g/m2的纳米纤维网，可以这种面料与普通的丙纶无纺布结合可制作一次性医用口 罩、抗菌防霾口罩，为了确保滤效在竹纤维基材上形成的纳米纤维网的1-20 g/m2,确保应 用于口罩和滤芯的滤效。
[0033] 实施例6 抗菌过滤水净化滤芯，采用聚对苯二甲酸乙二酯无纺布与聚丙烯无纺布中的一种，分 别制作印染、烘干工艺制作成含〇. lmg/m2、5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的竹纤维基材，然 后再三种基材上以特殊工艺加上分别lg/m2、5 g/m2以及50g/m2的纳米纤维网，可以应用于 水净化电器中的水净化核心器件材料。
[0034] 实施例7 抗菌防霾自洁净口罩，采用竹纤维做基材，分别制作印染、烘干工艺制作成含0.1 mg/ m2、5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的竹纤维基材，同时该基材含有别含0. lg/m2、l g/m2以及 20 g/m2金属氧化锌层，然后再9种基材上分别静电纺丝lg/m2、5 g/m2以及50g/m2的纳米 纤维网，可以这种面料与普通的丙纶无纺布结合可制作一次性医用口罩、抗菌防霾自洁净 滤芯产品，为了确保滤效在竹纤维基材上形成的纳米纤维网的1-20 g/m2,确保应用于口罩 和滤芯的滤效。
[0035] 实施例8 抗菌防霾、自洁净纱窗，采用聚对苯二甲酸乙二酯无纺布做基材，通过印染工艺制作含 0. lmg/m2、5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的PET基材，该基材分别含有0. lg/m2、l g/m2以及 20g/m2金属氧化镍层，在上述9种基材上分别静电纺丝0. lg/m2、0. 5 g/m2以及I g/m2的纳 米纤维网，将这种材料与网格状窗纱保护网结合形成窗纱，采用外框架固定形成抗菌防霾、 自洁净纱窗。
[0036] 实施例9 空调过滤网，采用聚对苯二甲酸乙二酯无纺布做基材，通过印染工艺制作含0. lmg/m2、 5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的PET基材，该基材分别含有0. lg/m2、l g/m2以及20g/m2金 属氧化镍层，在上述9种基材上分别静电纺丝0.1g/m2、0. 5 g/m2以及I g/m2的纳米纤维网， 印染上与常规空调的塑料滤网通过粘胶粘连，可应用于空调滤网，为了确保空调的出风量， 降低风阻，纳米纤维网的范围为0. 1-lg/m2。
[0037] 实施例10 空气净化器组件，采用聚对苯二甲酸乙二酯无纺布做基材，通过印染工艺制作含 0· lmg/m2、5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的PET基材，同时基材分别含有0· lg/m2、lg/m2以 及20g/m2金属氧化铋层然后再9种基材上分别结合lg/m2、5 g/m2以及50g/m2的纳米纤维 网，可应用于空气净化器中的抗菌、过滤以及除异味组件。
[0038] 实施例11 工业过滤器件，采用聚对苯二甲酸乙二酯无纺布做基材，通过印染工艺制作含0.1 mg/ m2、5 mg/m2以及200 mg/m2抗菌剂的PET基材，该基材分别含有0.1g/m2、l g/m2以及20 g/ m2金属氧化锌，然后在9种基材上分别结合以lg/m2、5 g/m2以及50g/m2的纳米纤维网，可 应用于煤炭等固体燃烧工业烟筒出口的器件和汽车排气口的过滤器件，有效过滤燃烧产生 的固体颗粒物与燃烧不充分产生的有机气体。
[0039] 上述实施例虽然对本发明专利的设计思路作了比较简单的文字描述，但是这些文 字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不 超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料主要是由（1)含0. lmg/ m2-200mg/m2有机光催化助剂和0. lmg/m2-20g/m2冷触媒金属氧化物自洁净材料结合的高 分子骨架材料；（2) 0.1 g/m2- 50g/m2纳米纤维层组合而成； 所述的含有机光催化助剂的高分子骨架材料为氨基酸酞菁锌及其衍生物与木纤维， 棉纤维、竹纤维、麻纤维、含碳纤维、聚丙烯纤维，聚氯乙烯人造纤维、混纺纤维、聚对苯二 甲酸乙二酯无纺布、聚丙烯无纺布中的一种或几种组成； 所述的冷触媒金属氧化物主要采用二氧化钛、氧化锌、氧化泌，氧化锰、氧化镍、氧化 铜、氧化银中的一种或几种形成的涂层分布在高分子骨架高分子基材的表面； 所述的纳米纤维层是采用特殊热融工艺将直径为50nm-500nm的纳米纤维网状结构融 合在上述高分子骨架材料上。2. 根据权利要求1所述的多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，其主要抗菌成 份为氨基酸酞菁锌类及其衍生物具有下列化学结构式I;所述的化学结构I中R为亲水基团，优选羟基（-OH)、羧基（-COOH)、酯基（-COOR1)等 亲水基团；其中酯基中的&结构可以为较短链长的亲水基、疏水基以及中性基团； 所述的化学结构I中氨基酸结构单元聚合度η值为3-35,优选4-8和20-35。3. 根据权利要求1所述的多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料，其应用主要涉 及口罩，医护服等医疗卫生防护用品、家居健康防护用品、空气净化和水净化滤芯、工业抗 菌过滤组件、医药卫生防护用品。
【专利摘要】本发明提供了一种多功能抗菌防霾自洁净高分子纳米复合材料及其应用，所述的纳米复合材料含1)0.1mg/m2-200mg/m2有机光催化助剂与0.1mg/m2-20g/m2冷触媒金属氧化物提供抗菌、自洁净功效的高分子材料，由它提供骨架支撑、自洁净功效和抗菌功效；2)0.1g/m2-50g/m2纳米纤维层提供过滤功效、自洁净功能。本发明的多功能高分子纳米复合材料能有效杀灭致病菌，过滤PM2.5颗粒物，同时除去异味和自洁净功效，可清洗,适用于有相关需求的家居用品，空气净化和水净化、工业过滤应用。
【IPC分类】B01D39/14, A01P1/00, A01P3/00, A01N43/38
【公开号】CN104888535
【申请号】CN201510265913
【发明人】林帆, 刘观峰, 张丁亮, 路东旭
【申请人】青岛阳光动力生物医药技术有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月24日
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