CN106943802A - 一种多功能抗耐药菌自洁净滤材及其制备方法与应用 - Google Patents

一种多功能抗耐药菌自洁净滤材及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多功能抗耐药菌自洁净滤材及其制备方法与应用。本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材由具有强度的抗耐药菌自洁净基材和纳米纤维过滤层组成，具有抗菌、防PM2.5颗粒物、可清洗、耐老化等功能。本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材的制备方法操作简单可行，适于大规模生产，所得多功能抗耐药菌自洁净滤材能够用于空气净化领域，能有效过滤室外的PM2.5细微颗粒、致病菌、耐药菌、花粉、尘埃等颗粒物，让清新空气进入室内，同时高效灭杀滞留的致病菌与耐药菌，可透光、可清洗、可重复使用，能够为医院，办公场所和家庭建立室内健康呼吸的环境，同时有效解决了抗菌工艺与印染工艺的并行操作问题，解决了印花面料的抗菌效能低的问题。

Description

一种多功能抗耐药菌自洁净滤材及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及健康卫生防护技术领域，具体而言，涉及一种多功能抗耐药菌自洁净滤材及其制备方法与应用。
背景技术
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。
MRSA作为血源性感染最常见的细菌，金黄色葡萄球菌严重威胁病人生命安全。MRSA于1961年首次发现。如今革兰氏阴性细菌已经超过葡萄球菌成为院感的首要原因，MRSA导致导致的感染和乙肝、艾滋被认为是世界三大感染性疾病。耐甲氧西林耐药产生原因是由于mecA基因编码的青霉素结合蛋白PBP2α的产生。国内MRSA感染在80年代以前报道不多，MRSA约占临床分离株的5％，80年代中期约占24％，90年代迅速增至50％以上，但儿童医院中的MRSA检出率低，约占金葡菌分离株的8.5％-23％。2008年之前MRSA检出率呈上升趋势，最高为73.6％，之后逐渐下降，2010年为51.7％，2013年为45.2％。在ICU中的MRSA占金黄色葡萄球菌的比例较高，国内50.7％-92.3％，国外64.4％。
中国、欧美以及WHO的抗生素使用率，中国抗生素使用率明显高于其他地区，抗生素使用率高达80％，由于抗生素的滥用，细菌产生耐用性，导致细菌感染死亡人数增加。
耐药性产生主要由两种原因：一种是微生物适应环境，形成了保护性的生物膜；另一种是微生物个体发生了可遗传的变异。临床上经常遇到的耐药性为第一种原因产生的耐药性。
目前用于纤维素及织物抗菌改性的抗菌剂大致可分为两类：无机抗菌剂和有机抗菌剂。无机抗菌剂，例如：含Ag+、Cu2+、Zn2+等金属离子的银系抗菌剂，具有光催化作用的钛系抗菌剂等；有机抗菌剂，例如：合成类有机抗菌剂(季铵盐类、卤胺类、聚双胍类、卤代苯酚等)，天然类有机抗菌剂(壳聚糖、鱼精蛋白、天然抗菌肽等)。用这些抗菌剂形成的织物仍有需要改进的空间，例如，抗菌效果不理想，对人体的毒性较大等。
另一方面，随着多重耐药菌的出现，光动力抗菌化学疗法(photodynamicantimicrobial chemotherapy,PACT)受到越来越多的关注。该方法利用光敏剂与特定波长的光相互作用，产生细胞活性物质(自由基或单线态氧)杀灭致病菌。光敏剂作为一种抗菌物质也随之走进人们的视线。与传统抗菌剂相比，光动力抗菌法具有以下优势：(1)抗菌谱广，可用于细菌、真菌、病毒、原虫等，对耐药菌株也同样有效；(2)该方法产生的细胞活性物质的扩散距离很短，在<100埃之内就被灭活，因此能避免对毗连的宿主组织的损害；(3)可通过多种给药方式使光敏剂到达感染处，且多次治疗后病原微生物不会产生对PACT的耐受情况；(4)光敏剂毒副作用低，对肝肾功能影响小；(5)对微生物分泌的毒性因子同样有灭活作用。因此，PACT可望成为杀灭耐药菌的方法之一，或成为传统抗菌处理的安全替代法。
但要将光敏剂与纤维材料结合，通常需要对纤维材料做比较复杂的处理，以提供能耦合光敏剂的活性基团；或是在比较苛刻的反应条件下(如高温、隔水等)与光敏剂接枝，这些处理手段通常不适合工业化生产，并且会影响织物的其他性能，比如柔软性、后续处理的便宜性等。因此目前获得带有光敏剂的抗菌纤维材料的手段非常有限，制约了光动力抗菌面料的发展。
同时纤维面料的印花的整理工艺与抗菌的后整理工艺很难并行实施，印花的颜料影响抗菌剂的吸收，印花材料通过后整理抗菌工艺存在抗菌效率过低等问题。
如何能将光敏材料有效连接到纤维材料的表面，形成安全可靠、制备简便的光动力抗菌滤材，同时解决印花与抗菌工艺并行是扩展新型抗菌滤材需要解决的问题。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种多功能抗耐药菌自洁净滤材，所述的多功能抗耐药菌自洁净滤材成分简单，安全性高，在光源照射下，产生高能态氧，杀灭各种致病菌；在黑暗条件下，抗菌肽基团与细菌表面产生静电作用，杀灭各种致病菌。
本发明的第二目的在于提供一种所述的多功能抗耐药菌自洁净滤材的制备方法，该方法操作简单可行，适于大规模生产，有效解决了抗菌工艺与印染工艺的并行操作问题，解决了印花面料的抗菌效能低的问题。
本发明的第三目的在于提供一种所述的多功能抗耐药菌自洁净滤材的应用，所述的多功能抗耐药菌自洁净滤材可用于空气净化，尤其适于制备空气净化产品，保护呼吸环境，可用于家庭健康防护，能够有效解决人体感染流感耐药菌等问题。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种多功能抗耐药菌自洁净滤材，所述多功能抗耐药菌自洁净滤材包括抗耐药菌自洁净基材和设置在抗耐药菌自洁净基材上的纳米纤维过滤层；所述抗耐药菌自洁净基材包括基材，在基材的一面上分别设置颜料层和抗耐药菌自洁净层；
所述纳米纤维过滤层设置在颜料层和抗耐药菌自洁净层上和/或基材上没有颜料层和抗耐药菌自洁净层的一面上；
所述颜料层主要由颜料制备得到；
所述抗耐药菌自洁净层主要由光敏分子、金属氧化物和交联剂制备得到；
所述光敏分子、金属氧化物和交联剂的质量比为0.0001-10：0.001-0.5：0.3-1。
本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材采用特定成分制备得到，由具有强度的抗耐药菌自洁净基材和纳米纤维过滤层组成，具有特定结构，具有抗菌、防PM2.5颗粒物、可清洗、耐老化等功能，能有效过滤室外的PM2.5细微颗粒，致病菌，耐药菌，花粉，尘埃等颗粒物，让清新空气进入室内，同时高效灭杀滞留的致病菌与耐药菌，可透光，可清洗，重复使用，能够为医院，办公场所和家庭建立室内健康呼吸的环境。
可选地，所述光敏分子、金属氧化物和交联剂的质量比为1-10：0.25-0.5：0.6-1。
可选地，所述光敏分子包括氨基酸酞菁金属类化合物及其衍生物中的一种或多种。
优选地，所述光敏分子的化学结构式如下：
其中M选自金属元素，优选选自铜、锌和铁中的一种；
R选自亲水基团，优选选自羟基、羧基和酯基的一种；
聚合度n值为5以上，优选为5-35。
可选地，所述金属氧化物包括二氧化钛、氧化铜、氧化亚铜、五氧化二钒中的一种或多种，优选包括二氧化钛和五氧化二钒中的一种或多种。
可选地，所述交联剂包括HLB值为0-20的具有表面活性的材料。
优选地，所述交联剂包括羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、黄原胶、卡波姆、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯和烷基醇酰胺中的一种或多种，优选包括羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和黄原胶中的一种或多种。
可选地，所述基材主要由天然纤维、化学纤维、人造纤维和合成纤维中的一种或多种制备得到；
优选地，主要由碳纤维、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纤维、聚丙烯纤维中的一种或多种制备得到。
优选地，所述基材的纵向拉伸强度≥200N/5cm，横向拉伸强度≥100N/5cm，优选纵向拉伸强度≥220N/5cm，横向拉伸强度≥110N/5cm，进一步优选纵向拉伸强度≥240N/5cm，横向拉伸强度≥120N/5cm。
优选地，所述基材的克重为40-300g/m2,优选为60-150g/m2。
可选地，所述纳米纤维过滤层主要由聚合物材料制备得到。
优选地，所述聚合物包括溶剂型聚合物、水溶性或环境友好型聚合物和天然高分子聚合物中的一种或多种。
进一步优选地，所述溶剂型聚合物包括聚醚酰亚胺、聚氨酯、聚酰亚胺、聚砜、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚偏二氟乙烯中的一种或多种。
进一步优选地，所述水溶性或环境友好型聚合物包括以乙醇或水为溶剂的聚合物，优选包括聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺和聚乳酸中的一种或多种。
进一步优选地，所述天然高分子聚合物包括纤维素、醋酸纤维素、乙基纤维素和甲壳素中的一种或多种。
优选地，所述聚合物材料的平均分子量为5-1000万。
可选地，所述颜料包括有机颜料中的一种或多种，优选包括黑颜料、白颜料、红颜料、绿颜料和蓝颜料中的一种或多种，进一步优选包括黑颜料、白颜料和蓝颜料中的一种或多种。
上述的一种多功能抗耐药菌自洁净滤材的制备方法，依次在基材表面依次分别制备颜料层和抗耐药菌自洁净层，在抗耐药菌自洁净层上制备纳米纤维过滤层，得到一种多功能抗耐药菌自洁净滤材。
本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材的制备方法操作简单可行，适于大规模生产。
可选地，上述的一种多功能抗耐药菌自洁净滤材的制备方法，包括如下步骤：
(1)将基材平铺在机器传送带，通过传送带输送基材；
(2)将颜料与第一溶剂组成的颜料体系置于储液槽1中，将光敏分子、金属氧化物、交联剂以及第二溶剂组成的复配体系置于储液槽2中，开启机器，传送带将基材依次分别通过储液槽1与储液槽2上方的滚轴，滚轴依次分别带动储液槽1和储液槽2中的料液到基材上，形成颜料层以及抗耐药菌自洁净层；
(3)进行烘干处理；
(4)将纳米纤维纺丝液通过静电纺丝工艺在抗耐药菌自洁净层上制备得到纳米纤维过滤层，得到一种多功能抗耐药菌自洁净滤材。
可选地，所述颜料层包括预设图案。
可选地，所述第一溶剂包括有机溶剂中的一种或多种，优选包括正丙酯、异丙醇和乙醇中的一种或多种。
可选地，所述第二溶剂包括水，优选包括纯化水。
可选地，所述颜料体系中颜料的质量分数为40％-70％，优选为40％-60％。
可选地，所述复配体系中光敏分子的质量分数为0.0001％-10％，优选为1％-10％。
可选地，所述复配体系中金属氧化物的质量分数为0.001％-0.5％，优选为0.25％-0.5％。
可选地，所述复配体系中交联剂的质量分数为0.3％-1％，优选为0.6％-1％。
可选地，所述滚轴的传输速度为3-100m/min，优选为20-100m/min。
可选地，所述烘干的温度为50-120℃，优选为80-120℃。
上述的一种多功能抗耐药菌自洁净滤材的应用，所述多功能抗耐药菌自洁净滤材用于空气净化，优选用于制备空气净化装置产品。
本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材，可用于空气净化，尤其适用于制备空气净化装置产品，能够保护呼吸环境，可用于家庭健康防护，能够有效解决人体感染流感耐药菌等问题。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材采用特定成分制备得到，由具有强度的抗耐药菌自洁净基材和纳米纤维过滤层组成，具有特定结构，具有抗菌、防PM2.5颗粒物、可清洗、耐老化等功能，能有效过滤室外的PM2.5细微颗粒，致病菌，耐药菌，花粉，尘埃等颗粒物，让清新空气进入室内，同时高效灭杀滞留的致病菌与耐药菌，可透光，可清洗，重复使用，能够为医院，办公场所和家庭建立室内健康呼吸的环境。
本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材的制备方法操作简单可行，适于大规模生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施方式可用的多功能抗耐药菌自洁净滤材的制备工艺流程图；
图2为本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材的阻力与过滤效率关系图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供了一种多功能抗耐药菌自洁净滤材，所述多功能抗耐药菌自洁净滤材包括抗耐药菌自洁净基材和设置在抗耐药菌自洁净基材上的纳米纤维过滤层；所述抗耐药菌自洁净基材包括基材，在基材的一面上分别设置颜料层和抗耐药菌自洁净层；
所述纳米纤维过滤层设置在颜料层和抗耐药菌自洁净层上和/或基材上没有颜料层和抗耐药菌自洁净层的一面上；
所述颜料层主要由颜料制备得到；
所述抗耐药菌自洁净层主要由光敏分子、金属氧化物和交联剂制备得到；
所述光敏分子、金属氧化物和交联剂的质量比为0.0001-10：0.001-0.5：0.3-1。
本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材采用特定成分制备得到，由具有强度的抗耐药菌自洁净基材和纳米纤维过滤层组成，具有特定结构，具有抗菌、防PM2.5颗粒物、可清洗、耐老化等功能，能有效过滤室外的PM2.5细微颗粒，致病菌，耐药菌，花粉，尘埃等颗粒物，让清新空气进入室内，同时高效灭杀滞留的致病菌与耐药菌，可透光，可清洗，重复使用，能够为医院，办公场所和家庭建立室内健康呼吸的环境。
本发明一种优选的具体实施方式，所述光敏分子、金属氧化物和交联剂的质量比为1-10：0.25-0.5：0.6-1。
采用特定的光敏分子、金属氧化物和交联剂的质量比，有助于提高所得多功能抗耐药菌自洁净滤材杀灭致病菌的效果，同时保证所得多功能抗耐药菌自洁净滤材的阻力符合空气净化领域实际应用需求。
本发明一种优选的具体实施方式，所述光敏分子包括氨基酸酞菁金属类化合物及其衍生物中的一种或多种。
优选地，所述光敏分子的化学结构式如下：
其中M选自金属元素，优选选自铜、锌和铁中的一种；
R选自亲水基团，优选选自羟基、羧基和酯基的一种；
聚合度n值为5以上，优选为5-35。
采用特定成分的光敏分子，其氨基酸基团带正电性，能靶向攻击细胞壁带负电性的致病菌，光敏分子基团在光照下激发机体/环境中的氧分子到高能态(单线态氧)，高能态氧灭杀所有攻击的致病菌。在无光照条件下，抗菌肽通过正、负电荷间的相互作用，附着在细菌细胞质膜上，造成细菌细胞膜结构破坏，导致其内容物外泄而致其死亡，广谱抗菌，不易产生耐药性。此外，采用特定成分的光敏分子，也不会受到印花颜料的影响而导致所得产品的抗菌性能下降。
本发明一种优选的具体实施方式，所述金属氧化物包括二氧化钛、氧化铜、氧化亚铜、五氧化二钒中的一种或多种，优选包括二氧化钛和五氧化二钒中的一种或多种。
采用特定成分的金属氧化物有助于使所得多功能抗耐药菌自洁净滤材具有合适的阻力，适用于空气净化领域，提高对空气中的颗粒物、致病菌等的过滤效率。
本发明一种优选的具体实施方式，所述交联剂包括HLB值为0-20的具有表面活性的材料。
优选地，所述交联剂包括羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、黄原胶、卡波姆、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯和烷基醇酰胺中的一种或多种，优选包括羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和黄原胶中的一种或多种。
采用特定成分的交联剂，有助于将光敏分子与金属氧化物固化到基材上，提高其粘接强度，保证光敏分子与金属氧化物的非溶出性能。
本发明一种优选的具体实施方式，所述基材主要由天然纤维、化学纤维、人造纤维和合成纤维中的一种或多种制备得到；
优选地，主要由碳纤维、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纤维、聚丙烯纤维中的一种或多种制备得到。
优选地，所述基材的纵向拉伸强度≥200N/5cm，横向拉伸强度≥100N/5cm，优选纵向拉伸强度≥220N/5cm，横向拉伸强度≥110N/5cm，进一步优选纵向拉伸强度≥240N/5cm，横向拉伸强度≥120N/5cm。
优选地，所述基材的克重为40-300g/m2,优选为60-150g/m2。
采用特定基材能够保证所得多功能抗耐药菌自洁净滤材的强度。
本发明一种优选的具体实施方式，所述纳米纤维过滤层主要由聚合物材料制备得到。
优选地，所述聚合物包括溶剂型聚合物、水溶性或环境友好型聚合物和天然高分子聚合物中的一种或多种。
进一步优选地，所述溶剂型聚合物包括聚醚酰亚胺、聚氨酯、聚酰亚胺、聚砜、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚偏二氟乙烯中的一种或多种。
进一步优选地，所述水溶性或环境友好型聚合物包括以乙醇或水为溶剂的聚合物，优选包括聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺和聚乳酸中的一种或多种。
进一步优选地，所述天然高分子聚合物包括纤维素、醋酸纤维素、乙基纤维素和甲壳素中的一种或多种。
优选地，所述聚合物材料的平均分子量为5-1000万。
采用特定的聚合物材料制备得到纳米纤维过滤层，能够有效过滤颗粒物质，同时调节透气性能，将阻力控制在合适范围内。
本发明一种优选的具体实施方式，所述颜料包括有机颜料中的一种或多种，优选包括黑颜料、白颜料、红颜料、绿颜料和蓝颜料中的一种或多种，进一步优选包括黑颜料、白颜料和蓝颜料中的一种或多种。
上述的一种多功能抗耐药菌自洁净滤材的制备方法，依次在基材表面依次分别制备颜料层和抗耐药菌自洁净层，在抗耐药菌自洁净层上制备纳米纤维过滤层，得到一种多功能抗耐药菌自洁净滤材。
本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材的制备方法操作简单可行，适于大规模生产。
本发明一种优选的具体实施方式，上述的一种多功能抗耐药菌自洁净滤材的制备方法，如图1所示，包括如下步骤：
(1)将基材平铺在机器传送带，通过传送带输送基材；
(2)将颜料与第一溶剂组成的颜料体系置于储液槽1中，将光敏分子、金属氧化物、交联剂以及第二溶剂组成的复配体系置于储液槽2中，开启机器，传送带将基材依次分别通过储液槽1与储液槽2上方的滚轴，滚轴依次分别带动储液槽1和储液槽2中的料液到基材上，形成颜料层以及抗耐药菌自洁净层；
(3)进行烘干处理；
(4)将纳米纤维纺丝液通过静电纺丝工艺在抗耐药菌自洁净层上制备得到纳米纤维过滤层，得到一种多功能抗耐药菌自洁净滤材。
本发明一种优选的具体实施方式，所述颜料层包括预设图案。
本发明一种优选的具体实施方式，所述第一溶剂包括有机溶剂中的一种或多种，优选包括正丙酯、异丙醇和乙醇中的一种或多种。
本发明一种优选的具体实施方式，所述第二溶剂包括水，优选包括纯化水。
本发明一种优选的具体实施方式，所述颜料体系中颜料的质量分数可根据实际需要进行调整，得到不同深浅不同颜色的产品；
优选地，所述颜料体系中颜料的质量分数为10％-70％，优选为40％-60％。
本发明一种优选的具体实施方式，所述复配体系中光敏分子的质量分数为0.0001％-10％，优选为1％-10％。
本发明一种优选的具体实施方式，所述复配体系中金属氧化物的质量分数为0.001％-0.5％，优选为0.25％-0.5％。
本发明一种优选的具体实施方式，所述复配体系中交联剂的质量分数为0.3％-1％，优选为0.6％-1％。
采用特定的料液浓度，有助于制备过程的顺利进行，将上述原料均匀制备在基材上。
所采用的光敏分子为氨基酸酞菁金属类及其衍生物中的R结构为亲水基团，优选羧基基团，容易与基材表面的羟基基团结合，形成化学键，同时增加交联剂有效将光敏分子与金属氧化物固化到基材上，保证光敏分子与金属氧化物的非溶出性能。
本发明一种优选的具体实施方式，所述滚轴的传输速度为3-100m/min，优选为20-100m/min。
传输过程中的速度决定了颜料的附着的多少，以及光敏分子、金属氧化物有效附着量，保证所得多功能抗耐药菌自洁净滤材的抗耐药菌性能以及自洁净性能。
放置颜料的储液槽1优选放置在光敏分子、金属氧化物以及交联剂的储液槽2之前，保证颜料涂覆不会影响抗耐药菌性能以及自洁净性能。
光敏染料作为光敏分子的一种形式，与颜料配伍性高，避免颜料影响光敏分子的抗菌性能。
本发明一种优选的具体实施方式，所述烘干的温度为50-120℃，优选为80-120℃。
采用特定烘干温度有助于提高烘干效率。
上述的一种多功能抗耐药菌自洁净滤材的应用，所述多功能抗耐药菌自洁净滤材用于空气净化，优选用于制备空气净化装置产品。
本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材，可用于空气净化，尤其适用于制备空气净化装置产品，能够保护呼吸环境，可用于家庭健康防护，能够有效解决人体感染流感耐药菌等问题。
本发明为了能说明抗耐药菌自洁净滤材制备方法制备的抗耐药菌自洁净滤材的工艺、对致病菌以及耐药菌的灭杀效果以及安全性，选取具有一定代表性的实施例具体说明本发明。
表1颜料的组成及传输速度及烘干温度(各组分的量加量的wt％计)
实施例1
按照表1中实施例1称取各成份的量，首先称取0.1wt％的黑颜料(生产商为江门东阳油墨有限公司)，再向其中加入9.9wt％的白颜料(生产商为江门东阳油墨有限公司)，向其中加入30wt％的正丙酯，12wt％的异丙醇以及17.9wt％的乙醇形成深灰色颜料，放置储液槽1。
实施例2
按照表1中实施例2称取各成份的量，首先称取0.3wt％的黑颜料(生产商为江门东阳油墨有限公司)，再向其中加入56wt％的蓝颜料(生产商为江门东阳油墨有限公司)，向其中加入24.24wt％的正丙酯，6.6wt％的异丙醇以及12.86wt％的乙醇形成深蓝色颜料，放置储液槽1。
实施例3
按照表1中实施例3称取各成份的量，首先称取20wt％的白颜料(生产商为江门东阳油墨有限公司)，再向其中加入50wt％的蓝颜料(生产商为江门东阳油墨有限公司)，向其中加入24.24wt％的正丙酯，6.6wt％的异丙醇以及12.86wt％的乙醇形成浅蓝色颜料，放置储液槽1。
表2抗菌及自清洁体系组成及传输速度及烘干温度(各组分的量加量的wt％计)
实施例4
按照表2中实施例4称取各成份的量，首先称取一定量的水，加入0.3wt％的羟丙基甲基纤维素，充分搅拌后，加入0.0001wt％光敏分子(型号为YG-01，生产商为青岛阳光动力生物医药技术有限公司)与0.001wt％二氧化钛，补足余量的水分，放置储液槽2。
实施例5
按照表2中实施例5称取各成份的量，首先称取一定量的水，加入0.3wt％的羟乙基纤维素，充分搅拌后，加入1wt％光敏分子(型号为YG-03，生产商为青岛阳光动力生物医药技术有限公司)与0.001wt％氧化铜，补足余量的水分，放置储液槽2。
实施例6
按照表2中实施例6称取各成份的量，首先称取一定量的水，加入0.3wt％的黄原胶，充分搅拌后，加入10wt％光敏分子(型号为YG-01，生产商为青岛阳光动力生物医药技术有限公司)与0.001wt％五氧化二钒，补足余量的水分，放置储液槽2。
实施例7
按照表2中实施例7称取各成份的量，首先称取一定量的水，加入0.6wt％的脂肪醇聚氧乙烯醚，充分搅拌后，加入0.0001wt％光敏分子(型号为YG-03，生产商为青岛阳光动力生物医药技术有限公司)与0.25wt％氧化亚铜，补足余量的水分，放置储液槽2。
实施例8
按照表2中实施例8称取各成份的量，首先称取一定量的水，加入0.6wt％的脂肪酸聚氧乙烯酯，充分搅拌后，加入1wt％光敏分子(型号为YG-01，生产商为青岛阳光动力生物医药技术有限公司)与0.25wt％二氧化钛，补足余量的水分，放置储液槽2。
实施例9
按照表2中实施例9称取各成份的量，首先称取一定量的水，加入0.6wt％的烷基醇酰胺，充分搅拌后，加入10wt％光敏分子(型号为YG-03，生产商为青岛阳光动力生物医药技术有限公司)与0.25wt％五氧化二钒，补足余量的水分，放置储液槽2。
实施例10
按照表2中实施例10称取各成份的量，首先称取一定量的水，加入0.5wt％的羟丙基甲基纤维素和0.5wt％的羟乙基纤维素，充分搅拌后，加入0.0001wt％光敏分子(型号为YG-01，生产商为青岛阳光动力生物医药技术有限公司)与0.5wt％氧化铜，补足余量的水分，放置储液槽2。
实施例11
按照表2中实施例11称取各成份的量，首先称取一定量的水，加入1wt％的固化剂，充分搅拌后，加入1wt％光敏分子(型号为YG-03，生产商为青岛阳光动力生物医药技术有限公司)与0.25wt％的二氧化钛和0.25wt％的五氧化二钒，补足余量的水分，放置储液槽2。
实施例12
按照表2中实施例11称取各成份的量，首先称取一定量的水，加入0.2wt％的丙基甲基纤维素、0.2wt％的羟乙基纤维素和0.6wt％的黄原胶，充分搅拌后，加入10wt％光敏分子(型号为YG-01，生产商为青岛阳光动力生物医药技术有限公司)与0.2wt％的二氧化钛和0.3wt％的五氧化二钒，补足余量的水分，放置储液槽2。
将实施例1-3中任意一组与实施例4-12中的任意一组组合分别放置储液槽1和储液槽2，将储液槽1对应的转轴传输速度与储液槽2对应的转轴的传输保持一致，将基材放置传输设备上，将光敏分子、金属氧化物、有机颜料通过滚轴印染到基材上，制备得到抗耐药菌自洁净基材。
表3纳米纤维在基材上的克重含量
实施例13
采用实施例1和实施例4的组合分别放置储液槽1和储液槽2，将储液槽1对应的转轴传输速度与储液槽2对应的转轴的传输保持一致，采用聚对苯二甲酸乙二酯无纺布作为基材，将基材放置传输设备上，将光敏分子、金属氧化物、有机颜料通过滚轴印染到基材上，制备得到抗耐药菌自洁净基材；在所得颜料层和抗耐药菌自洁净层上进行静电纺丝(具体方法为在室温(26℃)，聚氨酯浓度为5wt％，纺丝电压l7.5kV，纺丝液流量0.1mL/h条件下对溶液进行静电纺丝，质量分数为6％,分子量为5万)，得到单位面积克重为0.1g/m2的纳米纤维(聚氨酯)层，得到一种多功能抗耐药菌自洁净滤材。
实施例14
采用实施例2和实施例8的组合分别放置储液槽1和储液槽2，将储液槽1对应的转轴传输速度与储液槽2对应的转轴的传输保持一致，采用聚丙烯无纺布作为基材，将基材放置传输设备上，将光敏分子、金属氧化物、有机颜料通过滚轴印染到基材上，制备得到抗耐药菌自洁净基材；在基材上没有颜料层和抗耐药菌自洁净层的一面上进行静电纺丝(具体方法为在室温(26℃)，聚乙烯吡咯烷酮浓度为15wt％，纺丝电压l7.5kV，纺丝液流量20mL/h条件下对溶液进行静电纺丝，质量分数为12％,分子量为1000万)，得到单位面积克重为0.5g/m2的纳米纤维(聚乙烯吡咯烷酮)层，得到一种多功能抗耐药菌自洁净滤材。
实施例15
采用实施例3和实施例12的组合分别放置储液槽1和储液槽2，将储液槽1对应的转轴传输速度与储液槽2对应的转轴的传输保持一致，采用聚丙烯无纺布作为基材，将基材放置传输设备上，将光敏分子、金属氧化物、有机颜料通过滚轴印染到基材上，制备得到抗耐药菌自洁净基材；在所得颜料层和抗耐药菌自洁净层上进行静电纺丝(具体方法为在室温(26℃)，乙基纤维素浓度为10wt％，纺丝电压l7.5kV，纺丝液流量12mL/h条件下对溶液进行静电纺丝，质量分数为9％,分子量为500万)，得到单位面积克重为1g/m2的纳米纤维(乙基纤维素)层，得到一种多功能抗耐药菌自洁净滤材。
将实施例13-15的所得多功能抗耐药菌自洁净滤材进行抗菌实验和过滤效率测试，其中抗菌实验(大肠杆菌及金黄色葡萄球菌)按照GB15979-2002一次性使用卫生用品标准附录C5的要求进行，抗耐药菌实验(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)按照AATCC 100-2012《纺织品抗菌性测试的要求》进行，抗菌剂溶出情况实验按照GBT 31713-2015《抗菌纺织品安全性卫生要求》进行，过滤效率实验按照GB/T6165-2008《高效空气过滤器性能试验方法效率与阻力》的要求进行，所得结果如表3所示：
表3本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材抗菌及过滤效果
表4本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材的阻力与过滤效率关系数据
序号 单位纳米纤维克重(g/m2) 过滤效率/％
1 0.01 57.5
2 0.1 72
3 0.5 75
4 1 82
5 2 97.9
通过表3可以看出本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抑菌效率≥99％，对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌抑菌效率≥99％，本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材在1h以内就可以达到对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抑菌效率均≥99％，具有优异的抗菌效果。从抗菌剂溶出情况的实验结果可以看出，所得到的抑菌圈直径≤1mm，说明本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材能够有效控制抗菌剂的溶出。现有技术中通常采用的Ag+作为抗菌剂，而这类抗菌方式是要通过Ag+溶出灭菌，在抗菌的同时还可能对环境、人体产生影响，相比之下，本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材并不会出现抗菌剂的溶出现象。现有技术中在抗菌工艺与印染工艺的并行实际操作中，印染料和抗菌剂会相互影响，从而影响抗菌效果。本发明有效解决了抗菌工艺与印染工艺的并行操作问题，解决了印花面料的抗菌效能低的问题。此外，本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材对粒径≥0.3μm的颗粒物的过滤效率≥70％，具有显著的抗菌和过滤效果。
表4提供了图2所示的本发明多功能抗耐药菌自洁净滤材的阻力与过滤效率关系，通过调整单位纳米纤维克重能够得到不同的阻力，同时获得不同的过滤效率。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

Claims (10)

1.一种多功能抗耐药菌自洁净滤材，其特征在于，所述多功能抗耐药菌自洁净滤材包括抗耐药菌自洁净基材和设置在抗耐药菌自洁净基材上的纳米纤维过滤层；所述抗耐药菌自洁净基材包括基材，在基材的一面上分别设置颜料层和抗耐药菌自洁净层；
所述纳米纤维过滤层设置在颜料层和抗耐药菌自洁净层上和/或基材上没有颜料层和抗耐药菌自洁净层的一面上；
所述颜料层主要由颜料制备得到；
所述抗耐药菌自洁净层主要由光敏分子、金属氧化物和交联剂制备得到；
所述光敏分子、金属氧化物和交联剂的质量比为0.0001-10：0.001-0.5：0.3-1；
优选地，所述光敏分子、金属氧化物和交联剂的质量比为1-10：0.25-0.5：0.6-1。
2.根据权利要求1所述的一种多功能抗耐药菌自洁净滤材，其特征在于，所述光敏分子包括氨基酸酞菁金属类化合物及其衍生物中的一种或多种；
优选地，所述光敏分子的化学结构式如下：
其中M选自金属元素，优选选自铜、锌和铁中的一种；
R选自亲水基团，优选选自羟基、羧基和酯基的一种；
聚合度n值为5以上，优选为5-35。
3.根据权利要求1所述的一种多功能抗耐药菌自洁净滤材，其特征在于，所述金属氧化物包括二氧化钛、氧化铜、氧化亚铜、五氧化二钒中的一种或多种，优选包括二氧化钛和五氧化二钒中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种多功能抗耐药菌自洁净滤材，其特征在于，所述交联剂包括HLB值为0-20的具有表面活性的材料；
优选地，所述交联剂包括羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、黄原胶、卡波姆、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯和烷基醇酰胺中的一种或多种，优选包括羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素和黄原胶中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种多功能抗耐药菌自洁净滤材，其特征在于，所述基材主要由天然纤维、化学纤维、人造纤维和合成纤维中的一种或多种制备得到；
优选地，主要由碳纤维、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纤维、聚丙烯纤维中的一种或多种制备得到；
优选地，所述基材的纵向拉伸强度≥200N/5cm，横向拉伸强度≥100N/5cm，优选纵向拉伸强度≥220N/5cm，横向拉伸强度≥110N/5cm，进一步优选纵向拉伸强度≥240N/5cm，横向拉伸强度≥120N/5cm；
优选地，所述基材的克重为40-300g/m2,优选为60-150g/m2。
6.根据权利要求1所述的一种多功能抗耐药菌自洁净滤材，其特征在于，所述纳米纤维过滤层主要由聚合物材料制备得到；
优选地，所述聚合物包括溶剂型聚合物、水溶性或环境友好型聚合物和天然高分子聚合物中的一种或多种；
进一步优选地，所述溶剂型聚合物包括聚醚酰亚胺、聚氨酯、聚酰亚胺、聚砜、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚偏二氟乙烯中的一种或多种；
进一步优选地，所述水溶性或环境友好型聚合物包括以乙醇或水为溶剂的聚合物，优选包括聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺和聚乳酸中的一种或多种；
进一步优选地，所述天然高分子聚合物包括纤维素、醋酸纤维素、乙基纤维素和甲壳素中的一种或多种；
优选地，所述聚合物材料的平均分子量为5-1000万。
7.根据权利要求1所述的一种多功能抗耐药菌自洁净滤材，其特征在于，所述颜料包括有机颜料中的一种或多种，优选包括黑颜料、白颜料、红颜料、绿颜料和蓝颜料中的一种或多种，进一步优选包括黑颜料、白颜料和蓝颜料中的一种或多种。
8.如权利要求1-7任一所述的一种多功能抗耐药菌自洁净滤材的制备方法，其特征在于，依次在基材表面依次分别制备颜料层和抗耐药菌自洁净层，在抗耐药菌自洁净层上制备纳米纤维过滤层，得到一种多功能抗耐药菌自洁净滤材。
9.根据权利要求8所述的一种多功能抗耐药菌自洁净滤材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将基材平铺在机器传送带，通过传送带输送基材；
(2)将颜料与第一溶剂组成的颜料体系置于储液槽1中，将光敏分子、金属氧化物、交联剂以及第二溶剂组成的复配体系置于储液槽2中，开启机器，传送带将基材依次分别通过储液槽1与储液槽2上方的滚轴，滚轴依次分别带动储液槽1和储液槽2中的料液到基材上，形成颜料层以及抗耐药菌自洁净层；
(3)进行烘干处理；
(4)将纳米纤维纺丝液通过静电纺丝工艺在抗耐药菌自洁净层上制备得到纳米纤维过滤层，得到一种多功能抗耐药菌自洁净滤材；
优选地，所述颜料层包括预设图案；
优选地，所述第一溶剂包括有机溶剂中的一种或多种，优选包括正丙酯、异丙醇和乙醇中的一种或多种；
优选地，所述第二溶剂包括水，优选包括纯化水；
优选地，所述颜料体系中颜料的质量分数为40％-70％，优选为40％-60％；
优选地，所述复配体系中光敏分子的质量分数为0.0001％-10％，优选为1％-10％；
优选地，所述复配体系中金属氧化物的质量分数为0.001％-0.5％，优选为0.25％-0.5％；
优选地，所述复配体系中交联剂的质量分数为0.3％-1％，优选为0.6％-1％；
优选地，所述滚轴的传输速度为3-100m/min，优选为20-100m/min；
优选地，所述烘干的温度为50-120℃，优选为80-120℃。
10.如权利要求1-7任一所述的一种多功能抗耐药菌自洁净滤材的应用，其特征在于，所述多功能抗耐药菌自洁净滤材用于空气净化，优选用于制备空气净化装置产品。
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