CN115386108A - 防螨抗菌母粒的制备方法及其应用 - Google Patents

防螨抗菌母粒的制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了防螨抗菌母粒的制备方法及其应用，其中该防螨抗菌母粒至少包括热塑性树脂、氯菊酯、抗菌剂、纳米氧化锌以及微粉蜡等材料，将上述材料通过高速混料机混合后制成所述防螨抗菌母粒，防螨抗菌无纺布由所述防螨抗菌母粒通过熔融、过滤、纺丝、冷却、牵引以及加固等步骤制成。本方案中，将具有除螨和抗菌性能的功能性用剂与热塑性树脂混合制成母粒，最终制成兼具防螨抗菌性能的无纺布，不易在日常清洗和使用中失去防螨效果，相对于表面涂布整理剂的除螨方式制成的防螨布料，使功能性用剂分布更加均匀且防螨抗菌效果更加具有持久性。

Description

防螨抗菌母粒的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及高分子化学材料领域，尤其涉及防螨抗菌母粒的制备方法及其应用。
背景技术
螨虫是一种肉眼不易看见的微型害虫种类很多。至今前发现在居室内生活的螨虫有40余种，其中与人体健康有关的有十多种。最常见的有尘螨、粉螨、蠕螨、疥螨等。调查表明，成年人约有97％感染螨虫，其中以尘螨为主。尘螨的尸体、分泌物和***物都是可致病的过敏原。它们分布在地毯沙发毛绒玩具被褥、坐垫床垫和枕芯等处孳生，以人的汗液、分泌物脱落的皮屑为食，繁殖速度极快。其次还有粉螨，主要在贮存的食品和粮食中繁殖蠕螨，主要寄生在人的毛囊和皮脂腺中，如鼻、耳、头皮、前胸、后背、耳道等地方疥螨寄生于人和哺乳动物的皮肤表层。值得一提的是，越来越多的家庭饲养宠物极易导致疥螨通过衣裤被褥直接传播给人甚至造成人与人之间的相互传播。
现有技术中大多采用表面涂层和微胶囊等织物后整理法来达到防螨抗菌的目的，如中国专利申请号为：201610570649.6，专利名称为《抗菌除螨聚烯烃弹性体复合材料及其制备方法和应用》的中国专利，揭示了一种聚烯烃弹性体复合材料及其制备方法，该方法取聚烯烃弹性体、润滑油、抗氧剂，混匀，得到混合物料，并将混合物料进行拉丝后，得到丝状或条状产品，在其表面涂覆上纳米银和除螨防霉整理剂后获得聚烯烃弹性体复合材料，但由于防螨整理剂和抗菌整理剂向纤维内的渗透性较差，仅附着在织物的表面，防螨和抗菌效果也会因洗涤、日晒造成流失，持久性差，不利于持续使用，同时也容易由于涂布不均的问题而影响使用效果。通过改变织物的织造方法(如高密织物法)来防止螨虫的侵入，仅能隔离螨虫，并不能驱避或杀灭螨虫，通过在防螨剂和/或抗菌剂添加到成纤聚合物中，制成防螨抗菌母粒，再将该母粒制成防螨抗菌功能纤维，很大程度上弥补了后整理防螨抗菌织物的不足，具有持久性好、耐洗涤和安全性高的特点，但是目前所用的防螨药物品种比较单一，效果不理想，很难达到95％及以上的防螨效果。
发明内容
因此，为解决上述问题，实现，本发明提供了防螨抗菌母粒的制备方法及其应用。
本发明是通过以下技术方案实现的：
防螨抗菌母粒的制备方法，包括如下步骤：
S1：称取材料，所述材料至少包括按重量份数计的如下组分：
Figure RE-GDA0003121740860000021
S2：将步骤S1中的材料放入高速混料机中混合；
S3：将步骤S2中的混合料加入双螺杆混料机料仓，挤出造粒，所述螺杆温度为 120℃～250℃；
所述抗菌剂为银离子抗菌剂和/或铜离子抗菌剂。
优选的，步骤S1中的材料还包括按重量份数计的纳米二氧化钛5～15份。
优选的，在步骤S1前先对所述纳米氧化锌、纳米二氧化钛以及微粉蜡进行预处理，使所述纳米氧化锌、纳米二氧化钛以及微粉蜡的粒径≤5μm。
优选的，所述热塑性树脂为聚丙烯树脂、聚乙烯树脂中的一种或复合。
优选的，所述材料包括按重量份数计的如下组分：
Figure RE-GDA0003121740860000022
优选的，所述材料包括按重量份数计的如下组分：
Figure RE-GDA0003121740860000031
优选的，步骤S2中，所述高速混料机的转速为1500～4000rpm，混合时间为15～50min。
优选的，步骤S3中，所述双螺杆混料机各区的温度参数为：一区：120℃～ 180℃，2区：160℃～210℃，3区：180℃～230℃，4区：200℃～230℃，5区： 220℃～250℃，模头：220℃～250℃。
优选的，所述步骤S3中，所述双螺杆混料机的螺杆转速为300rpm,喂料速度为12rpm。
一种除螨抗菌母粒的应用，用于制备除螨抗菌无纺布，具体制作工艺如下：
S1：熔融：将如权利要求1～9任一所述的防螨抗菌母粒与聚丙烯树脂按(5～10)：(90～95)的比例放入螺杆挤出机进行高温加热；
S2：过滤：将熔融后通过过滤器将熔融后的聚合物中的杂质滤出；
S3：纺丝：过滤后的熔体经过计量泵，并在保持高温熔融状态下将熔体持续、均匀地压入纺丝机构中，并利用高速空气对模头喷丝孔挤出成丝；
S4：冷却：所述喷丝孔外两侧设置的冷却风箱吹出冷气流对喷出的熔体细丝进行冷却；
S5：牵伸：经过冷却后的熔体细丝细流通过风机产生的高速气流进行牵伸形成纤维铺设在输网帘表面制成纤维网；
S6：加固：将纤维网送至热轧机，在热轧机内通过压辊碾压加固形成防螨抗菌无纺布；
步骤S1中，所述螺杆挤出机的螺杆温度为180℃～260℃，模头温度为220℃～ 260℃，其中所述螺杆挤出机的各区温度参数为：一区：180℃～200℃，2区： 200℃～220℃，3区：210℃～240℃，4区：230℃～260℃，模头：240℃～260℃；步骤S3中，所述计量泵的频率≥15Hz；
步骤S4中，所述风机的吹风压力为4kg～10kg；
步骤S6中，所述压辊温度为60℃～120℃，压辊转速为20m/min。
本发明技术方案的有益效果主要体现在：
1、本方案将具有除螨和抗菌性能的功能性用剂与热塑性树脂混合制成母粒，最终制成防螨抗菌无纺布，不易在日常清洗和使用中失去防螨效果，相对于表面涂布整理剂的除螨方式制成的防螨布料，更加具有持久性。
2、本方案通过高温、高速搅拌，将除螨、抗菌用剂均匀分布在母粒中，通过该母粒牵丝制成的无纺布不会由于涂布不均的问题而影响除螨抗菌效果。
3、本方案制成的防螨抗菌无纺布兼具防螨和抗菌功效，性能多样化。
具体实施方式
防螨抗菌母粒的制备方法，至少包括如下步骤：
S1：称取材料，所述材料至少包括按重量份数计的如下组分：
Figure RE-GDA0003121740860000041
S2：将步骤S1中的材料放入高速混料机中混合；
S3：将步骤S2中的混合料加入双螺杆混料机料仓，挤出造粒，所述螺杆温度为 120℃～250℃；
具体地，所述抗菌剂为银离子抗菌剂和/或铜离子抗菌剂。
防螨抗菌无纺布的制备方法，至少包括如下步骤：
S1：熔融：将所述防螨抗菌母粒与聚丙烯树脂按(5～10)：(90～95)的比例放入螺杆挤出机进行高温加热；
S2：过滤：将熔融后通过过滤器将熔融后的聚合物中的杂质滤出；
S3：纺丝：过滤后的熔体经过计量泵，并在保持高温熔融状态下将熔体持续、均匀地压入纺丝机构中，并利用高速空气对模头喷丝孔挤出成丝；
S4：冷却：所述喷丝孔外两侧设置的冷却风箱吹出冷气流对喷出的熔体细丝进行冷却；
S5：牵伸：经过冷却后的熔体细丝细流通过风机产生的高速气流进行牵伸形成纤维铺设在输网帘表面制成纤维网；
S6：加固：将纤维网送至热轧机，在热轧机内通过压辊碾压加固形成防螨抗菌无纺布。
实施例1：
(一)防螨抗菌母粒的制备工艺：
S1：对所述纳米氧化锌、纳米二氧化钛以及微粉蜡进行打磨、过筛等预处理，使所述纳米氧化锌、纳米二氧化钛以及微粉蜡的粒径≤5μm；
S2：称取材料，所述材料至少包括按重量份数计的如下组分：
Figure RE-GDA0003121740860000051
S3：将步骤S1中的材料放入高速混料机中混合，所述高速混料机的转速为3000rpm，混合时间为30min；
S4：将步骤S2中的混合料加入双螺杆混料机料仓，挤出造粒，所述螺杆温度为 120℃～250℃，其中，所述双螺杆混料机各区的温度参数为：一区：180℃，2 区：200℃，3区：210℃，4区：220℃，5区：240℃，模头：250℃，所述双螺杆混料机的螺杆转速为300rpm,喂料速度为12rpm，制成防螨抗菌母粒M1。
(二)防螨抗菌无纺布的制备工艺：
S1：熔融：将M1与聚丙烯树脂按5：95的比例放入螺杆挤出机进行高温加热，所述螺杆挤出机的螺杆温度为180℃～260℃，模头温度为260℃，其中所述螺杆挤出机的各区温度参数为：一区：200℃，2区：210℃，3区：230℃，4区： 250℃，模头：260℃；
S2：过滤：将熔融后通过过滤器将熔融后的聚合物中的杂质滤出；
S3：纺丝：过滤后的熔体经过计量泵，所述计量泵的频率为15Hz，并在保持高温熔融状态下将熔体持续、均匀地压入纺丝机构中，并利用高速空气对模头喷丝孔挤出成丝；
S4：冷却：所述喷丝孔外两侧设置的冷却风箱吹出冷气流对喷出的熔体细丝进行冷却；
S5：牵伸：经过冷却后的熔体细丝细流通过风机产生的高速气流进行牵伸形成纤维铺设在输网帘表面制成纤维网，所述风机的吹风压力为8kg；
S6：加固：将纤维网送至热轧机，在热轧机内通过压辊碾压加固形成防螨抗菌无纺布B1，其中压辊温度为120℃，压辊转速为20m/min；
实施例2：
(一)防螨抗菌母粒的制备工艺：
S1：对所述纳米氧化锌、纳米二氧化钛以及微粉蜡进行打磨、过筛等预处理，使所述纳米氧化锌、纳米二氧化钛以及微粉蜡的粒径≤5μm；
S2：称取材料，所述材料至少包括按重量份数计的如下组分：
Figure RE-GDA0003121740860000061
S3：将步骤S1中的材料放入高速混料机中混合，所述高速混料机的转速为2500rpm，混合时间为45min；
S4：将步骤S2中的混合料加入双螺杆混料机料仓，挤出造粒，所述螺杆温度为 120℃～250℃，其中，所述双螺杆混料机各区的温度参数为：一区：160℃，2 区：180℃，3区：200℃，4区：220℃，5区：250℃，模头：250℃，所述双螺杆混料机的螺杆转速为300rpm,喂料速度为12rpm，制成防螨抗菌母粒M2。
(二)防螨抗菌无纺布的制备工艺：
将M2与聚丙烯树脂按5：95的比例进行配比，其他步骤与实施例1相同，制成无纺布B2。
实施例3：
(一)防螨抗菌母粒的制备工艺：
S1：对所述纳米氧化锌、纳米二氧化钛以及微粉蜡进行打磨、过筛等预处理，使所述纳米氧化锌、纳米二氧化钛以及微粉蜡的粒径≤5μm；
S2：称取材料，所述材料至少包括按重量份数计的如下组分：
Figure RE-GDA0003121740860000071
S3：将步骤S1中的材料放入高速混料机中混合，所述高速混料机的转速为3500rpm，混合时间为30min；
S4：将步骤S2中的混合料加入双螺杆混料机料仓，挤出造粒，所述螺杆温度为 120℃～250℃，其中，所述双螺杆混料机各区的温度参数、双螺杆混料机的螺杆转速以及喂料速度均与实施例1相同，制成防螨抗菌母粒M3。
(二)防螨抗菌无纺布的制备工艺：
将M3与聚丙烯树脂按5：95的比例进行配比，其他步骤与实施例1相同，制成无纺布B3。
实施例4：
(一)防螨抗菌母粒的制备工艺：
S1：对所述纳米氧化锌、纳米二氧化钛以及微粉蜡进行打磨、过筛等预处理，使所述纳米氧化锌、纳米二氧化钛以及微粉蜡的粒径≤5μm；
S2：称取材料，所述材料至少包括按重量份数计的如下组分：
Figure RE-GDA0003121740860000072
Figure RE-GDA0003121740860000081
S3：将步骤S1中的材料放入高速混料机中混合，所述高速混料机的转速为3000rpm，混合时间为30min；
S4：将步骤S2中的混合料加入双螺杆混料机料仓，挤出造粒，所述螺杆温度为 120℃～250℃，其中，所述双螺杆混料机各区的温度参数、双螺杆混料机的螺杆转速以及喂料速度均与实施例1相同，制成防螨抗菌母粒M4。
(二)防螨抗菌无纺布的制备工艺：
将M4与聚丙烯树脂按5：95的比例进行配比，其他步骤与实施例1相同，制成无纺布B4。
实施例5：
(一)防螨抗菌母粒的制备工艺：
S1：对所述纳米氧化锌以及微粉蜡进行打磨、过筛等预处理，使所述纳米氧化锌以及微粉蜡的粒径≤5μm；
S2：称取材料，所述材料至少包括按重量份数计的如下组分：
Figure RE-GDA0003121740860000082
S3：将步骤S1中的材料放入高速混料机中混合，所述高速混料机的转速为3000rpm，混合时间为30min；
S4：将步骤S2中的混合料加入双螺杆混料机料仓，挤出造粒，所述螺杆温度为 120℃～250℃，其中，所述双螺杆混料机各区的温度参数、双螺杆混料机的螺杆转速以及喂料速度均与实施例1相同，制成防螨抗菌母粒M5。
(二)防螨抗菌无纺布的制备工艺：
S1：熔融：将M5与聚丙烯树脂按5：95的比例放入螺杆挤出机进行高温加热，所述螺杆挤出机的螺杆温度为180℃～260℃，模头温度为260℃，其中所述螺杆挤出机的各区温度参数为：一区：200℃，2区：210℃，3区：220℃，4区： 240℃，模头：250℃；
S2：过滤：将熔融后通过过滤器将熔融后的聚合物中的杂质滤出；
S3：纺丝：过滤后的熔体经过计量泵，所述计量泵的频率为15Hz，并在保持高温熔融状态下将熔体持续、均匀地压入纺丝机构中，并利用高速空气对模头喷丝孔挤出成丝；
S4：冷却：所述喷丝孔外两侧设置的冷却风箱吹出冷气流对喷出的熔体细丝进行冷却；
S5：牵伸：经过冷却后的熔体细丝细流通过风机产生的高速气流进行牵伸形成纤维铺设在输网帘表面制成纤维网，所述风机的吹风压力为6kg；
S6：加固：将纤维网送至热轧机，在热轧机内通过压辊碾压加固形成防螨抗菌无纺布B5，其中压辊温度为100℃，压辊转速为20m/min；
对比例1：
(一)防螨抗菌母粒的制备工艺：
S1：称取材料，所述材料至少包括按重量份数计的如下组分：
Figure RE-GDA0003121740860000091
S2：将步骤S1中的材料放入高速混料机中混合，所述高速混料机的转速为
3000rpm，混合时间为30min；
S4：将步骤S2中的混合料加入双螺杆混料机料仓，挤出造粒，所述螺杆温度为 80℃～230℃，其中，所述双螺杆混料机各区的温度参数为：一区：200℃，2区： 210℃，3区：220℃，4区：240℃，5区：250℃，模头：250℃，所述双螺杆混料机的螺杆转速为300rpm,喂料速度为12rpm，制成防螨抗菌母粒M6。
(二)防螨抗菌无纺布的制备工艺：
将M6与聚丙烯树脂按5：95的比例进行配比，其他步骤与实施例5相同，制成无纺布B6。
对比例2：
S1：称取材料，所述材料至少包括按重量份数计的如下组分：
聚丙烯 89份；
氯菊酯 10份；
微粉蜡 1份；
S2：将步骤S1中的材料放入高速混料机中混合，所述高速混料机的转速为3000rpm，混合时间为30min；
S4：将步骤S2中的混合料加入双螺杆混料机料仓，挤出造粒，所述螺杆温度为 120℃～250℃，其中，所述双螺杆混料机各区的温度参数、双螺杆混料机的螺杆转速以及喂料速度均与实施例1相同，制成防螨抗菌母粒M7。
(二)防螨抗菌无纺布的制备工艺：
将M7与聚丙烯树脂按5：95的比例进行配比，其他步骤与实施例5相同，制成无纺布B7。
通过对实施例1-5，以及对比例1-2制成的无纺布B1-B7进行试验测试后，得到以下数据：
Figure RE-GDA0003121740860000101
本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.防螨抗菌母粒的制备方法，其特征在于：至少包括如下步骤：
S1：称取材料，所述材料至少包括按重量份数计的如下组分：
热塑性树脂 35～95份；
氯菊酯 5～20份；
抗菌剂 5～15份；
纳米氧化锌 5～15份；
微粉蜡 5～15份；
S2：将步骤S1中的材料放入高速混料机中混合；
S3：将步骤S2中的混合料加入双螺杆混料机料仓，挤出造粒，所述螺杆温度为120℃～250℃；
所述抗菌剂为银离子抗菌剂和/或铜离子抗菌剂。
2.根据权利要求1所述的防螨抗菌母粒的制备方法，其特征在于：步骤S1中的材料还包括按重量份数计的纳米二氧化钛5～15份。
3.根据权利要求2所述的防螨抗菌母粒的制备方法，其特征在于：在步骤S1前先对所述纳米氧化锌、纳米二氧化钛以及微粉蜡进行预处理，使所述纳米氧化锌、纳米二氧化钛以及微粉蜡的粒径≤5μm。
4.根据权利要求1所述的防螨抗菌母粒的制备方法，其特征在于：所述热塑性树脂为聚丙烯树脂、聚乙烯树脂中的一种或复合。
5.根据权利要求4所述的防螨抗菌母粒的制备方法，其特征在于：所述材料包括按重量份数计的如下组分：
聚丙烯树脂 64份；
氯菊酯 10份；
银离子抗菌剂 10份；
纳米氧化锌 8份；
纳米二氧化钛 7份；
微粉蜡 1份。
6.根据权利要求4所述的防螨抗菌母粒的制备方法，其特征在于：所述材料包括按重量份数计的如下组分：
聚丙烯树脂 64份；
氯菊酯 20份；
银离子抗菌剂 5份；
纳米氧化锌 5份；
纳米二氧化钛 5份；
微粉蜡 1份。
7.根据权利要求1所述的防螨抗菌母粒的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述高速混料机的转速为1500～4000rpm，混合时间为15～50min。
8.根据权利要求1所述的防螨抗菌母粒的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述双螺杆混料机各区的温度参数为：一区：120℃～180℃，2区：160℃～210℃，3区：180℃～230℃，4区：200℃～230℃，5区：220℃～250℃，模头：220℃～250℃。
9.根据权利要求1所述的防螨抗菌母粒的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述双螺杆混料机的螺杆转速为300rpm,喂料速度为12rpm。
10.一种除螨抗菌母粒的应用，其特征在于，用于制备除螨抗菌无纺布，具体制作工艺如下：
S1：熔融：将如权利要求1-9任一所述的防螨抗菌母粒与聚丙烯树脂按（5～10）：（90～95）的比例放入螺杆挤出机进行高温加热；
S2：过滤：将熔融后通过过滤器将熔融后的聚合物中的杂质滤出；
S3：纺丝：过滤后的熔体经过计量泵，并在保持高温熔融状态下将熔体持续、均匀地压入纺丝机构中，并利用高速空气对模头喷丝孔挤出成丝；
S4：冷却：所述喷丝孔外两侧设置的冷却风箱吹出冷气流对喷出的熔体细丝进行冷却；
S5：牵伸：经过冷却后的熔体细丝细流通过风机产生的高速气流进行牵伸形成纤维铺设在输网帘表面制成纤维网；
S6：加固：将纤维网送至热轧机，在热轧机内通过压辊碾压加固形成防螨抗菌无纺布；
步骤S1中，所述螺杆挤出机的螺杆温度为180℃～260℃，模头温度为220℃～260℃，其中所述螺杆挤出机的各区温度参数为：一区：180℃～200℃，2区：200℃～220℃，3区：210℃～240℃，4区：230℃～260℃，模头：240℃～260℃；
步骤S3中，所述计量泵的频率≥15Hz；
步骤S4中，所述风机的吹风压力为4kg～10kg；
步骤S6中，所述压辊温度为60℃～120℃，压辊转速为20m/min。
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CN116814032A (zh) * 2023-08-22 2023-09-29 禧天龙科技发展有限公司 防螨抗菌的收纳盒的制备工艺

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