CN210362822U

CN210362822U - 一种光触媒纳米抗菌非织造材料

Info

Publication number: CN210362822U
Application number: CN201921000396.4U
Authority: CN
Inventors: 朱云斌
Original assignee: Jiangsu Shengfang Nano Science And Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Shengfang Nano Science And Technology Co ltd
Priority date: 2019-06-29
Filing date: 2019-06-29
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2029-06-29

Abstract

本实用新型提供了一种光触媒纳米抗菌非织造材料。本实用新型的光触媒纳米抗菌非织造材料，包括至少两层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层，每层所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的表面均涂覆有纳米光触媒复合涂层，相邻两层所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层之间设置有透气层，所述透气层设置有若干微孔。本实用新型制得的光触媒纳米抗菌非织造材料具有持久有效的抑菌性能、强度和柔软度。

Description

一种光触媒纳米抗菌非织造材料

技术领域

本实用新型涉及非织造材料技术领域，具体涉及一种光触媒纳米抗菌非织造材料。

背景技术

抗菌材料作为一类具有抑菌和杀菌功能的新型材料，在人们日常生活中得到应用，可以很好的建立一道绿色屏障，改善生活环境，减少疾病。如一次性医疗卫生用品非织造布、一次性防污服非织造布、农业用布、家具用布、制鞋业的衬里、洗浴用浴球/澡巾、人造草坪丝、地毯等材料，在生产制造过程中通过添加一种或几种特定抗菌剂，就可制得抗菌产品。

当下市场所用的抗菌剂主要是以无机抗菌剂为主，其无机抗菌剂一般是负载银、铜、锌等金属离子的沸石、磷酸盐、可溶性玻璃、羟基磷灰石等载体化合物，金属离子抗菌成分因其载体介孔或层间作用而具有缓释效果，表现出优异的抗菌长效性。但是，以上所述的负载型银抗菌剂因其颗粒尺寸控制在微米级，一般是1-10μm，添加到聚烯烃丝状材料中工艺控制难度较大，拉丝困难，并且制备得到抗菌丝状产品在测试时一般按抗菌纤维制品吸收法或震荡法进行，因聚烯烃丝状产品吸水性差，特别是较粗的丝状物吸水性更差，造成其中抗菌成分和测试菌种得不到充分接触，材料抗菌效果难以有效发挥，其抗菌率难以达标。特别是对于一次性卫生用品，在实际使用过程中，接触时间段(一般要求接触20min内)，抗菌效果要求速效，而以上所提的常规无机载银抗菌成分抗菌效果的发挥需接触4h以上方可。为了达到目的，研究人员往往通过加入杀菌效率高的有机抗菌剂达到目的，但是季胺盐类、季膦盐类、咪唑类、吡啶类、有机金属类等有机抗菌剂存在耐热性差，易析出，安全性低等缺点，可应用的很少。

CN104553174A公开了一种复合非织造材料及其制备方法，该发明的复合非织造材料包括至少两层PP纺粘非织造材料层和夹设在两层PP纺粘非织造材料层之间的PA6或PA66静电纺纳米纤维材料层，复合非织造材料表面均匀吸收有紫外线吸收剂和抗菌剂；夹住PA6或PA66静电纺纳米纤维材料层的两层PP纺粘非织造材料层中，至少一个PP纺粘非织造材料层表面涂覆有纳米二氧化钛光触媒涂层。该发明的复合非织造材料强力高、纤维细度低；具备高孔隙率、高比表面积，阻隔性和透气性良好，具有抗老化性和抗菌性；与共混纺的非织造材料相比，不存在添加剂混合不均或析出造成的生产和质量缺陷；且制备方法简单，采用一般的非织造材料生产设备即可。但是，其材料的抑菌性能的持久性、强度和柔软度有待进一步提高。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种光触媒纳米抗菌非织造材料，制得的光触媒纳米抗菌非织造材料具有持久有效的抑菌性能、强度和柔软度。

本实用新型的目的在于提供一种光触媒纳米抗菌非织造材料，为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型的一种光触媒纳米抗菌非织造材料，包括至少两层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层，每层所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的表面均涂覆有纳米光触媒复合涂层，相邻两层所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层之间设置有透气层，所述透气层设置有若干微孔。

本实用新型的光触媒纳米抗菌非织造材料，至少两层表面涂覆有纳米光触媒复合涂层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层，使得本实用新型的非织造材料具有持久有效的抑菌性能，设置有若干微孔的透气层进一步增加了材料的透气性能，也使得抑菌性更好，并且本实用新型的光触媒纳米抗菌非织造材料具有良好的强度、柔软度。

其中，微孔可在透气层上随机排列，也可以为阵列排列。

所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的纤维细度为1～3旦。

其中，需要说明的是，所述的聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层是本领域的常用材料，通过常规方法制备得到的，采用的抗菌原料也都是本领域直接可以得到的材料。例如聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层是在聚丙烯纳米纤维非织造材料中加入纳米氧化锌，只要达到本领域的实现抗菌功能的基本要求即可。

所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的厚度为0.4～0.5mm，例如聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的厚度为0.4mm、0.41mm、0.42mm、0.43mm、0.44mm、0.45mm、0.46mm、0.47mm、0.48mm、0.49mm、0.5mm。

所述纳米光触媒复合涂层的厚度为0.01～0.03mm，例如纳米光触媒复合涂层的厚度为0.01mm、0.015mm、0.02mm、0.025mm、0.03mm。

所述纳米光触媒复合涂层为纳米二氧化钛层和纳米银层交替层叠，即一层纳米二氧化钛层和一层纳米银层交替设置，纳米二氧化钛层和纳米银层的层数可以根据实际需要进行调整。

所述透气层的厚度为0.4～0.5mm，例如透气层的厚度为0.4mm、0.41mm、0.42mm、0.43mm、0.44mm、0.45mm、0.46mm、0.47mm、0.48mm、0.49mm、0.5mm。

所述微孔的孔径为50～100nm，例如微孔的孔径为50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm。

作为优选方案，按重量百分比计，所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层包含以下组分：

聚丙烯树脂90～95％，例如聚丙烯树脂的重量百分比为90％、91％、92％、93％、94％、95％。

色母粒1～3％，例如色母粒的重量百分比为1％、1.5％、2％、2.5％、3％。

抗菌母粒2～10％，例如抗菌母粒的重量百分比为2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％。

按重量百分比计，所述抗菌母粒由70～80％聚丙烯树脂、5～15％纳米氧化锌、1～10％胍基聚合物和5～10％分散剂组成；例如聚丙烯树脂的重量百分比为70％、71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％，纳米氧化锌的重量百分比为5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％，胍基聚合物的重量百分比为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％，分散剂的重量百分比为5％、6％、7％、8％、9％、10％。

优选地，所述胍基聚合物为聚亚己基胍盐酸盐和/或聚亚己基双胍盐酸盐；

优选地，所述分散剂为气相二氧化硅。

按重量百分比计，所述纳米光触媒复合涂层由质量比为(1～3):1的纳米二氧化钛和纳米银组成；例如纳米二氧化钛和纳米银的质量比为1:1、2:1、3:1等，两者用量比在此范围内可更高效地发挥作用，起到更好的抑菌作用。

优选地，所述纳米二氧化钛的粒径为5～50nm，例如纳米二氧化钛的粒径为5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm；所述纳米银的粒径为10～100nm，例如纳米银的粒径为10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm。

本实用新型的光触媒纳米抗菌非织造材料的制备方法，包括以下步骤：

1)制备聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料；

2)在步骤1)制得的所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料的表面涂覆纳米光触媒复合涂层；

3)在步骤2)涂覆纳米光触媒复合涂层后的至少两层所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料之间设置带有若干微孔的透气层，经热粘合复合，制得所述光触媒纳米抗菌非织造材料。

其中，聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料制备时的步骤为，按配比将聚丙烯树脂、色母粒、抗菌母粒混合均匀，进行上辊温度、下辊温度、轧机温度、抽吸量、冷风启等工艺参数的调整，通过螺杆挤压机加热熔融塑化混合后，经计量泵的精确计量输送到模头，熔体均匀的过孔挤丝，经冷却风冷却后进入牵伸器，丝在牵伸器的负压作用下吸入牵伸器内，在抽吸风机的辅助作用下形成布面，布面经密封辊的预压处理后再经过热轧机的热粘合处理加固成型。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型的光触媒纳米抗菌非织造材料的制备方法简单，制得的光触媒纳米抗菌非织造材料具有持久有效的抑菌性能、强度和柔软度，其中，C4溶出性抑菌率大于等于95％，C5非溶出性抑菌率差值大于等于25％；以20g/cm²克重材料为例，横向拉伸强度大于等于27N，纵向拉伸强度大于等于40N，柔软度小于等于35mN；横纵向延伸度大于等于92％，白度大于等于92％。

附图说明

图1为本实用新型的光触媒纳米抗菌非织造材料的结构示意图；

图2为图1的透气层的结构示意图；

附图标记如下：

1-聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层；2-透气层；3-纳米光触媒复合涂层；4-微孔。

具体实施方式

下面结合附图1-2，并通过具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

为便于理解本实用新型，本实用新型列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本实用新型，不应视为对本实用新型的具体限制。

如图1、2所示，本实用新型的光触媒纳米抗菌非织造材料，包括至少两层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层1，每层所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层1的表面均涂覆有纳米光触媒复合涂层3，相邻两层所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层1之间设置有透气层2，所述透气层设置有若干微孔4。

聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层1的厚度为0.4～0.5mm，例如聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层1的厚度为0.4mm、0.41mm、0.42mm、0.43mm、0.44mm、0.45mm、0.46mm、0.47mm、0.48mm、0.49mm、0.5mm。

纳米光触媒复合涂层3的厚度为0.01～0.03mm，例如纳米光触媒复合涂层3的厚度为0.01mm、0.015mm、0.02mm、0.025mm、0.03mm。其中，纳米光触媒复合涂层3为纳米二氧化钛层和纳米银层交替层叠，即一层纳米二氧化钛层和一层纳米银层交替设置，纳米二氧化钛层和纳米银层的层数可以根据实际需要进行调整。

透气层2的厚度为0.4～0.5mm，例如透气层2的厚度为0.4mm、0.41mm、0.42mm、0.43mm、0.44mm、0.45mm、0.46mm、0.47mm、0.48mm、0.49mm、0.5mm。

微孔4的孔径为50～100nm，例如微孔4的孔径为50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm。微孔4可在透气层上随机排列，也可以为阵列排列。

为了进一步优化本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例和对比例对本申请的技术方案进行说明。

实施例1

本实施例的光触媒纳米抗菌非织造材料，包括两层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层，每层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的表面均涂覆有纳米光触媒复合涂层，相邻两层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层之间设置有透气层，透气层设置有若干微孔。

其中，聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的纤维细度为1旦。

其中，每层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的厚度为0.47mm，纳米光触媒复合涂层的厚度为0.02mm，透气层的厚度为0.42mm，微孔的孔径为100nm。

其中，按重量百分比计，所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层包含以下组分：

聚丙烯树脂 94％

色母粒 1％

抗菌母粒 5％。

其中，按重量百分比计，所述抗菌母粒由70％聚丙烯树脂、10％纳米氧化锌、10％胍基聚合物和10％分散剂组成，胍基聚合物为聚亚己基双胍盐酸盐，分散剂为气相二氧化硅。

其中，按重量百分比计，所述纳米光触媒复合涂层由质量比为1:1的纳米二氧化钛和纳米银组成；纳米二氧化钛的粒径为30nm，纳米银的粒径为20nm。

本实施例的光触媒纳米抗菌非织造材料的制备方法，包括以下步骤：

1)制备聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料；

3)在步骤2)涂覆纳米光触媒复合涂层后的两层所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料之间设置带有若干微孔的透气层，经热粘合复合，制得所述光触媒纳米抗菌非织造材料。

实施例2

本实施例的光触媒纳米抗菌非织造材料，包括两层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层，每层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层得表面均涂覆有纳米光触媒复合涂层，相邻两层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层之间设置有透气层，透气层设置有若干微孔。

其中，聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的纤维细度为3旦。

其中，每层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的厚度为0.45mm，纳米光触媒复合涂层的厚度为0.03mm，透气层的厚度为0.45mm，微孔的孔径为80nm。

聚丙烯树脂 95％

色母粒 2％

抗菌母粒 3％。

其中，按重量百分比计，所述抗菌母粒由80％聚丙烯树脂、10％纳米氧化锌、5％胍基聚合物和5％分散剂组成，胍基聚合物为2％聚亚己基胍盐酸盐和3％聚亚己基双胍盐酸盐的混合物，分散剂为气相二氧化硅。

其中，按重量百分比计，所述纳米光触媒复合涂层由质量比为2:1的纳米二氧化钛和纳米银组成；纳米二氧化钛的粒径为40nm，纳米银的粒径为50nm。

1)制备聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料；

实施例3

本实施例的光触媒纳米抗菌非织造材料，包括三层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层，每层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层得表面均涂覆有纳米光触媒复合涂层，相邻两层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层之间设置有透气层，透气层设置有若干微孔。

其中，聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的纤维细度为3旦。

其中，每层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的厚度为0.5mm，纳米光触媒复合涂层的厚度为0.01mm，透气层的厚度为0.48mm，微孔的孔径为50nm。

聚丙烯树脂 94％

色母粒 3％

抗菌母粒 3％。

其中，按重量百分比计，所述抗菌母粒由70％聚丙烯树脂、15％纳米氧化锌、8％胍基聚合物和7％分散剂组成，胍基聚合物为聚亚己基胍盐酸盐，分散剂为气相二氧化硅。

其中，按重量百分比计，所述纳米光触媒复合涂层由质量比为2:1的纳米二氧化钛和纳米银组成；纳米二氧化钛的粒径为50nm，纳米银的粒径为70nm。

1)制备聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料；

3)在步骤2)涂覆纳米光触媒复合涂层后的三层所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料之间设置带有若干微孔的透气层，经热粘合复合，制得所述光触媒纳米抗菌非织造材料。

实施例4

其中，聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的纤维细度为2旦。

聚丙烯树脂 92％

色母粒 1％

抗菌母粒 7％。

其中，按重量百分比计，所述抗菌母粒由78％聚丙烯树脂、12％纳米氧化锌、2％胍基聚合物和8％分散剂组成，胍基聚合物为1％聚亚己基胍盐酸盐和1％聚亚己基双胍盐酸盐，分散剂为气相二氧化硅。

其中，按重量百分比计，所述纳米光触媒复合涂层由质量比为3:1的纳米二氧化钛和纳米银组成；纳米二氧化钛的粒径为40nm，纳米银的粒径为70nm。

1)制备聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料；

实施例5

其中，聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的纤维细度为3旦。

其中，每层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的厚度为0.47mm，纳米光触媒复合涂层的厚度为0.02mm，透气层的厚度为0.45mm，微孔的孔径为100nm。

聚丙烯树脂 94％

色母粒 3％

抗菌母粒 3％。

其中，按重量百分比计，所述抗菌母粒由80％聚丙烯树脂、10％纳米氧化锌、5％胍基聚合物和5％分散剂组成，胍基聚合物为聚亚己基胍盐酸盐和/或聚亚己基双胍盐酸盐，分散剂为气相二氧化硅。

其中，按重量百分比计，所述纳米光触媒复合涂层由质量比为2:1的纳米二氧化钛和纳米银组成；纳米二氧化钛的粒径为20nm，纳米银的粒径为30nm。

1)制备聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料；

实施例6

本实施例与实施例1的区别之处在于，聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的纤维细度为5旦，其他与实施例1均相同。

实施例7

本实施例与实施例1的区别之处在于，按重量百分比计，所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层包含以下组分：

聚丙烯树脂 94％

色母粒 5％

抗菌母粒 1％。

实施例8

本实施例与实施例1的区别之处在于，按重量百分比计，抗菌母粒中不含胍基聚合物，减少的胍基聚合物的重量百分比增加至纳米氧化锌中，其他与实施例1均相同。

实施例9

本实施例与实施例1的区别之处在于，按重量百分比计，抗菌母粒中不含纳米氧化锌，减少的纳米氧化锌的重量百分比增加至中胍基聚合物，其他与实施例1均相同。

实施例10

本实施例与实施例1的区别之处在于，胍基聚合物为聚六亚甲基胍盐酸盐，其他与实施例1均相同。

实施例11

本实施例与实施例1的区别之处在于，纳米光触媒复合涂层为纳米二氧化钛层，其他与实施例1均相同。

实施例12

本实施例与实施例1的区别之处在于，纳米光触媒复合涂层为纳米银层，其他与实施例1均相同。

实施例13

本实施例与实施例1的区别之处在于，纳米二氧化钛和纳米银的质量比为5:1，其他与实施例1均相同。

对比例1

本对比例与实施例1的区别之处在于，聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层表面未涂覆纳米光触媒复合涂层，其他与实施例1均相同。

对比例2

本对比例与实施例1的区别之处在于，相邻两层所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层之间没有设置透气层。

将实施例1-13制得的光触媒纳米抗菌非织造材料与对比例1-2制得的抗菌非织造材料进行性能测试，测试结果如表1所示。

其中，C4溶出性抑菌性能、C5非溶出性抑菌性能的测试标准参照GB15979-2002进行，“抑菌率”表示的是测试样品与对照样品抑菌率(％)，“抑菌率差值”表示的是测试样品与对照样品抑菌率的差值(％)，拉伸强度的测试标准参照GB/T 24218.3-2010进行，柔软度的测试标准参照GB/T8942-2002进行，均匀度的测试标准参照GB/T 24218.2-2009进行，延伸度的测试标准参照GB/T24218.3-2010进行，白度的测试标准参照GB/T 8424.2-2001进行。

表1

实施例6的聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的纤维细度太大，会使材料的强度下降；实施例7抗菌母粒用量减少，实施例8的抗菌母粒中不含胍基聚合物，实施例9的抗菌母粒中不含纳米氧化锌，均会使材料的抑菌性能变差；实施例10的胍基聚合物替换为聚六亚甲基胍盐酸盐，同样会使材料的抑菌性能变差；实施例11纳米光触媒复合涂层仅为纳米二氧化钛层、实施例12纳米光触媒复合涂层仅为纳米银层，实施例13纳米二氧化钛和纳米银的质量比不在本申请的限定的范围内，均会对材料的抑菌性能产生不良影响。

对比例1聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层表面未涂覆纳米光触媒复合涂层，使材料的抑菌性能大大降低；对比例2未设置透气层，也会使材料的抑菌性能降低。

本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细工艺设备和工艺流程，但本实用新型并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种光触媒纳米抗菌非织造材料，其特征在于，包括至少两层聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层，每层所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的表面均涂覆有纳米光触媒复合涂层，相邻两层所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层之间设置有透气层，所述透气层设置有若干微孔。

2.根据权利要求1所述的光触媒纳米抗菌非织造材料，其特征在于，所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的纤维细度为1～3旦。

3.根据权利要求1或2所述的光触媒纳米抗菌非织造材料，其特征在于，所述聚丙烯抗菌纳米纤维非织造材料层的厚度为0.4～0.5mm。

4.根据权利要求1或2所述的光触媒纳米抗菌非织造材料，其特征在于，所述纳米光触媒复合涂层的厚度为0.01～0.03mm。

5.根据权利要求1或2所述的光触媒纳米抗菌非织造材料，其特征在于，所述纳米光触媒复合涂层为纳米二氧化钛层和纳米银层交替层叠。

6.根据权利要求1所述的光触媒纳米抗菌非织造材料，其特征在于，所述透气层的厚度为0.4～0.5mm。

7.根据权利要求1所述的光触媒纳米抗菌非织造材料，其特征在于，所述微孔的孔径为50～100nm。