本發(fā)明屬于無(wú)紡布制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種防霧霾無(wú)紡布的制備方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外很多城市頻頻出現(xiàn)霧霾天氣，嚴(yán)重影響著居民的身體健康。霧霾中含有大量塵埃和病菌，大量吸入塵埃會(huì)對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害。因此，國(guó)內(nèi)外積極研究推廣防霧霾產(chǎn)品，包括防霧霾紗窗及防霧霾口罩，空氣靜化器等。

目前，采用納米纖維的無(wú)紡布來(lái)防止霧霾。通常，采用靜電紡絲技術(shù)來(lái)制備納米纖維，在利用普通的紡織方法將納米纖維紡織為無(wú)紡布。其中，制得的無(wú)紡布包括由納米纖維交錯(cuò)形成的大量孔隙結(jié)構(gòu)，該空隙結(jié)構(gòu)可以阻擋霧霾中的大量塵埃。但是，利用普通的紡織方法利用納米纖維制備成的納米纖維無(wú)防布不具有抑菌效果，不能徹底的防止霧霾中細(xì)菌的傳播，而且，常規(guī)靜電紡絲制備的納米纖維力學(xué)性能太差，孔隙結(jié)構(gòu)容易破壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種防霧霾無(wú)紡布的制備方法，旨在解決現(xiàn)有的防霧霾無(wú)紡布沒(méi)有抑菌效果，不能徹底的防止霧霾中細(xì)菌的傳播，以及常規(guī)靜電紡絲制備的納米纖維力學(xué)性能太差，孔隙結(jié)構(gòu)容易破壞的問(wèn)題。

本發(fā)明提供的一種防霧霾無(wú)紡布的制備方法，包括：

選取包含甜菜堿基團(tuán)的分子量為5萬(wàn)～10萬(wàn)的兩性離子聚氨酯為原料；

將所述原料分別配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15～35％和3％～10％的第一溶液和第二溶液；

利用靜電紡絲技術(shù)將所述第一溶液紡絲制備直徑為1.0～2.0μm的無(wú)紡布支架，并在所述無(wú)紡布支架上對(duì)所述第二溶液紡絲得到200nm～500nm的納米纖維，使得所述無(wú)紡布支架和所述納米纖維相互交錯(cuò)形成包含大量孔隙結(jié)構(gòu)的所述防霧霾無(wú)紡布，

其中，所述納米纖維與作為所述無(wú)紡布支架的纖維的數(shù)量比為19:1～19。

本發(fā)明提供的一種防霧霾無(wú)紡布的制備方法，通過(guò)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)15～35％的第一溶液紡絲制備無(wú)紡布支架，并在無(wú)紡布支架上對(duì)第二溶液紡絲，由此制得的無(wú)紡布，由于第一溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，制備的纖維較粗，具有良好的力學(xué)性能，從而可以提高無(wú)紡布的力學(xué)性能。此外，第一溶液和第二溶液的原料均包含甜菜堿基團(tuán)，由于甜菜堿基團(tuán)具有良好的抑菌作用，從而使得制得的無(wú)紡布可以防止霧霾中細(xì)菌的傳播。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例。

圖1是利用本發(fā)明實(shí)施例中的方法制得的防霧霾無(wú)紡布的掃描電鏡圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中制備的兩性離子聚氨酯的紅外光譜測(cè)試圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例3革蘭陽(yáng)性菌金黃色葡萄球菌培養(yǎng)的空白組分示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例3加入兩性離子聚氨酯后的革蘭陽(yáng)性菌金黃色葡萄球菌培養(yǎng)的示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中的方法制得的防霧霾無(wú)紡布附著于網(wǎng)紗的圖片。

具體實(shí)施方式

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明例提供的防霧霾無(wú)紡布的制備方法主要包括以下步驟：

選取包含甜菜堿基團(tuán)的分子量為5萬(wàn)～10萬(wàn)的兩性離子聚氨酯為原料；

將該原料分別配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15～35％和3％～10％的第一溶液和第二溶液；

利用靜電紡絲技術(shù)將該第一溶液紡絲制備無(wú)紡布支架，并在該無(wú)紡布支架上對(duì)該第二溶液紡絲，得到納米纖維相互交錯(cuò)的該防霧霾無(wú)紡布。

其中，納米纖維與作為無(wú)紡布支架的纖維的數(shù)量比為19:1～19。

本發(fā)明實(shí)施例提供的防霧霾無(wú)紡布的制備方法，由該方法的制備得到的無(wú)紡布包含明顯的兩類粗細(xì)不同的纖維，其中，粗纖維由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18～22％的第一溶液制得，其直徑1.0～2.0μm，占無(wú)紡布中纖維數(shù)量的5％～50％，主要提供支架作用。細(xì)纖維由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4～6％的第二溶液制得，其直徑200nm～500nm，占無(wú)紡布中纖維數(shù)量的50％～95％，主要作用是在粗纖維上相互交錯(cuò)形成大量的孔隙結(jié)構(gòu)，便于過(guò)濾霧霾中的粉塵。如圖1所示，圖1為采用本發(fā)明實(shí)施例中的方法制得的防霧霾無(wú)紡布的掃描電鏡圖。由圖1可知，纖維堆積密集，孔隙結(jié)構(gòu)的直徑為1.0～3.0μm，可以同時(shí)具有良好的透氣性和防霧霾的效果。此外，由于制備防霧霾無(wú)紡布所用的原料包含了具有抑菌作用的甜菜堿基團(tuán)，可以很好的防止霧霾中細(xì)菌的傳播。

具體的，選取包含甜菜堿基團(tuán)的分子量為5萬(wàn)～10萬(wàn)的兩性離子聚氨酯為原料，其中，兩性離子聚氨酯中的兩性離子為陰離子基團(tuán)和陽(yáng)離子基團(tuán)。陰離子基團(tuán)為磺酸陰離子基團(tuán)、羧酸陰離子基團(tuán)或磷酸陰離子基團(tuán)中的至少一種。陽(yáng)離子基團(tuán)為季銨根離子基團(tuán)、吡啶鹽離子基團(tuán)或咪唑鹽離子基團(tuán)中的至少一種。需要說(shuō)明的是，上述陰離子基團(tuán)和陽(yáng)離子基團(tuán)共同組成甜菜堿基團(tuán)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在制備兩性離子聚氨酯時(shí)，將n－甲基乙二醇、六亞甲基二異氰酸酯和1，3－丙磺酸內(nèi)酯合成得到包含季銨根陽(yáng)離子和磺酸陰離子的兩性離子聚氨酯，其中制得的兩性離子聚氨酯的分子量為5萬(wàn)-10萬(wàn)。

優(yōu)選地，將原料分別配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18～22％和4～6％的第一溶液和第二溶液。更優(yōu)選地，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分為20％和5％。配置第一溶液和第二溶液的溶劑為n，n－二甲基甲酰胺、n，n－二甲基乙酰胺、四氫呋喃和吡咯烷酮中的任一種。優(yōu)選地，第一溶液中的溶劑與第二溶液中的溶劑相同。

利用靜電紡絲技術(shù)將第一溶液紡絲制備直徑為1.0～2.0μm的無(wú)紡布支架，并在無(wú)紡布支架上對(duì)第二溶液紡絲得到200nm～500nm的納米纖維，使得無(wú)紡布支架和納米纖維相互交錯(cuò)形成包含大量孔隙結(jié)構(gòu)的防霧霾無(wú)紡布。其中，對(duì)第一溶液紡絲的時(shí)間為10～30min，優(yōu)選為20min，得到作為的無(wú)紡布支架的纖維的數(shù)量占無(wú)紡布纖維總量的5～50％。對(duì)第二溶液紡絲的時(shí)間的為60～100min，優(yōu)選為80min，得到的納米纖維的數(shù)量占無(wú)紡布纖維總量的50～95％，如此，得到納米纖維與作為無(wú)紡布支架的纖維的數(shù)量比為19:1～19。所形成孔隙的為1.0～3.0μm，得到的無(wú)紡布的厚度為10～50μm。靜電紡絲技術(shù)采用的工藝參數(shù)為：電壓15～30kv，接收距離約15～30cm，注射速率：0.01～0.05ml/min。

采用本發(fā)明實(shí)施例制得的防霧霾無(wú)紡布應(yīng)用于口罩、紗窗或空氣凈化器中用來(lái)防止霧霾。本發(fā)明實(shí)施例還包括包含上述方法制得的防霧霾無(wú)紡布的一種口罩。本發(fā)明實(shí)施例還包括包含上述方法制得的防霧霾無(wú)紡布的一種紗窗。

實(shí)施例1

將n－甲基乙二醇、六亞甲基二異氰酸酯和1，3－丙磺酸內(nèi)酯合成為包含季銨根陽(yáng)離子和磺酸陰離子的聚氨酯，其中，兩性離子基團(tuán)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％，制得的兩性離子聚氨酯的分子量為5萬(wàn)-10萬(wàn)；

將聚氨酯溶于n，n－二甲基乙酰胺中，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的第一溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的第二溶液；

采用靜電紡絲儀對(duì)第一溶液紡絲20min，得到由較粗的纖維形成的無(wú)紡布支架；

采用相同的工藝參數(shù)在無(wú)紡布支架上對(duì)第二溶液紡絲40min，得到納米纖維，使得納米纖維在無(wú)紡布支架上相互交錯(cuò)、層層堆積，形成大量的空隙結(jié)構(gòu)的防霧霾無(wú)紡布，其中，孔隙結(jié)構(gòu)的直徑為1～3μm。

實(shí)施例2

將n－甲基乙二醇、六亞甲基二異氰酸酯和1，3－丙磺酸內(nèi)酯合成為包含季銨根陽(yáng)離子和磺酸陰離子的聚氨酯，其中，兩性離子基團(tuán)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％，制得的兩性離子聚氨酯的分子量為5萬(wàn)-10萬(wàn)；

將聚氨酯溶于四氫呋喃中，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的第一溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的第二溶液；

采用靜電紡絲儀對(duì)第一溶液紡絲20min，得到由較粗的纖維形成的無(wú)紡布支架；

采用相同的工藝參數(shù)在無(wú)紡布支架上對(duì)第二溶液紡絲80min，得到納米纖維，使得納米纖維在無(wú)紡布支架上相互交錯(cuò)、層層堆積，形成大量的空隙結(jié)構(gòu)的防霧霾無(wú)紡布，其中，孔隙結(jié)構(gòu)的直徑為1～3μm。

實(shí)施例3

將n－甲基乙二醇、六亞甲基二異氰酸酯和1，3－丙磺酸內(nèi)酯合成為包含季銨根陽(yáng)離子和磺酸陰離子的聚氨酯，其中，兩性離子基團(tuán)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％，制得的兩性離子聚氨酯的分子量為5萬(wàn)-10萬(wàn)；

將聚氨酯溶于吡咯烷酮中，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的第一溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％的第二溶液；

采用靜電紡絲儀以網(wǎng)紗為底對(duì)第一溶液紡絲15min，得到由較粗的纖維形成的無(wú)紡布支架；

采用相同的工藝參數(shù)在無(wú)紡布支架上對(duì)第二溶液紡絲35min，得到納米纖維，使得納米纖維在無(wú)紡布支架上相互交錯(cuò)、層層堆積，形成大量的空隙結(jié)構(gòu)的防霧霾無(wú)紡布，其中，孔隙結(jié)構(gòu)的直徑為1～3μm。

上述實(shí)施例中，將n－甲基乙二醇、六亞甲基二異氰酸酯和1，3－丙磺酸內(nèi)酯合成的聚氨酯進(jìn)行紅外光譜測(cè)試，結(jié)果如圖2所示，960cm^-1處的伸縮振動(dòng)峰為季胺離子吸收峰；而1038cm^-1的振動(dòng)峰為磺酸陰離子基團(tuán)的吸收峰，證實(shí)了兩性離子聚氨酯的形成。將實(shí)施例2中的聚氨酯與革蘭陽(yáng)性菌金黃色葡萄球菌培養(yǎng)12小時(shí)后，去除聚氨酯組分，采用營(yíng)養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)。將培養(yǎng)液中的菌落與空白組分對(duì)比，如圖3和圖4所示，其中，圖3為空白組分，圖4為加入聚氨酯后培養(yǎng)液中的菌落。顯然，圖4中菌落明顯少于圖3中的菌落，可見聚氨酯具有較好的抑菌效果。實(shí)施例3中，以網(wǎng)紗為底面直接在網(wǎng)紗上接收制得的無(wú)紡布，由圖5所示，圖5為防霧霾無(wú)紡布附著于網(wǎng)紗的圖片，從圖5可見，通過(guò)網(wǎng)紗可以觀察到白色底面，具有透光效果，因此，由上述實(shí)施例制得的無(wú)紡布還可以應(yīng)用于紗窗中，不僅透光還可以防止霧霾。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。