一种基于无机-有机杂化的抗菌聚丙烯熔喷布及其

本发明涉及抗菌熔喷布，特别涉及一种基于无机-有机杂化的抗菌聚丙烯熔喷布及其制备方法与应用。背景技术：1、聚丙烯(pp)熔喷布是防护口罩、防护服、空气净化器、空气滤芯等产品的核心的材料，其特点是具有较为复杂的孔隙结构，组成纤维直径可达1-5微米，比表面积大，从而使熔喷布具有很好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性。除空气过滤外，还可以广泛用于液体过滤材料、隔离材料、吸纳材料、保暖材料、吸油材料及擦拭布等领域。但目前市场上的pp熔喷布仅利用物理原理对颗粒物进行拦截和吸附，在流感、鼻炎、呼吸道感染高发季，上述几乎所有应用领域都对熔喷布的高效可持续杀灭细菌和病毒能力提出了更高的要求。因此，开发高效抗菌的pp熔喷布过滤材料具有重要的理论和现实价值。2、现有抗菌技术主要有2种。一是通过后处理的方法将抗菌剂附着在材料表面或将抗菌基团接枝在材料上，工艺流程长，成本高、抗菌剂破坏了原有过滤孔径结构、抗菌剂易脱落、抗菌效果不足。二是将抗菌剂与聚丙烯熔融共混，但是，熔喷级pp原料的分子量较低，黏度小，普通的抗菌剂共混后分散性和相容性不足，抗菌剂含量提高后导致熔喷纤维的可纺性降低，成型难度大，抗菌剂的含量无法提高，基本在0.3％-1.0％之间，抗菌效果发挥不充分，尤其是无法形成抗菌率高于99.9％的高效持久抗菌性。3、综上所述，目前常规的方法易出现抗菌效果不足，抗菌剂分散性相容性不足导致的含量低、成型不良、疵点较多、力学性能下降等问题。技术实现思路1、为解决现有技术中存在的抗菌剂分散性相容性不良、抗菌效果不持久、纤维成型不良、疵点较多、力学性能下降等问题，本发明提供一种基于无机-有机杂化的抗菌聚丙烯熔喷布及其制备方法与应用。本发明利用纳米载银磷酸锆和聚六亚甲基单胍盐酸盐(phmg)作为复配抗菌剂，提出双螺杆的螺纹组合技术，在pp熔体中使纳米载银磷酸锆和聚六亚甲基单胍盐酸盐(phmg)发生无机-有机杂化效应，提高二者的分散性和与基体的相容性，提高纤维的成型均匀程度和力学性能，形成长效的协同抗菌效果。2、为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种聚丙烯复合母粒的制备方法，将复配抗菌剂与聚丙烯树脂熔融共混造粒制备复合母粒；3、所述复配抗菌剂为纳米载银磷酸锆和聚六亚甲基单胍盐酸盐。4、优选地，所述聚六亚甲基单胍盐酸盐与所述聚丙烯树脂的质量比为1-2:100。5、优选地，所述纳米载银磷酸锆与所述聚六亚甲基单胍盐酸盐的质量比为3:1。6、优选地，所述将复配抗菌剂与聚丙烯树脂熔融共混造粒制备复合母粒具体为使用双螺杆挤出机进行熔融共混造粒。7、优选地，所述双螺杆挤出机的温度配置为：一区135℃±5℃，二区145℃±5℃，三区155℃±5℃，四区155℃±5℃，五区160℃±5℃；六区170℃±5℃，七区170℃±5℃，八区170℃±5℃，九区175℃±5℃，机头区190℃±5℃。8、本发明还提供了一种上述技术方案所述制备方法制备得到的聚丙烯复合母粒。9、本发明还提供了一种基于无机-有机杂化的抗菌聚丙烯熔喷布，由所述聚丙烯复合母粒通过熔喷纺丝技术制备得到。10、本发明还提供了一种所述基于无机-有机杂化的抗菌聚丙烯熔喷布的制备方法，将上述技术方案所述的聚丙烯复合母粒置于熔喷机喂料仓进行抗菌熔喷布的制备；所述熔喷机采用单螺杆熔融挤出，螺杆挤出机各区温度配置为：一区130℃±5℃、二区150℃±5℃、三区160℃±5℃。11、本发明还提供了所述的基于无机-有机杂化的抗菌聚丙烯熔喷布在制备防护口罩、防护服、空气净化器、空气滤芯中的应用。12、有益技术效果：13、本发明的一种基于无机-有机杂化的抗菌聚丙烯熔喷布，采用在熔喷级pp中先后添加phmg和纳米载银磷酸锆，经双螺杆多区高剪切造粒和熔喷纺丝技术，使纳米载银磷酸锆和phmg产生一定的无机-有机杂化反应，提高分散性和相容性的同时，改善了pp的成型条件，提高了纤维的力学性能，使抗菌剂的含量提高到5％左右，抗菌性得到充分发挥和维持，得到了长效抗菌pp熔喷布。14、本发明的一种基于无机-有机杂化的抗菌聚丙烯熔喷布的制备方法，与现有技术相比，利用熔融挤出的温度和高剪切环境产生无机-有机杂化反应，免去了传统纳米粒子前处理的改性工艺，缩短了工艺流程，且极大的提高了pp熔喷布的力学性能、抗菌性能和使用时间，具有较强市场竞争力。技术特征：1.一种聚丙烯复合母粒的制备方法，其特征在于，将复配抗菌剂与聚丙烯树脂熔融共混造粒制备复合母粒；2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚六亚甲基单胍盐酸盐与所述聚丙烯树脂的质量比为1-2:100。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米载银磷酸锆与所述聚六亚甲基单胍盐酸盐的质量比为3:1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将复配抗菌剂与聚丙烯树脂熔融共混造粒制备复合母粒具体为使用双螺杆挤出机进行熔融共混造粒。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机的温度配置为：一区135℃±5℃，二区145℃±5℃，三区155℃±5℃，四区155℃±5℃，五区160℃±5℃；六区170℃±5℃，七区170℃±5℃，八区170℃±5℃，九区175℃±5℃，机头区190℃±5℃。6.一种权利要求1-5任一项所述制备方法制备得到的聚丙烯复合母粒。7.一种基于无机-有机杂化的抗菌聚丙烯熔喷布，其特征在于，由权利要求6的聚丙烯复合母粒通过熔喷纺丝技术制备得到。8.一种权利要求7所述的基于无机-有机杂化的抗菌聚丙烯熔喷布的制备方法，其特征在于，将权利要求6所述的聚丙烯复合母粒置于熔喷机喂料仓进行抗菌熔喷布的制备；所述熔喷机采用单螺杆熔融挤出，螺杆挤出机各区温度配置为：一区130℃±5℃、二区150℃±5℃、三区160℃±5℃。9.一种权利要求7所述的基于无机-有机杂化的抗菌聚丙烯熔喷布在制备防护口罩、防护服、空气净化器、空气滤芯中的应用。技术总结本发明提供了一种基于无机‑有机杂化的抗菌聚丙烯熔喷布及其制备方法与应用，属于抗菌熔喷布技术领域。本发明提供的聚丙烯复合母粒的制备方法为将复配抗菌剂与聚丙烯树脂熔融共混造粒制备复合母粒；所述复配抗菌剂为纳米载银磷酸锆和聚六亚甲基单胍盐酸盐。本发明提供的抗菌聚丙烯熔喷布由所述聚丙烯复合母粒通过熔喷纺丝技术制备得到。本发明利用纳米载银磷酸锆和PHMG作为复配抗菌剂，提出双螺杆的螺纹组合技术，在PP熔体中使纳米载银磷酸锆和PHMG发生无机‑有机杂化效应，提高二者的分散性和与基体的相容性，提高纤维的成型均匀程度和力学性能，形成长效的协同抗菌效果。技术研发人员：马腾,黄婷婷,袁大龙,连丹丹,徐婕,卢建军受保护的技术使用者：太原理工大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20