一种吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布及其生产方法与应用

技术领域

本发明涉及一种吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布及其生产方法与应用，属于抗病毒材料技术领域。

背景技术

依据药物和疫苗研制的周期规律，短时间内相关产品难以快速进入临床实用阶段。为了防止病毒的传播和感染，迫切需要口罩等防护用品用于个人的防护。

目前，市场上效果较好的口罩如N95、N99型等，其核心滤材是聚丙烯熔喷布。通过聚丙烯熔喷布的阻隔作用，对粘附病毒的飞沫进行阻隔，但这种方式仅起到隔绝病毒的作用，并不能有效灭活病毒，因此，该类口罩在使用过程中和废弃时仍然存在很大的感染风险。

从分子的角度看，病毒是脆弱的，病毒所包含的核糖核酸、蛋白质衣壳以及蛋白质包膜等生物大分子没有一般的有机物小分子稳定，易于水解或氧化失活。因此，无机固体材料的氧化还原性，酸碱性等能够实现对病毒的灭活。刘中民等(催化学报[J]，2003，24(5)：232-327，中国专利CN 1242815C)开发了一类对病毒具有吸附和灭活作用的多孔固体材料，经检测对副流感病毒具有直接灭活作用，同时对人疱疹病毒和人腺病毒具有抑制作用，但没有将材料应用到防护产品中。

将吸附灭活病毒纳米功能材料添加到熔喷布滤材中，制备具有吸附灭活病毒功能的熔喷布滤材并应用于口罩等防护产品中，在隔绝病毒的同时可以吸附和灭活病毒，从而有效遏制病毒的传播和感染，保护人民的身体健康。

发明内容

本发明的目的在于提供一种吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布，在聚丙烯熔喷布生产过程中，将吸附灭活病毒纳米功能材料喷涂到特定温度范围的聚丙烯熔喷布纤维上，制备具有吸附灭活病毒功能的聚丙烯熔喷布。

所述的吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布，面密度为5-100g/m

可选地，所述的吸附灭活病毒纳米功能材料为氧化锆、氧化锌、氧化铝、硅酸钙、氧化钛、A型分子筛、X型分子筛中的一种或几种混合。

可选地，所述吸附灭活病毒纳米功能材料的粒径为5～100nm。

优选地，所述的吸附灭活病毒纳米功能材料，粒径为20～80nm。

本发明的另一目的在于提供一种吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布的生产方法，在聚丙烯熔喷布生产设备上加装吸附灭活病毒纳米功能材料喷涂装置，将吸附灭活病毒纳米功能材料喷涂到特定温度范围的聚丙烯熔喷布纤维上，从而制备具有吸附灭活病毒功能的聚丙烯熔喷布。

可选地，所述的吸附灭活病毒纳米功能材料喷涂装置，包含气固两相喷射喷嘴，通过高温高压气体输送，实现吸附灭活病毒纳米功能材料的喷涂。

可选地，所述的高温高压输气体，输送气体温度为80～300℃、压力为 0.2～10MPa。

所述的吸附灭活病毒纳米功能材料喷涂装置和吸附灭活病毒纳米功能材料的喷涂位置位于电晕放电驻极操作之前。

为了实现吸附灭活病毒纳米功能材料与聚丙烯熔喷布纤维牢固的结合，喷涂吸附灭活病毒纳米功能材料时保持聚丙烯熔喷布纤维的温度温度范围为80～180℃。

本发明的再一目的在于提供了上述任一项所述的吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布、上述任一项所述的生产方法生产的吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布中的至少一种在口罩、防护服、空气净化器、空调过滤器、新风系统以及军用生化防护装备中的应用。

本发明具有如下有益效果：

本发明所述的吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布生产方法简单，投资少。通过对现有聚丙烯熔喷布生产设备的简单改进即可实现本发明所述吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布的生产。与聚丙烯原料母粒中加入功能组分的传统方法相比，本发明所述的方法不影响聚丙烯熔喷布的过滤效率和阻力。所述的吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布对新型冠状病毒(SARS-CoV-2)具有直接吸附灭活作用，可用于生产具有吸附灭活病毒功能的口罩、防护服、空气净化器、空调过滤器、新风系统以及军用生化防护装备等设备中。

附图说明

图1为本发明提供的吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布生产设备结构示意图；

图2为本发明制备的吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布(YG-B8)处理新型冠状病毒(SARS-CoV-2)后，剩余上清液中病毒核酸的扩增曲线；

图3为本发明制备的吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布(YG-B8)处理新型冠状病毒(SARS-CoV-2)后，剩余上清液中病毒含量相对于无处理组的减少百分比。

具体实施方式

下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。同时实施例只是给出实现制备吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布的部分条件，但并不意味着必须满足这些条件才可以达到此目的。

如无特别说明，实施例中所采用原料均来自商业购买，仪器设备采用厂家推荐的参数设置。

实施例1吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布的制备

采用的聚丙烯熔喷布原料为商业购买的熔喷布专用聚丙烯(PP)，原料颗粒的粒径为3～5mm，熔体的灰分小于100ppm，熔体含水量小于0.2％。

图1为本发明吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布生产工艺流程图，其中：1聚丙烯母粒进料斗、2螺杆挤出机、3压缩气体加热器、4聚丙烯熔体喷射模头、5吸附灭活病毒纳米功能材料加料斗、6吸附灭活病毒纳米功能材料喷涂装置、7压缩气体加热器、8气固两相喷射喷嘴、9输网帘、10热轧辊、11电晕放电驻极设备、12卷布机。

吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布的制备步骤如下：

步骤一、将聚丙烯母粒加入到聚丙烯母粒进料斗1中，螺杆挤出机2 使母粒加热形成熔体；螺杆挤出机2中共3个控温加热区，其中一区温度为175～185℃，二区温度为240～260℃，三区温度为240～260℃。

步骤二、熔体从螺杆挤出机2中挤出，与压力为0.3MPa、温度为280℃的压缩空气(经压缩气体加热器3得到)一起进入聚丙烯溶体喷射模头4；聚丙烯溶体喷射模头为单模头，喷丝孔数为150个，熔体喷射模头温度为 240～260℃；熔体从聚丙烯溶体喷射模头4中喷出后，经气流牵引形成纤维铺设到输网帘9上。

步骤三、将粒径分布为20～70nm的吸附灭活病毒纳米功能材料(包含氧化锌、氧化锆、氧化铝、氧化钛和13X分子筛，质量比为5:2:10:7:5) 加入到吸附灭活病毒纳米功能材料加料斗5中；再进入吸附灭活病毒纳米功能材料喷涂装置6中；上述吸附灭活病毒纳米功能材料在压力为0.5 MPa、温度为150℃的压缩空气(经压缩气体加热器7得到)作用下，经气固两相喷射喷嘴8喷涂到温度为130～160℃的半成品聚丙烯熔喷布纤维上。

步骤四、经步骤三处理后的熔喷布，经过热轧辊10处理，轧压温度为120℃，轧压线压力为8Kgf/cm。

步骤五、经步骤四处理的熔喷布进入电晕放电驻极设备11中进行驻极处理，驻极电压为40KV，驻极时间为1min，驻极距离为3cm。

上述制备的吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布命名为YG-B8

称重测量吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布上固载的吸附灭活病毒纳米功能材料质量含量为22.6％。

实施例2吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布过滤性能测试

本测试采用苏州世尘净环境科技有限公司SC-FT-1406DP自动滤料测试仪进行测试。测试面积为100cm

对吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布YG-B8和未经喷涂吸附灭活病毒纳米功能材料的对比熔喷布(YG-B0)的过滤性能进行测试，测试结果如表1 所示。

表1

实施例3吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布(YG-B8)吸附灭活新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的体外试验

吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布吸附灭活新型冠状病毒(SARS-CoV-2) 的体外试验在安徽省疾病预防控制中心(安徽CDC)实施。

测试材料：

1.受试物

实施例1中所制备的吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布(YG-B8)。

2.病毒株

SARS-CoV-2冠状病毒

3.试验方法

取2cm×10cm面积的吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布(YG-B8)(含吸附灭活病毒纳米功能材料17.5mg)放入无菌1.5ml EP管，加入800μl的 SARS-CoV-2病毒液(3.5×10

4.试验结果

吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布(YG-B8)吸附灭活新型冠状病毒 (SARS-CoV-2)的体外试验结果如图2和图3所示。其中，无处理是指对病毒液无处理。

5.结论

试验结果表明吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布(YG-B8)具有直接吸附灭活新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的作用，2cm×10cm面积的吸附灭活病毒聚丙烯熔喷布(YG-B8)(含吸附灭活病毒纳米功能材料17.5mg)对 3.5×10

以上所述，仅是本发明的实施例，并非对本发明做任何形式的限制，虽然本发明以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于本发明技术方案范围内。