一种用于制备防护服的抗菌无纺布

技术领域

本发明涉及无纺布制备技术领域，具体涉及一种用于制备防护服的抗菌无纺布。

背景技术

无纺布是一种非织造布，它是直接利用高聚物切片、短纤维或长丝将纤维通过气流或机械成网，然后经过水刺，针刺，或热轧加固，最后经过后整理形成的无编织的布料；具有柔软、透气和平面结构的新型纤维制品，优点是不产生纤维屑，强韧、耐用、丝般柔软，也是增强材料的一种，而且还有棉质的感觉，和棉织品相比，无纺布的袋子容易成形，而且造价便宜。

医用防护服，是医护人员工作防护服装，用于隔离医疗环境中的病菌、有害超细粉尘、酸性溶液、盐溶液等等，无纺布制备的医用防护服能够很好适用于这些环境，使得医用防护服均为抗菌无纺布制成，而现有的抗菌无纺布的抗菌效果一般，不能很好的满足防护效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于制备防护服的抗菌无纺布，解决现阶段抗菌无纺布抗菌效果一般，且起效时间长的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于制备防护服的抗菌无纺布，由如下步骤制成：

将纺丝液在电压为20-30kV，接收距离为20-30cm，推进速率为0.9-1.8mL/h的条件下，静电纺丝并在温度为160-180℃的条件下烘干，制得防护服的抗菌无纺布。

进一步，所述的纺丝液由如下步骤制成：

步骤A1：将三聚氯氰溶于丙酮中，加入2,2-二羟甲基丙二酸二乙酯和三乙胺，在转速为200-300r/min，温度为0-5℃的条件下，进行反应6-8h后，加入二甲氨基乙醇，升温至温度为80-90℃，继续反应10-15h，制得中间体1，将中间体1、溴代十二烷、乙腈、对苯二酚混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为50-55℃的条件下，进行反应20-25h，制得中间体2；

反应过程如下：

步骤A2：将中间体2、乙二醇、乙二醇锑、醋酸锌、磷酸三甲酯混合均匀，在转速为300-500r/min，温度为180-190℃的条件下，进行反应3-4h，制得中间体3，将中间体3、5-溴间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇、钛酸四丁酯混合均匀，在转速为150-200r/min，温度为95-105℃的条件下，进行反应1-2h后，升温至温度为200-220℃，进行反应3-4h，再在温度为240-265℃，压强为500-600Pa的条件下，进行反应2-4h，制得共聚酯；

反应过程如下：

步骤A3：将共聚酯溶于二甲苯中，加入镁粉和碘粒，在转速为200-300r/min，温度为30-35℃的条件下，进行反应1-3h后，降温至零下65-75℃，加入硼酸三甲酯，搅拌并升温至25-30℃，调节pH值为1-2，加入乙酸乙酯，静置分层去除水相，将有机相洗涤至中性并蒸馏去除溶剂，将底物溶于二甲苯中，加入抗菌颗粒，在转速为800-1000r/min的条件下，搅拌3-5h，制得纺丝液。

进一步，步骤A1所述的三聚氯氰、2,2-二羟甲基丙二酸二乙酯、二甲氨基乙醇的摩尔比为2:1:4，中间体1和溴代十二烷的用量比为的摩尔比为1:4.2，对苯二甲酚的用量比为中间体1质量0.03-0.05％。

进一步，步骤A2所述的中间体2、乙二醇、乙二醇锑、醋酸锌、磷酸三甲酯的用量比为9mol:5mol:18mmol:13.5mmol:9mmol，中间体3、5-溴间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇的摩尔比为1.2:1.6:1:1，钛酸四丁酯为反应物质量的0.055-0.075％。

进一步，步骤A3所述的共聚酯、镁粉、碘粒、硼酸三甲酯的用量比为0.1mol:1mg:0.11mol:0.11mol，底物、二甲苯、抗菌颗粒的用量比为4g:25mL:1g。

进一步，所述的抗菌颗粒由如下步骤制成：

步骤B1：将冰醋酸和乙醇混合均匀，加入钛酸四丁酯和聚乙烯吡咯烷酮K30，在转速为600-800r/min的条件下，搅拌至透明，再加入硫化钾和木质素，搅拌10-15h后，在温度为80-90℃的条件下，保温20-25h，再在温度为500-520℃的条件下，煅烧5-7h，用乙醇洗涤并干燥，制得介孔二氧化钛；

步骤B2：将介孔二氧化钛分散在去离子水中，加入乙醇和KH550，在转速为300-500r/min，温度为30-40℃的条件下，搅拌20-30min后，过滤去滤液，将滤饼分散在去离子水中，加入氧化石墨烯和1-羟基苯并三唑，在转速为150-200r/min，温度为20-25℃的条件下，搅拌6-8h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干，制得复合颗粒；

步骤B3：将复合颗粒分散在Tris-buffer缓冲液中，加入盐酸多巴胺，在转速为600-800r/min，温度为20-25℃的条件下，搅拌3-5h后，离心去除上清液，将底物用去离子水洗涤至洗涤液为中性，再烘干制得抗菌颗粒。

进一步，步骤B1所述的冰醋酸、乙醇、钛酸四丁酯、聚乙烯吡咯烷酮K30、硫化钾、木质素的用量比为5mL:15mL:2g:0.2-0.5g:0.4-0.6g:0.1g。

进一步，步骤B2所述的介孔二氧化钛、乙醇、KH550、氧化石墨烯、1-羟基苯并三唑的用量比为100g:150mL:4g:10g:8.5g。

进一步，步骤B3所述的复合颗粒、Tris-buffer缓冲液、盐酸多巴胺的用量比为1g:40mL:80mg，Tris-buffer缓冲液的pH值为8.5。

本发明的有益效果：本发明制备的一种用于制备防护服的抗菌无纺布通过纺丝液静电纺丝制得，纺丝液以三聚氯氰和2,2-二羟甲基丙二酸二乙酯为原料通过温度控制，使得三聚氯氰上的一个氯原子位点与2,2-二羟甲基丙二酸二乙酯上的羟基反应，制得中间体1，将中间体1与溴代十二烷反应形成季铵盐，制得中间体2，将中间体2与乙二醇酯交换反应，制得中间体3，将中间体3与5-溴间苯二甲酸、乙二醇进行缩聚反应，制得共聚酯，将共聚酯与硼酸三甲酯反应，使得共聚酯侧链形成硼酸基团，再与抗菌颗粒共混，制得纺丝液，抗菌颗粒由钛酸四丁酯和硫化钾通过溶胶凝胶法得到硫化钾掺杂态二氧化钛，制得介孔二氧化钛，将介孔二氧化钛用KH550处理使得表面接枝氨基，再与氧化石墨烯脱水缩合，制得复合颗粒，将复合颗粒用盐酸多巴胺处理，使得复合颗粒表面包裹聚多巴胺，在共混时抗菌颗粒表面的多羟基会与共聚酯侧链的硼酸螯合，使得抗菌颗粒能够均匀分布，共聚酯侧链含有大量的季铵盐结构具有一定抗菌效果，抗菌颗粒中的介孔二氧化钛由于自生含有大量的孔隙，使得抗菌颗粒的比表面积增大，提升抗菌颗粒与细菌的接触面积增加，且掺杂K也能够提升二氧化钛的比表面，进而提升抗菌颗粒对细菌的吸附能力，S能够提升二氧化钛对可见光的吸收，进而提升二氧化钛的光催化活性，与石墨烯复配使用，能够将破坏细菌细胞膜的完整性，导致细胞液流出死亡，并在光线较差的环境仍然具有很好的抗菌效果。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种用于制备防护服的抗菌无纺布，由如下步骤制成：

将纺丝液在电压为20kV，接收距离为20cm，推进速率为0.9mL/h的条件下，静电纺丝并在温度为160℃的条件下烘干，制得防护服的抗菌无纺布。

所述的纺丝液由如下步骤制成：

步骤A1：将三聚氯氰溶于丙酮中，加入2,2-二羟甲基丙二酸二乙酯和三乙胺，在转速为200r/min，温度为0℃的条件下，进行反应6h后，加入二甲氨基乙醇，升温至温度为80℃，继续反应10h，制得中间体1，将中间体1、溴代十二烷、乙腈、对苯二酚混合均匀，在转速为150r/min，温度为50℃的条件下，进行反应20h，制得中间体2；

步骤A2：将中间体2、乙二醇、乙二醇锑、醋酸锌、磷酸三甲酯混合均匀，在转速为300r/min，温度为180℃的条件下，进行反应3h，制得中间体3，将中间体3、5-溴间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇、钛酸四丁酯混合均匀，在转速为150r/min，温度为95℃的条件下，进行反应1h后，升温至温度为200℃，进行反应3h，再在温度为240℃，压强为500Pa的条件下，进行反应2h，制得共聚酯；

步骤A3：将共聚酯溶于二甲苯中，加入镁粉和碘粒，在转速为200r/min，温度为30℃的条件下，进行反应1h后，降温至零下65℃，加入硼酸三甲酯，搅拌并升温至25℃，调节pH值为1，加入乙酸乙酯，静置分层去除水相，将有机相洗涤至中性并蒸馏去除溶剂，将底物溶于二甲苯中，加入抗菌颗粒，在转速为800r/min的条件下，搅拌3h，制得纺丝液。

步骤A1所述的三聚氯氰、2,2-二羟甲基丙二酸二乙酯、二甲氨基乙醇的摩尔比为2:1:4，中间体1和溴代十二烷的用量比为的摩尔比为1:4.2，对苯二甲酚的用量比为中间体1质量0.03％。

步骤A2所述的中间体2、乙二醇、乙二醇锑、醋酸锌、磷酸三甲酯的用量比为9mol:5mol:18mmol:13.5mmo l:9mmol，中间体3、5-溴间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇的摩尔比为1.2:1.6:1:1，钛酸四丁酯为反应物质量的0.055％。

步骤A3所述的共聚酯、镁粉、碘粒、硼酸三甲酯的用量比为0.1mol:1mg:0.11mol:0.11mol，底物、二甲苯、抗菌颗粒的用量比为4g:25mL:1g。

所述的抗菌颗粒由如下步骤制成：

步骤B1：将冰醋酸和乙醇混合均匀，加入钛酸四丁酯和聚乙烯吡咯烷酮K30，在转速为600r/min的条件下，搅拌至透明，再加入硫化钾和木质素，搅拌13h后，在温度为85℃的条件下，保温23h，再在温度为510℃的条件下，煅烧6h，用乙醇洗涤并干燥，制得介孔二氧化钛；

步骤B2：将介孔二氧化钛分散在去离子水中，加入乙醇和KH550，在转速为500r/min，温度为35℃的条件下，搅拌25min后，过滤去滤液，将滤饼分散在去离子水中，加入氧化石墨烯和1-羟基苯并三唑，在转速为180r/mi n，温度为25℃的条件下，搅拌7h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干，制得复合颗粒；

步骤B3：将复合颗粒分散在Tris-buffer缓冲液中，加入盐酸多巴胺，在转速为600r/min，温度为25℃的条件下，搅拌4h后，离心去除上清液，将底物用去离子水洗涤至洗涤液为中性，再烘干制得抗菌颗粒。

步骤B1所述的冰醋酸、乙醇、钛酸四丁酯、聚乙烯吡咯烷酮K30、硫化钾、木质素的用量比为5mL:15mL:2g:0.5g:0.6g:0.1g。

步骤B2所述的介孔二氧化钛、乙醇、KH550、氧化石墨烯、1-羟基苯并三唑的用量比为100g:150mL:4g:10g:8.5g。

步骤B3所述的复合颗粒、Tris-buffer缓冲液、盐酸多巴胺的用量比为1g:40mL:80mg，Tris-buffer缓冲液的pH值为8.5。

实施例2

一种用于制备防护服的抗菌无纺布，由如下步骤制成：

将纺丝液在电压为25kV，接收距离为25cm，推进速率为1.2mL/h的条件下，静电纺丝并在温度为170℃的条件下烘干，制得防护服的抗菌无纺布。

所述的纺丝液由如下步骤制成：

步骤A1：将三聚氯氰溶于丙酮中，加入2,2-二羟甲基丙二酸二乙酯和三乙胺，在转速为200r/min，温度为3℃的条件下，进行反应7h后，加入二甲氨基乙醇，升温至温度为85℃，继续反应13h，制得中间体1，将中间体1、溴代十二烷、乙腈、对苯二酚混合均匀，在转速为180r/min，温度为50℃的条件下，进行反应25h，制得中间体2；

步骤A2：将中间体2、乙二醇、乙二醇锑、醋酸锌、磷酸三甲酯混合均匀，在转速为500r/min，温度为185℃的条件下，进行反应3.5h，制得中间体3，将中间体3、5-溴间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇、钛酸四丁酯混合均匀，在转速为180r/min，温度为100℃的条件下，进行反应1.5h后，升温至温度为210℃，进行反应3.5h，再在温度为250℃，压强为550Pa的条件下，进行反应3h，制得共聚酯；

步骤A3：将共聚酯溶于二甲苯中，加入镁粉和碘粒，在转速为200r/min，温度为35℃的条件下，进行反应2h后，降温至零下70℃，加入硼酸三甲酯，搅拌并升温至28℃，调节pH值为2，加入乙酸乙酯，静置分层去除水相，将有机相洗涤至中性并蒸馏去除溶剂，将底物溶于二甲苯中，加入抗菌颗粒，在转速为800r/min的条件下，搅拌4h，制得纺丝液。

步骤A1所述的三聚氯氰、2,2-二羟甲基丙二酸二乙酯、二甲氨基乙醇的摩尔比为2:1:4，中间体1和溴代十二烷的用量比为的摩尔比为1:4.2，对苯二甲酚的用量比为中间体1质量0.04％。

步骤A2所述的中间体2、乙二醇、乙二醇锑、醋酸锌、磷酸三甲酯的用量比为9mol:5mol:18mmol:13.5mmol:9mmol，中间体3、5-溴间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇的摩尔比为1.2:1.6:1:1，钛酸四丁酯为反应物质量的0.065％。

步骤A3所述的共聚酯、镁粉、碘粒、硼酸三甲酯的用量比为0.1mol:1mg:0.11mol:0.11mol，底物、二甲苯、抗菌颗粒的用量比为4g:25mL:1g。

所述的抗菌颗粒由如下步骤制成：

步骤B1：将冰醋酸和乙醇混合均匀，加入钛酸四丁酯和聚乙烯吡咯烷酮K30，在转速为800r/min的条件下，搅拌至透明，再加入硫化钾和木质素，搅拌135h后，在温度为85℃的条件下，保温20h，再在温度为510℃的条件下，煅烧6h，用乙醇洗涤并干燥，制得介孔二氧化钛；

步骤B2：将介孔二氧化钛分散在去离子水中，加入乙醇和KH550，在转速为300-500r/min，温度为30-40℃的条件下，搅拌20-30min后，过滤去滤液，将滤饼分散在去离子水中，加入氧化石墨烯和1-羟基苯并三唑，在转速为180r/min，温度为25℃的条件下，搅拌7h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干，制得复合颗粒；

步骤B3：将复合颗粒分散在Tris-buffer缓冲液中，加入盐酸多巴胺，在转速为600r/min，温度为25℃的条件下，搅拌4h后，离心去除上清液，将底物用去离子水洗涤至洗涤液为中性，再烘干制得抗菌颗粒。

步骤B1所述的冰醋酸、乙醇、钛酸四丁酯、聚乙烯吡咯烷酮K30、硫化钾、木质素的用量比为5mL:15mL:2g:0.3g:0.5g:0.1g。

步骤B2所述的介孔二氧化钛、乙醇、KH550、氧化石墨烯、1-羟基苯并三唑的用量比为100g:150mL:4g:10g:8.5g。

步骤B3所述的复合颗粒、Tris-buffer缓冲液、盐酸多巴胺的用量比为1g:40mL:80mg，Tris-buffer缓冲液的pH值为8.5。

实施例3

一种用于制备防护服的抗菌无纺布，由如下步骤制成：

将纺丝液在电压为30kV，接收距离为30cm，推进速率为1.8mL/h的条件下，静电纺丝并在温度为180℃的条件下烘干，制得防护服的抗菌无纺布。

所述的纺丝液由如下步骤制成：

步骤A1：将三聚氯氰溶于丙酮中，加入2,2-二羟甲基丙二酸二乙酯和三乙胺，在转速为300r/min，温度为5℃的条件下，进行反应8h后，加入二甲氨基乙醇，升温至温度为90℃，继续反应15h，制得中间体1，将中间体1、溴代十二烷、乙腈、对苯二酚混合均匀，在转速为200r/min，温度为55℃的条件下，进行反应25h，制得中间体2；

步骤A2：将中间体2、乙二醇、乙二醇锑、醋酸锌、磷酸三甲酯混合均匀，在转速为500r/min，温度为190℃的条件下，进行反应4h，制得中间体3，将中间体3、5-溴间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇、钛酸四丁酯混合均匀，在转速为200r/min，温度为105℃的条件下，进行反应2h后，升温至温度为220℃，进行反应4h，再在温度为265℃，压强为600Pa的条件下，进行反应4h，制得共聚酯；

步骤A3：将共聚酯溶于二甲苯中，加入镁粉和碘粒，在转速为300r/min，温度为35℃的条件下，进行反应3h后，降温至零下75℃，加入硼酸三甲酯，搅拌并升温至30℃，调节pH值为2，加入乙酸乙酯，静置分层去除水相，将有机相洗涤至中性并蒸馏去除溶剂，将底物溶于二甲苯中，加入抗菌颗粒，在转速为1000r/min的条件下，搅拌5h，制得纺丝液。

步骤A1所述的三聚氯氰、2,2-二羟甲基丙二酸二乙酯、二甲氨基乙醇的摩尔比为2:1:4，中间体1和溴代十二烷的用量比为的摩尔比为1:4.2，对苯二甲酚的用量比为中间体1质量0.05％。

步骤A2所述的中间体2、乙二醇、乙二醇锑、醋酸锌、磷酸三甲酯的用量比为9mol:5mol:18mmol:13.5mmol:9mmol，中间体3、5-溴间苯二甲酸、乙二醇、二甘醇的摩尔比为1.2:1.6:1:1，钛酸四丁酯为反应物质量的0.075％。

步骤A3所述的共聚酯、镁粉、碘粒、硼酸三甲酯的用量比为0.1mol:1mg:0.11mol:0.11mol，底物、二甲苯、抗菌颗粒的用量比为4g:25mL:1g。

所述的抗菌颗粒由如下步骤制成：

步骤B1：将冰醋酸和乙醇混合均匀，加入钛酸四丁酯和聚乙烯吡咯烷酮K30，在转速为800r/min的条件下，搅拌至透明，再加入硫化钾和木质素，搅拌15h后，在温度为90℃的条件下，保温25h，再在温度为520℃的条件下，煅烧7h，用乙醇洗涤并干燥，制得介孔二氧化钛；

步骤B2：将介孔二氧化钛分散在去离子水中，加入乙醇和KH550，在转速为500r/min，温度为40℃的条件下，搅拌30min后，过滤去滤液，将滤饼分散在去离子水中，加入氧化石墨烯和1-羟基苯并三唑，在转速为200r/min，温度为25℃的条件下，搅拌8h后，过滤去除滤液，将滤饼烘干，制得复合颗粒；

步骤B3：将复合颗粒分散在Tris-buffer缓冲液中，加入盐酸多巴胺，在转速为800r/min，温度为25℃的条件下，搅拌5h后，离心去除上清液，将底物用去离子水洗涤至洗涤液为中性，再烘干制得抗菌颗粒。

步骤B1所述的冰醋酸、乙醇、钛酸四丁酯、聚乙烯吡咯烷酮K30、硫化钾、木质素的用量比为5mL:15mL:2g:0.5g:0.6g:0.1g。

步骤B2所述的介孔二氧化钛、乙醇、KH550、氧化石墨烯、1-羟基苯并三唑的用量比为100g:150mL:4g:10g:8.5g。

步骤B3所述的复合颗粒、Tris-buffer缓冲液、盐酸多巴胺的用量比为1g:40mL:80mg，Tris-buffer缓冲液的pH值为8.5。

对比例1

本对比例为中国专利CN110406215A中实施例1公开的抗菌无纺布。

对比例2

本对比例为中国专利CN111424428A中实施例1公开的抗菌无纺布。

将实施例1-3和对比例1-2制得的抗菌无纺布依照GB/T20944.3-2008的标准，光照条件下检测抗菌效果，结果如下表所示；

由上表可知实施例1-3制得的抗菌无纺布的金黄色葡萄球菌5min的抑菌率为90.3-90.8％，12h的抑菌率为99.3-99.7％，大肠杆菌5min的抑菌率为99.3-99.7％，12h的抑菌率为99.9％，表明本发明具有很好的抗菌效果。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。