[发明专利]一种超疏水抗菌无纺布和口罩及其制备方法和应用

说明书

本发明属于材料领域，涉及一种超疏水抗菌无纺布和口罩及其制备方法和应用。本发明提供的超疏水抗菌无纺布的制备方法包括：S1、将无纺布依次采用石油醚、无水乙醇和去离子水超声清洗后干燥，得到预处理无纺布；S2、将预处理无纺布浸入六次甲基四胺和硝酸锌的混合乙醇溶液中，于90～100℃下加热2～6h，之后从溶液中取出无纺布，用去离子水反复冲洗干净后烘干；S3、重复步骤S2，重复次数为1～5次，得到超疏水抗菌无纺布。本发明所得超疏水抗菌无纺布具有优异的超疏水性能和抑菌性能并可水洗重复利用，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种超疏水抗菌无纺布和口罩及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，人们安全生产与呼吸防护意识增强，受到疫情冲击，2020年春节期间形成“一罩难求”的局面。现有的一次性口罩通常包括两层普通无纺布以及设置于无纺布中间的熔喷布层，口罩的过滤作用主要源自熔喷布对有害物质的阻隔，而两侧的无纺布层只能起到阻挡大颗粒物质的作用。现有的一次性口罩跟其他的布料口罩相比，不能清洗，因为熔喷布主要靠静电吸附含有病毒的飞沫而实现病毒阻隔，一旦水洗之后，熔喷布中的静电吸附作用也会随之消失，从而无法实现对小颗粒细菌、病毒的再次阻隔。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的一次性口罩无法水洗且抑菌性能较差的缺陷，而提供一种集防水和抑菌功能于一体的超疏水抗菌无纺布和口罩及其制备方法和应用，由该超疏水抗菌无纺布制成的口罩具有优异的抑菌能力及可重复水洗利用能力。

本发明通过仿生耦合甲虫外壳粗糙表面和蜻蜓翅膀针状阵列表面特性于防护材料，研发一种能持久有效隔断病毒寄生且良好防水性能的新型卫生防护材料。本发明的发明人经过深入和广泛的研究发现，超疏水表面的特殊润湿性主要由表面微观形貌和低表面能这两个关键因素决定，将无纺布依次采用石油醚、无水乙醇和去离子水预处理后，再采用六次甲基四胺和硝酸锌作为改性原料同时以乙醇作为溶剂，利用水热合成技术对无纺布进行改性，能够在无纺布的内部及表面生长ZnO纳米级针状阵列，该ZnO纳米级针状阵列能够使无纺布表面具有粗糙结构及较低的表面能，由此获得的改性无纺布同时具备良好的抑菌和防水性能，最终制成口罩具有高效的杀菌广谱性和杀菌能力以及可水洗重复利用，从而满足人们对新型病原菌及病毒等引起的全球性流行病对个人防护产品的迫切需求，具有广阔的应用前景。基于此，完成了本发明。

具体地，本发明提供了一种超疏水抗菌无纺布的制备方法，该方法包括：

S1、将无纺布依次采用石油醚、无水乙醇和去离子水超声清洗后干燥，得到预处理无纺布；

S2、将预处理无纺布浸入六次甲基四胺和硝酸锌的混合乙醇溶液中，于90～100℃下加热2～6h，之后从溶液中取出无纺布，用去离子水反复冲洗干净后烘干；

S3、重复步骤S2，重复次数为1～5次，得到超疏水抗菌无纺布。

在一种优选实施方式中，步骤S1中，将无纺布采用石油醚、无水乙醇和去离子水超声清洗的时间各自独立地为0.5～2h。

在本发明中，步骤S1中，将无纺布依次采用石油醚、无水乙醇和去离子水超声清洗之后，无纺布表面更容易生产纳米氧化锌棒，从而为亲水抑菌表面的获得奠定了基础。

在本发明中，步骤S2中，六次甲基四胺和硝酸锌通过水热法生成纳米氧化锌，具体反应过程为：六次甲基四胺水解得到NH₃ H₂O和甲醛，NH₃ H₂O和Zn²⁺生成Zn(OH)₂，然后Zn(OH)₂和两个OH^-可逆生成[Zn(OH)₄]^2-，最后[Zn(OH)₄]^2-加热生成ZnO。