ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布及其制备方法技术

本发明专利技术涉及复合材料技术领域，尤其涉及ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布及其制备方法，将ZIFs和MPP分散于无水乙醇中，搅拌混合均匀，超声0.5～6h，得到的混合液转移到烧瓶中，在85～90℃下冷凝回流反应2～24h，得到的悬浊液用无水乙醇离心洗涤3～5次，离心得到的沉淀物干燥，得到ZIFs@MPP；将ZIFs@MPP、季戊四醇酯和聚丙烯在螺杆转速为10～50Hz，螺杆加热温度为190～260℃的双螺杆挤出机工作下熔融混合后，经计量泵送至喷丝板，通过风机吹出后铺设成网，收集得到ZIFs@MPP/PP阻燃抗菌熔喷无纺布。本发明专利技术的ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布兼具优异的阻燃性能和良好的抗菌性能，且制备方法简单，原料易得。原料易得。原料易得。

【技术实现步骤摘要】
ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯(PP)具有密度小，耐化学腐蚀，耐挠曲，刚性好，绝缘性好等优点，且其价格低廉，是应用量排名第三的热塑性塑料，仅次于聚乙烯、聚氯乙烯。PP是熔喷材料中最常见的聚合物原料，具有价低、综合性能好、无毒等优势，但是其易燃，LOI值仅为17.5，遇火易燃烧，并且因其在燃烧过程中有滴落现象产生易造成火势蔓延，这极大地限制了其应用。熔喷布常用作高效过滤材料，但是PP熔喷无纺布过滤材料中含有高有机物及大表面积，使得材料一经点燃就会迅速燃烧，造成人群及建筑物等的安全性隐患问题，因此制备阻燃过滤材料是一种趋势。目前，阻燃PP材料大多数以卤系阻燃为主，卤系阻燃剂在阻燃的过程中会释放出大量的烟雾及具有腐蚀性和毒性的卤化氢气体，这不仅会对环境造成污染，也会对身处火灾中的人员产生巨大的生命威胁。
[0003]聚丙烯(PP)熔喷无纺布常作为核心部件应用于各类口罩等过滤产品，为提高其过滤效率，通常会以静电驻极方式使其携带大量静电荷。但是利用静电吸附提高过滤效率的同时也为细菌滋生创造有利条件，这些细菌在产品使用过程中进入人体，对人的身体造成严重损害。此外，聚丙烯无纺布表面携带的大量静电荷很容易在存储、运输和制备过程中触发火灾，给人民生命财产带来严重威胁。因此，制备具有阻燃抗菌功能一体化聚丙烯熔喷无纺布能满足市场对安全防护和绿色健康纺织品的重大需求。
专利技术内容
[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是提供ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布及其制备方法，以至少解决的了现有的聚丙烯熔喷无纺布易燃、抗菌性能较差的问题。
[0005]本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：
[0006]本专利技术的第一方面在于提供了一种ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布，包括以下原料：
[0007]ZIFs@MPP 1～8wt％、季戊四醇酯0.1～4wt％和90～98wt％聚丙烯。
[0008]结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述ZIFs@MPP是以沸石咪唑酯骨架材料为核，三聚氰胺聚磷酸盐为壳的复合物，所述沸石咪唑酯骨架材料与三聚氰胺聚磷酸盐的质量比为1:1～5。
[0009]本专利技术的第二方面在于提供了一种ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布的制备方法，包括以下步骤：
[0010]合成ZIFs@MPP，将ZIFs和MPP分散于无水乙醇中，搅拌混合均匀，超声0.5～6h，得到的混合液转移到烧瓶中，在85～90℃下冷凝回流反应2～24h，得到的悬浊液用无水乙醇离心洗涤3～5次，离心得到的沉淀物干燥，得到ZIFs@MPP；
[0011]制备无纺布，将ZIFs@MPP、季戊四醇酯和聚丙烯在螺杆转速为10～50Hz，螺杆加热温度为190～260℃的双螺杆挤出机工作下熔融混合后，经计量泵送至喷丝板，通过风机吹出后铺设成网，收集得到ZIFs@MPP/PP阻燃抗菌熔喷无纺布。
[0012]结合第二方面，在一些可选的实施方式中，所述合成ZIFs@MPP步骤中，离心得到的沉淀物在30～120℃下真空干燥2～16h。
[0013]结合第二方面，在一些可选的实施方式中，所述ZIFs的制备方法如下：
[0014]将可溶性金属盐添加到溶剂中搅拌5～60min至完全溶解，得到金属盐溶液；将2
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甲基咪唑加入到溶剂中搅拌5～30min直至完全溶解，得到配体溶液，搅拌下将配体溶液加入到金属盐溶液中，在50～120℃下搅拌1～10.0h后，静置5～24h，收集沉淀，干燥，得到ZIFs。
[0015]结合第二方面，在一些可选的实施方式中，所述可溶性金属盐、2
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甲基咪唑、溶剂的摩尔体积比为5mmol:5～100mmol:50～1000mL。
[0016]结合第二方面，在一些可选的实施方式中，所述可溶性金属盐为六水硝酸锌、九水硝酸铁、六水硝酸镍、六水硝酸钴中的一种。
[0017]结合第二方面，在一些可选的实施方式中，所述溶剂为甲醇、乙醇、N,N
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二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、去离子水中的一种。
[0018]结合第二方面，在一些可选的实施方式中，所述ZIFs的制备方法中，收集的沉淀在30～160℃下干燥1～24h。
[0019]结合第二方面，在一些可选的实施方式中，所述ZIFs@MPP的用量为1～8wt％、季戊四醇酯的用量为0.1～4wt％，聚丙烯的用量为90～98wt％。
[0020]本专利技术具有以下有益效果：
[0021](1)本专利技术的ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布，所选用的ZIFs中的咪唑类有机配体具有持久、广谱灭菌功效，此外，ZIFs作为抗菌剂可以缓慢持续释放金属离子，避免过量释放产生危害的同时实现高效抑菌。
[0022](2)本专利技术的ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布中，三聚氰胺聚磷酸盐和季戊四醇酯可组成膨胀阻燃体系，其中丰富的磷、氮元素在分解后既可形成致密炭层又可产生惰性气体稀释氧气浓度，使得本专利技术的ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布具有优异的阻燃性能。
[0023](3)本专利技术的ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布中，ZIFs独特的多孔结构可以吸收聚合物燃烧过程释放的烟雾和有毒气体，受热分解成的金属氧化物可以催化聚合物及其他阻燃成分快速成炭，实现协同阻燃功效。
[0024](4)相比单独添加MPP，通过少量(＜10wt％)ZIFs@MPP就可以实现高效阻燃，避免过量添加对聚合物本征性能的影响。
附图说明
[0025]图1是实施例1制备的ZIF
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67@MPP/PP熔喷熔体样条的垂直燃烧测试过程图；
[0026]图2是实施例2制备的ZIF
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8@MPP/PP熔喷熔体样条的垂直燃烧测试过程图；
[0027]图3是实施例3制备的Ni
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ZIF@MPP/PP熔喷熔体样条的垂直燃烧测试过程；
[0028]图4样品纯PP、ZIF
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67@MPP/PP、ZIF
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8@MPP/PP和Ni
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ZIF@MPP/PP熔喷无纺布的平板
菌落图；
[0029]图5是样品ZIF
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67@MPP/PP、ZIF
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8@MPP/PP和Ni
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ZIF@MPP/PP熔喷无纺布抑菌率检测结果统计图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]以下实施例中未注明具体条件者，按照常规本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布，其特征在于，包括以下原料：ZIFs@MPP 1～8wt％、季戊四醇酯0.1～4wt％和90～98wt％聚丙烯。2.根据权利要求1所述的ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布，其特征在于，所述ZIFs@MPP是以沸石咪唑酯骨架材料为核，三聚氰胺聚磷酸盐为壳的复合物，所述沸石咪唑酯骨架材料与三聚氰胺聚磷酸盐的质量比为1:1～5。3.ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：合成ZIFs@MPP，将ZIFs和MPP分散于无水乙醇中，搅拌混合均匀，超声0.5～6h，得到的混合液转移到烧瓶中，在85～90℃下冷凝回流反应2～24h，得到的悬浊液用无水乙醇离心洗涤3～5次，离心得到的沉淀物干燥，得到ZIFs@MPP；制备无纺布，将ZIFs@MPP、季戊四醇酯和聚丙烯在螺杆转速为10～50Hz，螺杆加热温度为190～260℃的双螺杆挤出机工作下熔融混合后，经计量泵送至喷丝板，通过风机吹出后铺设成网，收集得到ZIFs@MPP/PP阻燃抗菌熔喷无纺布。4.根据权利要求3所述的ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布的制备方法，其特征在于，所述合成ZIFs@MPP步骤中，离心得到的沉淀物在30～120℃下真空干燥2～16h。5.根据权利要求3所述的ZIFS基阻燃抗菌聚丙烯熔喷无纺布的制备方法，其特征在于，所述ZIFs的制备方法如下：将可溶性...

【专利技术属性】
技术研发人员：白雷，丁佰锁，刘华丽，吴玉东，
申请(专利权)人：理工清科重庆先进材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：