[发明专利]一种基于电流体印刷银滤芯及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种基于电流体印刷银滤芯及其制备方法与应用。所述印刷银滤芯是通过电流体打印在基底无纺布上印刷高密度银栅格所得。所述印刷银滤芯的方法为：将基底无纺布清洗和干燥处理，然后采用电流体打印机在基底无纺布上打印出银栅格，将打印好的无纺布退火固化，得到银滤芯。本发明制备工艺简单成本低，其具有良好的抗菌抗病毒、透气性能。

技术领域

本发明属于空气过滤技术领域，具体涉及一种基于电流体印刷银滤芯及其制备方法与应用。

背景技术

在疫情当下，我们越来越感到在呼吸过程中能够有效阻隔与分离对健康有害的固体颗粒与液体气溶胶颗粒的重要性。气溶胶更容易被吸入人体的肺部深处，导致下呼吸道肺泡组织感染，因此，通过气溶胶感染可能导致更严重的临床症状。典型的飞沫以及飞沫核直径在5μm左右，因此口罩的孔隙必须在其直径以下才能更好的发挥防病毒防细菌的功效。

纳米银较其他银盐有更高效的抗菌性能，是因为他们有非常大的表面积，使得与微生物有更好的接触。纳米银附着于细胞膜，也渗透细菌细胞内。细菌细胞膜含有含硫的蛋白质，纳米银和细胞的这类蛋白质以及如DNA内含磷化合物相结合。当纳米银进入细菌细胞，它在细胞中心形成了一个低分子量区，细菌在此区凝聚，从而保护的DNA免受银离子攻击。纳米银更愿攻击呼吸链，引起细胞分裂最终导致细胞死亡。纳米银在细菌细胞内释放银离子，从而增强其杀菌活性。

直接压电喷墨打印技术的分辨率限制约为30-50μm。而电流体动力打印精度更高其分辨率通常在10μm以下。电流体动力打印通过使用电场来减小液滴尺寸，期间在打印头的喷嘴和基板之间施加电压。随着外加电压的增加，电荷在液滴顶部积聚。库仑斥力使打印头尖端的液滴成其呈锥形，称为泰勒锥。在一定的临界电场下，形成直径比喷嘴直径小几倍的稳定射流。通过改变工艺条件(场特性、粘度和流体流动速度)，可以在基板上沉积比喷墨打印精度更高的图案。

CN111172749A公开了一种抗菌抗病毒无纺布及其制备方法、包含其的口罩。所述抗菌抗病毒无纺布中含有纳米银，还含有无机抗菌剂和/或有机抗菌剂；该发明的优点是充分结合抗菌材料无毒、无味、无刺激、无过敏，具有极强的杀菌和抗病毒功效。所述抗菌抗病毒无纺布是有静电纺丝技术制备的，静电纳米纤维材料普遍存在力学性能弱、纳米纤维集合体结构稳定性差等突出问题，同时原料中纳米抗菌材料与纤维材料难以混合均均匀因此抗菌效果难以保证且生产成本高。

因此，本领域亟待开发一种口罩，其制备工艺简单成本低，其具有良好的抗菌抗病毒、透气性能。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种基于电流体印刷银滤芯的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法制得的一种基于电流体印刷银滤芯。

本发明的再一目的在于提供上述一种基于电流体印刷银滤芯的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种基于电流体印刷银滤芯的制备方法，包括以下步骤：

将基底无纺布清洗和干燥处理，然后采用电流体打印将纳米银溶胶在基底无纺布上打印出银栅格，将打印好的无纺布退火固化，得到银滤芯；

其中银栅格为垂直于无纺布方向且均间隔2～5μm的银栅网格，纳米银溶胶为纳米银颗粒墨水和PVP(聚乙烯吡咯烷酮)溶液按照质量比为1：3～6超声混合2～3小时后得到的粒径为1～50nm的纳米银溶胶。

优选地，所述电流体打印的参数：电压500～1200V，电压频率500～1500Hz，电压波形为方波、三角波和正弦波中的任意一种，移动速度5～15mm/s。