一种复合纳米银抗病毒剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于卫生防护技术领域，尤其涉及一种复合纳米银抗病毒剂及其制备方法和应用。

背景技术：

纳米银抗病毒剂是由纳米级银离子组成，是一种非抗生素类的抗病毒剂，具有广谱、无耐药性、不受酸碱值影响等多种性能。纳米银抗病毒剂被认为是无机抗病毒剂中效果最强的。已被证实的是，纳米银抗病毒剂既具有在可见光和紫外光下杀菌、抗病毒、降解细菌、有机物的作用，又具有在无光源下强效抗菌、杀菌、抗病毒的作用。现有市场上的纳米银系抗病毒剂在使用时稳定性和时效性都比较低，急需提高纳米银在杀菌抗病毒领域使用的稳定性和时效性。

无纺布具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点。无纺布多采用聚丙烯(pp材质)粒料为原料，经高温熔融、喷丝、铺纲、热压卷取连续一步法生产而成。

近期，日常生活及医疗环境中需求的口罩、防护服的重要性和使用量非常快速的凸显出来。而用于口罩、防护服的主要核心物质，即无纺布，作为与人类血液、皮肤直接接触的介质，无纺布的抗病毒的运用显得尤为重要。为了有效抑制细菌的生长，已经对无纺布的制作工艺进行了大量的改进，但对抗病毒的无纺布研究依然没有出现。尤其是市场上现有应用的无纺布中基本不具备抗病毒能力，经过熔喷收卷后的无纺布直接投入了下游市场产品的生产，并没有进行有效的抗病毒处理。目前，对无纺布进行抗菌抗病毒的处理利用最多的方法是将各种药物制剂喷洒在无纺布材料上，然而用于喷洒具有长时间、高效抗病毒的抗病毒制剂并没有出现。此外，在疫情发展的中后期和以后较长一段时间里，具有防护功能的口罩将存在巨大的市场，也是保障人民健康安全的一种常规物资。

技术实现要素：

鉴于以上分析，针对现有技术中的不足，本发明旨在提供一种复合纳米银抗病毒剂及其制备方法和应用，至少能解决以下技术问题之一：(1)现有的纳米银抗病毒剂的稳定性和时效性较低；(2)现有的布料如无纺布的抗病毒性较差。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种复合纳米银抗病毒剂，复合纳米银抗病毒剂的原料组成包括：酯基季铵盐阳离子表面活性剂、十二烷基三甲基氯化铵、纳米银溶胶、聚乙二醇和水。

进一步的，原料的质量份数为：酯基季铵盐阳离子表面活性剂：0.5～1.0份、十二烷基三甲基氯化铵：0.05～0.1份、纳米银溶胶：1～10份、聚乙二醇：0.1～0.6份、水：100份。

另一方面，本发明提供了一种复合纳米银抗病毒剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤s1：按质量比称取制备复合纳米银抗病毒剂的原料；将水等分为第一份水和第二份水；

步骤s2：将第一份水与酯基季铵盐阳离子表面活性剂和十二烷基三甲基氯化铵混合、搅拌后，形成第一母液；

步骤s3：将第二份水与纳米银溶胶和聚乙二醇混合、搅拌后，形成第二母液；

步骤s4：将第一母液和第二母液混合、搅拌，得到复合纳米银抗病毒剂。

进一步的，步骤s2中，十二烷基三甲基氯化铵的活性物含量不低于50％。

进一步的，步骤s3中，纳米银溶胶的浓度为900～1100ppm。

进一步的，步骤s3中，纳米银溶胶中纳米银的平均粒径为10～30nm。

进一步的，步骤s3中，聚乙二醇的平均分子量200～400。

进一步的，本发明还提供了复合纳米银抗病毒剂在布料中的应用，采用复合纳米银抗病毒剂处理布料。

进一步的，本发明还提供了一种抗病毒的无纺布，无纺布中含有复合纳米银抗病毒剂。

进一步的，本发明还提供了一种抗病毒的无纺布的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：取复合纳米银抗病毒剂备用；

步骤2：采用喷涂或浸泡的方式将复合纳米银抗病毒剂涂覆在无纺布上；

步骤3：对步骤2得到的无纺布进行干燥处理。

与现有技术相比，本发明有益效果如下：

1)本发明提供的复合纳米银抗病毒剂采用纳米银粒子作为抗病毒的主要成分，纳米银对细菌、病毒、真菌均具有长时高效的抑制作用；纳米银在具有高效的抗病毒作用的同时，对人体没有毒副作用，能够安全可靠的使用；采用聚乙二醇，其自身为环氧乙烷水解产物的聚合物，能与纳米银粒子高度配伍，自身在水中溶解的同时能够防止纳米银粒子的团聚，使其均匀的分在水溶液中；采用酯基季铵盐阳离子表面活性剂和十二烷基三甲基氯化铵作为连接剂能够提高复合纳米银抗病毒剂与无纺布纤维的紧固结合性。本发明的复合纳米银抗病毒剂对细菌、病毒、真菌均具有长时高效的抑制作用，例如抑菌率大于99.97％；本发明的复合纳米银抗病毒剂稳定性和时效性较高(例如，将复合纳米银抗病毒剂喷涂在物体表面能够提供大于7天时长的抗病毒效果)，适用性广。

2)本发明提供的复合纳米银抗病毒剂的制备方法采用将原料分开混合，分别形成第一母液和第二母液后再将第一母液和第二母液混合保证了第一母液中的酯基季铵盐阳离子表面活性剂和十二烷基三甲基氯化铵能够配伍形成络合体，第二母液中的聚乙二醇防止纳米银粒子的团聚，使其均匀的分在水溶液中，从而促使第二母液中纳米银与第一母液中的络合体高效的结合。

3)本发明的复合纳米银抗病毒剂由于采用聚乙二醇，其自身为环氧乙烷水解产物的聚合物，能与纳米银粒子高度配伍，自身在水中溶解的同时能够防止纳米银粒子的团聚，使其均匀的分在水溶液中，从而保证在处理无纺布时纳米银粒子能够均匀分散在无纺布纤维上，保证处理后无纺布抗病毒作用具有一致性；采用酯基季铵盐阳离子表面活性剂和十二烷基三甲基氯化铵作为纳米银与纤维的连接剂，纳米银在两种表面活性剂配伍后形成的络合体经干燥处理后，纳米银通过活性剂分子与无纺布纤维之间形成的范德华力和锚固作用，使得纳米银粒子和无纺布纤维表面紧固结合，保证纳米银在无纺布相关产品的长期使用中不发生脱落和失效，因此，本发明的复合纳米银抗病毒剂应用于无纺布上，能够提高无纺布的抗病毒性，例如，病毒灭活率大于99.99％。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1本发明实施例2的无纺布的扫描电镜图象。

具体实施方式

以下结合具体实施例对一种复合纳米银抗病毒剂及其制备方法和应用作进一步的详细描述，这些实施例只用于比较和解释的目的，本发明不限定于这些实施例中。

本发明提供了一种复合纳米银抗病毒剂，复合纳米银抗病毒剂的原料组成包括：酯基季铵盐阳离子表面活性剂、十二烷基三甲基氯化铵、纳米银溶胶、聚乙二醇和水。

与现有技术相比，本发明提供的复合纳米银抗病毒剂采用纳米银粒子作为抗病毒的主要成分，纳米银对细菌、病毒、真菌均具有长时高效的抑制作用；纳米银在具有高效的抗病毒作用的同时，对人体没有毒副作用，能够安全可靠的使用。

采用聚乙二醇，其自身为环氧乙烷水解产物的聚合物，能与纳米银粒子高度配伍，自身在水中溶解的同时能够防止纳米银粒子的团聚，使其均匀的分在水溶液中，从而保证在处理无纺布时纳米银粒子能够均匀分散在无纺布纤维上，保证处理后无纺布抗病毒作用具有一致性。

采用酯基季铵盐阳离子表面活性剂和十二烷基三甲基氯化铵作为纳米银与纤维的连接剂，纳米银在两种表面活性剂配伍后形成的络合体经干燥处理后，纳米银通过活性剂分子与无纺布纤维之间形成的范德华力和锚固作用，使得纳米银粒子和无纺布纤维表面紧固结合，保证纳米银在无纺布相关产品的长期使用中不发生脱落和失效。

为了进一步提高上述复合纳米银抗病毒剂的综合性能，可以对上述复合纳米银抗病毒剂的组成成分做进一步调整。示例性地，其组成的原料按质量份数为：酯基季铵盐阳离子表面活性剂：0.5～1.0份、十二烷基三甲基氯化铵：0.05～0.1份、纳米银溶胶：1～10份、聚乙二醇：0.1～0.6份、水：100份。

由于自来水或普通来源的水杂质较多，并且还有一部分游离性物质，对本发明中使用的阳离子化合物与纳米银的结合造成不良影响，而纯水的化学纯度高，不含有其他杂质，因此，本发明中选用纯水作为溶剂的主要载体。

另一方面，本发明还提供了一种复合纳米银抗病毒剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤s1：按质量比称取制备复合纳米银抗病毒剂的原料；将水等分为第一份水和第二份水；

步骤s2：将第一份水与酯基季铵盐阳离子表面活性剂和十二烷基三甲基氯化铵混合，充分搅拌10-30min(搅拌时间过短，混合不均匀，搅拌时间过长，效果提升不明显且浪费时间)后，形成第一母液；

步骤s3：将第二份水与纳米银溶胶和聚乙二醇混合，充分搅拌10-30min(搅拌时间过短，混合不均匀，搅拌时间过长，效果提升不明显且浪费时间)后，形成第二母液；

步骤s4：将第一母液和第二母液混合，充分搅拌10-20min(搅拌时间过短，混合不均匀，搅拌时间过长，效果提升不明显且浪费时间)，得到复合纳米银抗病毒剂。

具体的，上述步骤s1中，原料的质量比为：酯基季铵盐阳离子表面活性剂：0.5～1.0份、十二烷基三甲基氯化铵：0.05～0.1份、纳米银溶胶：1～10份、聚乙二醇：0.1～0.6份、水：100份；其中，水为纯水。

需要说明的是，上述步骤s2中，如果十二烷基三甲基氯化铵的活性物含量过低，其与酯基季铵盐阳离子表面活性剂的配伍性会较差，效果不好；因此，控制十二烷基三甲基氯化铵的活性物含量不低于50％(市售的十二烷基三甲基氯化铵为混合物，其中活性物为十二烷基三甲基氯化铵，其余物质为水或乙醇)。

具体的，上述步骤s3中，纳米银溶胶的浓度过大会引起纳米银的过量使用，不会再继续提升抗病毒效果，造成纳米银的浪费；浓度过小会造成抗病毒效果低下；因此，本发明中控制纳米银溶胶的浓度为900～1100ppm，优选的，纳米银溶胶的浓度为1000ppm。

具体的，上述步骤s3中，纳米银溶胶中纳米银的平均粒径过大会引起抗病毒作用低下甚至失效，过小会显著的提升本发明的成本；因此，控制纳米银溶胶中纳米银的平均粒径为10～30nm。

上述步骤s3中，考虑到聚乙二醇的平均分子量过小，不利于其与纳米银粒子的配伍，导致纳米银的分散性较差；其平均分子量过大，纳米银与其配伍后不利于与其他活性剂的结合。因此，控制聚乙二醇的平均分子量200～400。

本发明提供的复合纳米银抗病毒剂的制备方法采用将原料分开混合，分别形成第一母液和第二母液后再将第一母液和第二母液混合保证了第一母液中的酯基季铵盐阳离子表面活性剂和十二烷基三甲基氯化铵能够配伍形成络合体，第二母液中的聚乙二醇防止纳米银粒子的团聚，使其均匀的分散在水溶液中，从而促使第二母液中纳米银与第一母液中的络合体高效的结合。

本发明提供的复合纳米银抗病毒剂的稳定性和时效性较高，喷涂在物体表面能够提供大于7天时长的抗病毒效果。

本发明提供的复合纳米银抗病毒剂由于对人体无害，能够直接用于人体或场所的消毒。

另外，本发明提供的复合纳米银抗病毒剂能够应用于布料(例如，无纺布)上，提高布料(例如，无纺布)的抗病毒性。具体的，复合纳米银抗病毒剂应用于无纺布上时(即一种抗病毒的无纺布的制备)包括以下实施过程：

步骤1：采用喷涂或浸泡的方式将复合纳米银抗病毒剂涂覆在无纺布上；

步骤2：对复合纳米银抗病毒剂处理后的无纺布进行干燥处理，干燥温度为100～120℃，保证干燥处理后的无纺布增重率不大于3％时可进行无纺布的后续应用。

具体的，上述步骤1中，采用喷涂方式时，保证处理后的无纺布带液增重率不低于10％；采用浸渍方式时，保证处理后的无纺布带液增重率不低于70％。

具体的，上述步骤1中，无纺布的材制为涤纶或丙纶。

具体的，上述步骤2中，无纺布的后续应用可以是应用于医疗用口罩、防护服及防护帽等的制作。

本发明中下述实施例的复合纳米银抗病毒剂及其在无纺布上的实施过程均按照上述制备方法实施，区别仅在于具体参数不同：

实施例1

本实施例提供了一种复合纳米银抗病毒剂，原料的质量份数为：酯基季铵盐阳离子表面活性剂：0.7份、十二烷基三甲基氯化铵：0.06份、纳米银溶胶：5份、聚乙二醇：0.3份、水：100份。

实施例2：

本实施例的复合纳米银抗病毒剂的制备方法中，原料为：0.5质量份的酯基季铵盐阳离子表面活性剂，0.6质量份的聚乙二醇(平均分子量为200)，0.05质量份的十二烷基三甲基氯化铵(活性物含量为60％)，100质量份的纯水，1质量份的纳米银溶胶，其中纳米银粒子的平均粒径为10nm。

将上述配比下获得的复合纳米银抗病毒剂采用喷洒的方式涂覆于无纺布上，干燥温度为100℃。

实施例3：

本实施例的复合纳米银抗病毒剂的制备方法中，原料为：1.0质量份的酯基季铵盐阳离子表面活性剂，0.1质量份的聚乙二醇(平均分子量为300)，0.1质量份的十二烷基三甲基氯化铵(活性物含量为70％)，100质量份的纯水，10质量份的纳米银溶胶，其中纳米银粒子的平均粒径为30nm。

将上述配比下获得的复合纳米银抗病毒剂采用喷洒的方式涂覆于无纺布上，干燥温度为110℃。

实施例4：

本实施例的复合纳米银抗病毒剂的制备方法中，原料为：0.8质量份的酯基季铵盐阳离子表面活性剂，0.4质量份的聚乙二醇(平均分子量为400)，0.08质量份的十二烷基三甲基氯化铵(活性物含量为75％)，100质量份的纯水，6质量份的纳米银溶胶，其中纳米银粒子的平均粒径为20nm。

将上述配比下获得的复合纳米银抗病毒剂采用喷洒的方式涂覆于无纺布上，干燥温度为120℃。

图1为本发明实施例2的无纺布的扫描电镜图象，由图1可以看出，纳米银在无纺布纤维上分散的比较均匀。

将实施例1-4中的复合纳米银抗病毒剂参照gb15979-2002《一次性使用卫生用品卫生标准》进行抗病毒测试，测试结果显示，对大肠杆菌(atcc25922)、金黄色葡萄球菌(atcc6538)和白色念珠菌(atcc10231)的抑菌率大于99.97％。

将实施例1-4中的复合纳米银抗病毒剂喷涂在物体表面能够提供大于7天时长的抗病毒效果，复合纳米银抗病毒剂的稳定性和时效性较高。

将实施例1-4中的复合纳米银抗病毒剂处理后的无纺布参照《消毒技术规范》进行抗病毒测试，测试结果显示，实施例1-4中的复合纳米银抗病毒剂处理后的无纺布对甲型流感病毒(h1n1)经过4h的测试后，病毒灭活率大于99.99％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。