一种微纳米矿物质羟基负离子家用衣柜防虫防蛀贴及其制备方法与流程

本发明涉及家居防虫除臭功能材料，具体是一种微纳米矿物质羟基负离子家用衣柜防虫防蛀贴及其制备方法。

背景技术：

1、衣柜内衣物长期密闭存放，在高湿环境下极易滋生衣鱼、衣蛾、书虱、螨虫等害虫，同时产生霉斑和异味。目前家用衣柜防虫防蛀主要采用以下几类产品。

2、第一类是樟脑丸及合成驱虫片。这类产品含有萘、对二氯苯、拟除虫菊酯类化学驱虫成分，依靠挥发性物质驱杀害虫。其挥发性物质容易吸附在衣物上，接触皮肤可能引发过敏反应，儿童、孕妇及呼吸道敏感人群通常不宜使用；且药效随挥发快速衰减，需要频繁更换。

3、第二类是薰衣草、樟木碎等天然香料驱虫包。这类产品仅依靠气味驱避害虫，不能破坏虫卵和虫体细胞膜，防潮抑菌能力较弱；在潮湿环境中香料本身容易吸湿失效，甚至发生霉变。

4、第三类是负离子无纺布防虫贴。这类产品以矿物粉体作为功能组分，但存在以下两方面突出问题。一方面，其矿物粉体粒径普遍在微米级以上，比表面积较小，与空气接触不充分，羟基负离子释放量不足；粉体未经表面改性，在载体内容易团聚、分散不均，贴体透气性差，导致释放周期较短。另一方面，这类产品多为单层载药结构，矿物粉体直接暴露或仅以单层无纺布包裹，缺少防潮锁湿夹层，衣柜内凝结水汽容易直接侵入功能层，使矿物粉体受潮结块而失效；同时释放速率不可控，使用初期释放浓度偏高可能刺激呼吸道，后期又快速衰减。此外，现有矿物防虫贴功能较为单一，通常只强调驱虫，难以同步实现防虫、防蛀、防霉、防潮和衣柜空气净化的一体化效果。

5、微纳米电气石、硅藻土、托玛琳、凹凸棒石等天然矿物在接触空气中微量水分子时能够持续电离产生羟基负离子，羟基负离子具有较强的氧化活性，可以破坏害虫虫卵及幼虫的表皮蛋白和呼吸系统，抑制霉菌和螨虫的代谢活动，并对甲醛、硫化氢、衣物汗味等异味分子具有分解作用，且无毒无残留，适合在密闭衣柜中长期使用。然而，要将这一机理转化为可长期稳定使用的产品，需要同时解决微纳米矿物均匀分散、羟基负离子长效控释以及多层复合防潮三个相互关联的问题。现有产品尚未给出有效的整体解决方案。

技术实现思路

1、本发明主要解决以下两个技术问题。

2、第一，现有矿物负离子防虫贴的矿物粉体粒径粗大、容易团聚、分散不均，造成羟基负离子释放量不足、释放周期短，且释放速率不可控，初期浓度过高、后期快速衰减。

3、第二，现有防虫贴缺乏防潮锁湿复合结构，衣柜内水汽容易侵入功能层，导致矿物粉体受潮结块失效；同时产品功能单一，不能同步实现防虫、防蛀、防霉、防潮与除味净化。

4、此外，传统化学驱虫产品存在毒性和刺激性、时效较短，天然香料包仅能驱避而不能灭杀虫卵，也是本发明一并予以克服的问题。

5、为解决上述问题，本发明提供一种微纳米矿物质羟基负离子衣柜防虫防蛀贴。该防虫防蛀贴由外至内依次复合透气缓释表层、微纳米矿物功能芯层、防潮锁水底层和背胶离型层，形成四层一体化结构。其中，微纳米矿物功能芯层是核心功能层，由微纳米复合矿物粉体、植物天然粘结纤维、缓释保湿助剂、分散稳定剂和透气孔隙调节剂按重量份混合压制而成。

6、微纳米复合矿物粉体由电气石、硅藻土、托玛琳和凹凸棒石按质量比3:2:3:2复配，粉体粒径控制在200～600nm，并经过煅烧活化和硅烷偶联剂表面改性处理。煅烧活化去除矿物孔隙中的杂质并提高其表面活性；硅烷偶联剂在矿物颗粒表面形成有机包覆层，改善颗粒与纤维载体之间的界面相容性，防止颗粒团聚，使其能够均匀分散在纤维孔隙中。复配矿物中，电气石和托玛琳具有自发极化和电离水分子的能力，硅藻土和凹凸棒石具有多孔吸附结构，四者协同既保证羟基负离子的持续产生，又有利于吸附异味分子。

7、植物天然粘结纤维作为矿物粉体的承载骨架，由针叶木浆纤维与玉米淀粉纤维混合而成，不使用化学胶黏剂。纤维相互交织形成连通透气微孔，既承载矿物粉体，又允许羟基负离子和微量水汽缓慢向外透出，同时使贴体保持柔软、可弯折。

8、缓释保湿助剂由甘油、海藻酸钠和多孔麦饭石微球复配而成，用于在芯层内稳定维持微量水分，为矿物持续电离水分子提供稳定的湿度条件，避免在干燥环境下因水分不足而导致释放中断。分散稳定剂采用改性羧甲基纤维素，使微纳米矿物粉体在浆料和成型芯层中保持均匀分散，避免局部团聚造成的功能失效。透气孔隙调节剂采用可降解微晶纤维素微颗粒，用于调控芯层孔隙率，使羟基负离子以较为均匀的速率向外释放，避免短时间内释放浓度过高。

9、四层结构各自承担不同功能。透气缓释表层为超薄透气无纺布，允许羟基负离子和水汽向外透出，同时阻挡矿物粉尘外泄污染衣物。微纳米矿物功能芯层是产生羟基负离子的功能层。防潮锁水底层为单向透气防水膜，能够隔绝衣柜内壁凝结水反向侵入芯层，同时允许芯层内微量水汽向外挥发，使芯层保持合适的湿度而不被液态水浸泡。背胶离型层由水性压敏胶和硅油纸离型膜组成，使用时撕除离型膜即可直接粘贴在衣柜隔板、柜门板或储物箱内侧，未使用时离型膜保持密封，避免功能层提前接触空气而损耗。

10、在上述基础方案的基础上，本发明还提供以下进一步的技术方案。

11、在一种实施方式中，微纳米复合矿物粉体的煅烧活化温度为420～480℃，硅烷偶联剂的添加量为矿物粉体总质量的2.5%，以兼顾活化效果与改性均匀性。

12、在一种实施方式中，微纳米复合矿物粉体由电气石30重量份、硅藻土20重量份、托玛琳30重量份、凹凸棒石20重量份复配而成，该配比与质量比3:2:3:2相对应，便于配料操作。

13、在一种实施方式中，功能芯层的原料配比为微纳米复合矿物粉体55份、植物天然粘结纤维26份、缓释保湿助剂12份、分散稳定剂4份、透气孔隙调节剂3份，使矿物负载量、纤维骨架强度和孔隙调控能力达到均衡。

14、在一种实施方式中，缓释保湿助剂由甘油、海藻酸钠和麦饭石微球按质量比2:1:3复配，甘油和海藻酸钠提供锁水保湿作用，麦饭石微球利用其多孔结构储水并缓慢释放。

15、在一种实施方式中，微纳米矿物功能芯层厚度为1.2～2.0mm，孔隙率为40%～55%；透气缓释表层厚度为0.08～0.12mm，孔隙直径为5～20μm；防潮锁水底层的水汽透过量为500～800g/(㎡・24h)，液态水不能反向渗透至芯层。上述参数共同限定各层的透气与防潮性能。

16、在一种实施方式中，植物天然粘结纤维为针叶木浆纤维与玉米淀粉纤维的混合物，纤维长度为0.1～0.5mm；分散稳定剂为改性羧甲基纤维素；透气孔隙调节剂为可降解微晶纤维素微颗粒。

17、在一种实施方式中，单片防虫防蛀贴尺寸为10cm×15cm，单张微纳米矿物总负载量为1.8～2.5g，在密闭衣柜内羟基负离子稳定释放周期不低于12个月。

18、在一种实施方式中，防虫防蛀贴不含樟脑、萘和拟除虫菊酯类化学驱虫药剂，可用于丝绸、羊绒及婴幼儿衣物的密闭储存环境。

19、本发明还提供上述防虫防蛀贴的制备方法，包括微纳米矿物改性预处理、功能芯层浆料调配、湿压成型干燥、四层复合热压以及分切密封五个步骤。先将四种矿物混合球磨至200～600nm，经煅烧活化和硅烷偶联剂改性后得到改性矿物粉体；再将改性矿物粉体与纤维、保湿助剂、分散稳定剂、孔隙调节剂加水制成均匀浆料；浆料经抄造成型和分段低温干燥得到含水率受控的矿物功能芯层；随后将透气缓释表层、矿物功能芯层和防潮锁水底层热压复合，并在底层背面辊涂压敏胶、贴合离型膜；最后分切为单片并真空独立密封包装。

20、本发明的有益效果由各技术特征直接带来，与所要解决的技术问题一一对应。

21、第一，针对矿物粉体团聚、释放量不足且不可控的问题，本发明采用粒径200～600nm的微纳米复配矿物粉体，并经煅烧活化和硅烷偶联剂表面改性，配合改性羧甲基纤维素分散稳定剂，使矿物颗粒在纤维孔隙中均匀分散、不易团聚，矿物与空气及微量水汽的接触更为充分；透气孔隙调节剂将芯层孔隙率控制在40%～55%，配合透气缓释表层的孔隙控制，使羟基负离子以较为均匀的速率持续向外释放，避免使用初期浓度过高刺激呼吸道、后期快速失效的问题，从而延长在密闭衣柜中的稳定释放周期。

22、第二，针对水汽侵入导致粉体受潮结块的问题，本发明在功能芯层内侧设置防潮锁水底层，该底层为单向透气防水膜，液态水不能反向渗透进入芯层，从而隔绝衣柜内壁凝结水对矿物粉体的侵蚀，同时允许芯层内微量水汽向外挥发，使芯层维持适合电离的湿度条件；缓释保湿助剂则在干燥环境下维持芯层微量水分，二者配合使防虫防蛀贴在潮湿和干燥环境下均能保持功能稳定。

23、第三，针对化学驱虫产品有毒刺激、天然香料无灭杀能力以及功能单一的问题，本发明不添加樟脑、萘、拟除虫菊酯类化学驱虫药剂，依靠微纳米矿物电离产生的羟基负离子的氧化活性破坏害虫虫卵和幼虫表皮蛋白、抑制霉菌代谢，并同步分解甲醛、硫化氢和衣物汗味等异味分子，实现防虫、防蛀、防霉与空气净化一体化，对丝绸、羊绒和婴幼儿衣物无腐蚀、无化学残留，孕妇、婴幼儿和呼吸道敏感人群可以正常使用。

24、第四，背胶离型层使防虫防蛀贴可以直接粘贴于衣柜隔板、柜门板、抽屉、收纳箱或行李箱内侧，使用便捷；未使用时离型膜与真空铝箔包装共同隔绝空气水汽，避免提前损耗。功能芯层以植物纤维和天然矿物为主要原料，废弃后对环境友好。