CN105268125A - 一种银纳米线防pm2.5口罩滤片 - Google Patents

Abstract

本发明属卫生保健范畴,特别是涉及一种银纳米线防PM2.5口罩滤片。一种银纳米线防PM2.5口罩滤片包括：面层、过滤层、内层；其特征在于，所述过滤层是将银纳米线涂覆到基础布上。本发明口罩能够更有效地吸附PM2.5、附能力更强、杀菌、抑菌、无需纺丝，制备工艺得到简化，更利于工业化生产。

Description

一种银纳米线防PM2.5口罩滤片

技术领域

本发明属卫生保健范畴,特别是涉及一种银纳米线防PM2.5口罩滤片。

背景技术

当前，中国大气污染形势严峻。长期在空气质量较差的环境中生活和工作，不仅会引起呼吸功能下降、呼吸道症状加重，还会导致慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等疾病，严重的还会导致肺癌、鼻咽癌患病率的增加。因此，预防吸入悬浮颗粒物刻不容缓。在个人防护PM2.5方面，最有效的手段当属佩戴口罩，而口罩的主要功能部件是滤片。市面上的滤片主要强调的是过滤功能，且过滤效果参差不齐；不仅如此，滤片即使阻挡了空气中的PM2.5颗粒物，但被过滤的颗粒和细菌容易附着在口罩（滤片）上贴近口鼻的部位，造成细菌的滋生，形成二次污染，再通过口罩（滤片）渗透进入人体，对人体造成危害，不符合卫生的要求。而市场上单纯的杀菌口罩，又存在过滤PM2.5效果差的问题。因此，确有必要提供一种既能很好地过滤PM2.5颗粒物，同时又兼顾抗菌功能的滤片。

纳米线是一种纳米尺度(1纳米=10^-9米)的线，具有在横向上被限制在100纳米以下（纵向没有限制）的一维结构，银纳米线除具有银优良的导电性之外，由于纳米级别的尺寸效应，还具有优异的透光性、耐曲挠性。目前认为银系抗菌材料主要有两种机理：银离子渗出机理和催化活化氧机理。银离子渗出机理是通过银系抗菌材料渗出银离子Ag+跟微生物结合，破坏细胞合成酶、电子传输系统、呼吸系统或物质传送系统等，导致微生物死亡；催化活化氧机理主要是银原子(包括带部分正电荷Ag离子)在空气中能够将空气中的氧活化成活性氧物种(如O-，O2-或者O22-等)，或在液体中能将溶剂活化成活性自由基(HO·或RO·，R代表有机物等)，这些活性氧物种或者活性自由基能非选择性的破坏微生物基体，导致微生物的死亡。

目前已经有银纳米线用于净水器行业，抗菌效果好。关于银纳米线的杀菌效果，2013年东南理工大学硕士论文，名称为银纳米线的合成与杀菌作用研究，关于银纳米线应用到卫生保健领域已经引起人们的关注。现有市场上销售的量最多的为活性炭口罩，其制作工艺是在滤材上涂抹一层活性炭粉，起到物理活性吸附的功效。医疗专家指出，活性碳口罩可有效吸附空气中的苯、甲醛等有害气体，但对于细微的颗粒达不到有效的阻挡效果。同时，活性碳本身也是一种颗粒物来源，若被患有慢性呼吸道疾病或体弱者吸入，反而造成危害，在防PM2.5口罩领域，银纳米线作为防尘材料，目前还没有检索到相关文献或专利。

发明内容

针对上述现有市场销售的防PM2.5口罩存在的的缺点，提供一种银纳米线防PM2.5口罩滤片及其制备方法，本发明口罩结构简单、可以有效去除PM2.5颗粒，具备杀菌、抑菌、预防疾病的效果，适宜大批量生产。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种银纳米线防PM2.5口罩滤片包括：面层、过滤层、内层；其特征在于，所述过滤层是将银纳米线涂覆到基础布上。

优选的，所述银纳米线的直径20~30nm，长径比1000~1500。

优选的，所述涂覆包括浸渍、粘结剂粘接。

优选的，所述粘结剂为聚酯粘结剂或无影胶。

优选的，所述基础布为碳纤维布。

优选的，所述碳纤维布厚度为0.111mm。

优选的，所述过滤层还包括壳聚糖。

优选的，所述壳聚糖通过浸渍、喷涂的方式加入到过滤层。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

①银纳米线抗菌、杀菌效果好。

②银纳米线，由于纳米材料的小尺寸效应、高表面能、吸附能力有利于吸附PM2.5小颗粒。

③碳纤维布的抗拉、抗剪性能好，银纳米线在碳纤维表面构成网络结构，有利于高效防PM2.5颗粒，防止细菌滋生。

④银纳米线的网状结构与碳纤维布的结合效果好，无需纺丝，制备工艺得到简化，更利于工业化生产。

⑤壳聚糖为有效地杀菌抑菌材质。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，但并不用于限定本发明。

本发明所述试剂均为市场上采购的，部分试剂生产商以及规格如下：

银纳米线济宁利特纳米技术有限责任公司LN-SWD-001；

碳纤维布无锡威盛复合材料有限公司

实施例1

准备原料：银纳米线，碳纤维布。

首先制备口罩过滤层，配制银纳米线分散液，称取0.2g的银纳米线粉末倒入10L水中，超声震动，配制银纳米线分散液，将超声好的分散液倒入准备好的槽子内，将碳纤维布浸渍入槽子内，完全沾满配制好的银纳米线分散液2h，干燥后，涂覆银纳米线的过滤层制备完成，碳纤维布厚度为0.111mm。将口罩面层、过滤层、内层三层材料，顺序放在一起，通过高温滚压复合，得到口罩滤片。口罩面层和内层均采用透气性好的纤维材质。根据口罩设计要求，剪裁成不同形状大小的口罩滤片，进入口罩生产线。本发明为了提高滤片防PM2.5的性能，采用银纳米线涂覆到纤维布上的技术，由于碳纤维布的抗拉、抗剪性能好，银纳米线在碳纤维表面构成网络结构，口罩过滤层结构受力效果好；纳米材料小尺寸效应，高表面能赋予银纳米线材质不仅具有杀菌抑菌效果，而且吸附能力强，有效阻挡PM2.5小颗粒。

所得抗菌防PM2.5口罩滤片的过滤效率>95%、透气率≥15cm/s，过滤阻力<140Pa，过滤效率、透气率和过滤阻力均参照GB2626-2006测试

实施例2

准备原料：银纳米线，碳纤维布，聚酯粘结剂。

首先制备口罩过滤层，称取10份聚酯粘结剂，均匀粘结到碳纤维布上，然后称取0.2份银纳米线粉末，喷涂到聚酯粘结剂上，银纳米线通过粘结剂涂覆到碳纤维布上，碳纤维布厚度为0.111mm。加热干燥后，将口罩面层、过滤层、内层三层材料，顺序放在一起，通过高温滚压复合，得到口罩滤片。口罩面层和内层均采用透气性好的纤维材质。根据口罩设计要求，剪裁成不同形状大小的口罩滤片，进入口罩生产线。本发明为了提高滤片防PM2.5的性能，采用银纳米线涂覆到纤维布上的技术，由于碳纤维布的抗拉、抗剪性能好，银纳米线在碳纤维表面构成网络结构，口罩过滤层结构受力效果好；纳米材料小尺寸效应，高表面能赋予银纳米线材质不仅具有杀菌抑菌效果，而且吸附能力强，有效阻挡PM2.5小颗粒。

所得抗菌防PM2.5口罩滤片的过滤效率>96%、透气率≥16cm/s，过滤阻力<120Pa，过滤效率、透气率和过滤阻力均参照GB2626-2006测试。

实施例3

准备原料：银纳米线，碳纤维布，无影胶。

首先制备口罩过滤层，称取10份无影胶，均匀涂到碳纤维布上，然后称取0.2份银纳米线粉末，喷涂到无影胶上，银纳米线通过粘结剂涂覆到碳纤维布上，碳纤维布厚度为0.111mm，紫外线照射无影胶，干燥备用；然后称取3g壳聚糖溶于水配制壳聚糖水溶液，然后将上步制备好的涂覆过银纳米线的碳纤维布浸入壳聚糖水溶液2h，干燥后，得到过滤层通过紫外线加热，干燥，将口罩面层、过滤层、内层三层材料，顺序放在一起，通过高温滚压复合，得到口罩滤片。口罩面层和内层均采用透气性好的纤维材质。根据口罩设计要求，剪裁成不同形状大小的口罩滤片，进入口罩生产线。本发明为了提高滤片防PM2.5的性能，采用银纳米线涂覆到纤维布上的技术，由于碳纤维布的抗拉、抗剪性能好，银纳米线在碳纤维表面构成网络结构，口罩过滤层结构受力效果好；纳米材料小尺寸效应，高表面能赋予银纳米线材质不仅具有杀菌抑菌效果，而且吸附能力强，有效阻挡PM2.5小颗粒。

所得抗菌防PM2.5口罩滤片的过滤效率>98%、透气率≥18cm/s，过滤阻力<130Pa，过滤效率、透气率和过滤阻力均参照GB2626-2006测试。

Claims (8)

1.一种银纳米线防PM2.5口罩滤片包括：面层、过滤层、内层；其特征在于，所述过滤层是将银纳米线涂覆到基础布上。

2.根据权利要求1所述一种银纳米线防PM2.5口罩滤片，其特征在于，所述银纳米线的直径20~30nm，长径比1000~1500。

3.根据权利要求2所述一种银纳米线防PM2.5口罩滤片，其特征在于，所述涂覆包括浸渍、粘结剂粘接。

4.根据权利要求3所述一种银纳米线防PM2.5口罩滤片，其特征在于，所述粘结剂为聚酯粘结剂或无影胶。

5.根据权利要求4所述一种银纳米线防PM2.5口罩滤片，其特征在于，所述基础布为碳纤维布。

6.根据权利要求5所述一种银纳米线防PM2.5口罩滤片，其特征在于，所述碳纤维布厚度为0.111mm。

7.根据权利要求1所述一种银纳米线防PM2.5口罩滤片，其特征在于，所述过滤层还包括壳聚糖。

8.根据权利要求7所述一种银纳米线防PM2.5口罩滤片，其特征在于，所述壳聚糖通过浸渍、喷涂的方式加入到过滤层。