CN108813755A

CN108813755A - 一种口罩

Info

Publication number: CN108813755A
Application number: CN201810725394.5A
Authority: CN
Inventors: 万绵水
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-07-04
Filing date: 2018-07-04
Publication date: 2018-11-16

Abstract

本发明公开了一种口罩，包括透气材料制备的口罩本体，在所述本体内设夹层，在所述夹层内布置有吸附层和载药层，所述吸附层位于载药层外侧，吸附层由石墨烯基滤材构成。本发明利用口罩本体作为载体，布置载药层和吸附层，载药层可用于承载防治呼吸道疾病的药物，吸附层采用石墨烯基滤材，可用于隔绝雾霾、PM2.5及其他细菌、并具有优异的抗菌性能，从而提供了一种生产容易、利于工业化推广、吸附能力强、抗菌效果好的口罩。

Description

一种口罩

技术领域

本发明属于呼吸保护装置领域，具体地讲，特别涉及一种基于石墨烯基滤材的口罩。

背景技术

近年来，在中国的许多大中城市空气污染越来越严重，空气中开始充满各种颗粒物和细菌，长期在这种空气质量差的环境中生活和工作，不仅容易造成呼吸功能下降、呼吸道症状加重等问题，还会导致鼻炎、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、鼻咽癌等疾病；严重威胁着人们的身体健康和生命安全，尤其是对儿童和老年人等免疫力较弱的群体，其危害更加严重。

戴口罩是人们目前普遍采用的防护方法之一，一般口罩佩戴在口鼻位置用于过滤进出口鼻的空气，以达到阻挡有害气体、气味进出佩戴者口鼻的目的。市面上现有的口罩在抗菌防霾治疗鼻炎等呼吸疾病上虽然报道的很多，但仍存在许多不足之处。现有用于抗菌防霾治疗鼻炎的口罩通常由多层纱布或棉布等布料构成，再增加一个中药包，这样制备的口罩，不仅透气性差、呼吸阻力大，而且根本不能起到隔绝雾霾、防治鼻炎等呼吸道疾病的作用。因此，迫切需要一种制备方法简单、吸附能力强、抗菌效果好的新型口罩来满足市场的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种制备容易、吸附能力强、抗菌效果好的口罩。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种口罩，包括透气材料制备的口罩本体，在所述本体内设夹层，在所述夹层内布置有吸附层和载药层，所述吸附层位于载药层外侧，吸附层由石墨烯基滤材构成。

本发明在口罩本体内布置载药层和吸附层，其中载药层可用于承载防治呼吸道疾病的药物，吸附层可用于隔绝雾霾、PM2.5及其他细菌，使用时载药层和吸附层依附于口罩本体佩戴在口鼻位置对进出口鼻的空气进行过滤和添加药物；其中石墨烯基滤材作为吸附层，由于石墨烯的理论比表面积可以达到2620m²/g，比表面积大、具有极强的吸附性，对各种细菌、病毒和有机污染物有较强吸附性能，可以防止外部空气中病菌入侵；并且研究表明细菌细胞在石墨烯纸上无法生长，能有效抑制口罩和口鼻接触面细菌的滋生。同时研究表明氧化石墨烯可以对细菌细胞膜的插入进行切割，还可以通过对细胞膜上磷脂分子的大规模直接抽取来杀死细菌，不仅具有优异的抗菌性能，而且制备工艺简单，具有良好透气性。综上，本发明利用透气材料、石墨烯基滤材和载药层制备了一种生产容易、吸附能力强、抗菌效果好的口罩。

所述载药层采用如下工艺制备：取配方为质量份数计的金银花30～50份、黄芩30～50份、徐长卿30～50份、苍耳子15～30份、辛夷花15～50份、细辛15～50份、薄荷9～20份、白芷15～30份、鹅不食草15～30份、川芎24～35份，加水与无纺布一起煎制，干燥，消毒。由于空气污染越来越严重，天气变化无常，人的呼吸系统经常受风热湿寒的侵蚀，容易引发鼻腔疾病，采用抗生素类药物虽然能够使鼻黏膜血管暂时收缩，但是容易反弹，因此采用这种配比的中药作为载药层的成分，更能够对鼻炎等呼吸疾病达到明显的防治效果。

所述吸附层的石墨烯基滤材采用如下工艺制备：

步骤A、氧化石墨烯制备：采用Hummer法制备氧化石墨烯，将氧化石墨烯通过超声分散在纯水中得到氧化石墨烯水溶液；

步骤B、石墨烯基滤材的制备：取氧化石墨烯水溶液加入交联剂，通过水热合成法制备出三维海绵状的氧化石墨烯溶液，干燥后得到三维海绵状的石墨烯基滤材。

采用该种工艺制成的石墨烯基滤材为三维海绵状的氧化石墨烯，可对通过的细菌细胞膜的插入进行切割，还可通过对细胞膜上磷脂分子的大规模直接抽取来杀死细菌，使得口罩具有良好的抗菌功能。

步骤A中，采用如下步骤制备氧化石墨烯：先取1000～20000目的石墨烯粉末1.5g，加入150ml混合酸，所述混合酸由硫酸和磷酸混合而成，硫酸与磷酸的混合配比为1:1～1:6；然后缓慢加入6～10g的高锰酸钾，在50℃用封口膜封口，搅拌反应15h，冷却到室温后冰水浴，并加入纯度为30％的双氧水，直至溶液呈现亮黄色；然后低速离心，再转移到容器中用稀盐酸离心洗2次，再用250ml无水乙醇离心洗涤2次，用二次去离子水洗涤6次直至上层清液pH值达到中性，最后超声分散得到7mg/mL的氧化石墨烯水溶液。制备工艺简单、便于操作。

步骤B中，取100mL质量分数为7mg/mL的氧化石墨烯水溶液到反应器中，加入0.3g交联剂，搅拌使其充分混合，然后将反应器密闭，80℃进行水热反应12h，使氧化石墨烯自发收缩交联制备三维海绵状氧化石墨烯溶液，干燥后得到柔性三维海绵状石墨烯基滤材。工艺简单，操作方便。

作为优选，所述交联剂为抗坏血酸、单宁酸或多巴胺中的一种。采用这三种交联剂制得的石墨烯基滤材质量更好，具有更好的物理化学性能。

作为优选，所述本体内的夹层设有内、外两层，分别对应放置载药层和吸附层。这样设置使得口罩使用时先通过吸附层对雾霾、PM2.5等有害物质进行吸附，并初步对即将进入口罩的空气中的细菌进行杀灭，然后空气经过载药层后被吸入人体可进行有效的鼻炎类呼吸疾病防治，可避免载药层和吸附层相互干扰，避免使用过程中载药层中的药物成分被吸附层吸附而降低治疗效果。

所述本体由外至内包括缝合固定在一起的外层、间隔层和内层，所述外层、间隔层和内层均由无纺布制成，并且所述外层与间隔层之间的上边、所述内层与间隔层之间的上边均无缝合。使得口罩具有良好的保湿透气功能，且形成的夹层更便于载药层、吸附层的装载，使得口罩的制作及使用更加方便。

所述内层的上边向上延伸形成延伸部，在所述延伸部的上边缘固定有鼻夹，所述鼻夹包括钢丝。通过鼻夹内的钢丝可根据不同使用者的面部轮廓对鼻梁进行夹持，使得口罩使用时能够更加贴合面部轮廓，一方面使口罩佩戴更加稳定可靠，另一方面避免外界被污染的空气大量从口罩与面部之间的缝隙进入口鼻。

有益效果：本发明利用口罩本体作为载体，布置载药层和吸附层，载药层可用于承载防治呼吸道疾病的药物，吸附层采用石墨烯基滤材，可用于隔绝雾霾、PM2.5及其他细菌、并具有优异的抗菌性能，从而提供了一种生产容易、吸附能力强、抗菌效果好的口罩。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的竖向剖视图。

附图标记：本体1、外层2、间隔层3、内层4、载药层5、吸附层6、鼻夹7。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1、图2所示，本实施例包括透气材料制备的口罩本体1，所述透气材料不做限定，本领域技术人员综合成本和效果选用现有的材料即可。在本体1左右两边固定连接有用于挂在耳朵上的固定带。在本体1内设夹层，在夹层内布置有吸附层6和载药层5，吸附层6位于载药层5外侧。本实施例优选本体1内的夹层设有内、外两层，分别对应放置载药层5和吸附层6。

如图1、图2所示，本实施例优选所述本体1由外至内包括缝合或者粘合固定在一起的外层2、间隔层3和内层4，所述外层2、间隔层3和内层4均由无纺布制成，外层2与间隔层3之间形成夹层用于放置吸附层6，间隔层3与内层4之间形成夹层用于放置载药层5。并且外层2与间隔层3之间的上边、内层4与间隔层3之间的上边均无缝合，以便于吸附层6和载药层5的取放。

如图1所示，所述内层4的上边向上延伸形成延伸部，在延伸部的上边缘固定有鼻夹7，所述鼻夹7包括内嵌在无纺布中的钢丝。

所述吸附层6由石墨烯基滤材构成。本实施例还提供了一种石墨烯基滤材的制备工艺，包括如下步骤：

步骤A、氧化石墨烯制备：采用Hummer法制备氧化石墨烯，将氧化石墨烯通过超声分散在纯水中得到氧化石墨烯水溶液。

具体包括如下步骤：先取1000～20000目的石墨烯粉末1.5g放入反应釜，再加入150ml混合酸，所述混合酸由硫酸和磷酸混合而成，硫酸与磷酸的混合配比为1:1～1:6；然后缓慢加入6～10g的高锰酸钾，在50℃用封口膜封口，搅拌反应15h，冷却到室温后冰水浴，并加入纯度为30％的双氧水，直至溶液呈现亮黄色；然后5000r/min低速离心，再转移到容器中用稀盐酸离心洗2次，该稀盐酸由250ml浓盐酸加水2500ml混合制备而成；再用250ml无水乙醇离心洗涤2次，最后用二次去离子水洗涤6次直至上层清液pH值达到中性，最后超声分散得到7mg/mL的氧化石墨烯水溶液。本实施例优选石墨烯粉末为1000目，硫酸与磷酸的混合配比为1:1，加入高锰酸钾6g。当然，所述石墨烯粉末还可以选用5000目、或者10000目、或者15000目、或者20000目；硫酸与磷酸的混合配比还可以是1:5、或者1:6；所述高锰酸钾还可以是加入8g或者10g。

具体包括如下步骤：取100mL质量分数为7mg/mL的氧化石墨烯水溶液到反应器中，加入0.3g交联剂，搅拌使其充分混合，然后将反应器密闭，80℃进行水热反应12h，使氧化石墨烯自发收缩交联制备三维海绵状氧化石墨烯溶液，干燥后得到柔性三维海绵状石墨烯基滤材。所述交联剂为抗坏血酸、单宁酸或多巴胺中的一种，本实施例优选交联剂为抗坏血酸。

所述载药层5由中药与无纺布煎制、干燥、消毒制备而成。本实施例还提供了一种载药层的制备工艺：取配方为质量份数计的金银花30～50份、黄芩30～50份、徐长卿30～50份、苍耳子15～30份、辛夷花15～50份、细辛15～50份、薄荷9～20份、白芷15～30份、鹅不食草15～30份、川芎24～35份，加水10kg与无纺布一起煎制30min，阴凉干燥处晾干，紫外线灯照射消毒30min即可。上述制备工艺的具体配方不做限定，可以参考下表：

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims

1.一种口罩，其特征在于：包括透气材料制备的口罩本体，在所述本体内设夹层，在所述夹层内布置有吸附层和载药层，所述吸附层位于载药层外侧，吸附层由石墨烯基滤材构成。

2.根据权利要求1所述的一种口罩，其特征在于：所述载药层采用如下工艺制备：取配方为质量份数计的金银花30～50份、黄芩30～50份、徐长卿30～50份、苍耳子15～30份、辛夷花15～50份、细辛15～50份、薄荷9～20份、白芷15～30份、鹅不食草15～30份、川芎24～35份，加水与无纺布一起煎制，干燥，消毒。

3.根据权利要求1或2所述的一种口罩，其特征在于：所述吸附层的石墨烯基滤材采用如下工艺制备：

4.根据权利要求3所述的一种口罩，其特征在于：步骤A中，采用如下步骤制备氧化石墨烯：先取1000～20000目的石墨烯粉末1.5g，加入150ml混合酸，所述混合酸由硫酸和磷酸混合而成，硫酸与磷酸的混合配比为1:1～1:6；然后缓慢加入6～10g的高锰酸钾，在50℃用封口膜封口，搅拌反应15h，冷却到室温后冰水浴，并加入纯度为30％的双氧水，直至溶液呈现亮黄色；然后低速离心，再转移到容器中用稀盐酸离心洗2次，再用250ml无水乙醇离心洗涤2次，用二次去离子水洗涤6次直至上层清液pH值达到中性，最后超声分散得到7mg/mL的氧化石墨烯水溶液。

5.根据权利要求4所述的一种口罩，其特征在于：步骤B中，取100mL质量分数为7mg/mL的氧化石墨烯水溶液到反应器中，加入0.3g交联剂，搅拌使其充分混合，然后将反应器密闭，80℃进行水热反应12h，使氧化石墨烯自发收缩交联制备三维海绵状氧化石墨烯溶液，干燥后得到柔性三维海绵状石墨烯基滤材。

6.根据权利要求5所述的一种口罩，其特征在于：所述交联剂为抗坏血酸、单宁酸或多巴胺中的一种。

7.根据权利要求6所述的一种口罩，其特征在于：所述本体内的夹层设有内、外两层，分别对应放置载药层和吸附层。

8.根据权利要求7所述的一种口罩，其特征在于：所述本体由外至内包括缝合固定在一起的外层、间隔层和内层，所述外层、间隔层和内层均由无纺布制成，并且所述外层与间隔层之间的上边、所述内层与间隔层之间的上边均无缝合。

9.根据权利要求8所述的一种口罩，其特征在于：所述内层的上边向上延伸形成延伸部，在所述延伸部的上边缘固定有鼻夹，所述鼻夹包括钢丝。