CN111269621A - 口罩用纳米病毒隔离喷涂剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及卫生医疗领域，即口罩用纳米病毒隔离喷涂剂。是在普通口罩表面通过喷涂转变为医用防护口罩的新材料，是在普通口罩表面经喷涂后改造为医用细菌隔离口罩的喷涂产品和技术，是医用防护口罩的升级产品。由以下重量百分比的原料制成：静电纳米纤维颗粒、电气石、粘合剂、余量水或酒精。本发明对不同材质的常规普通口罩都可使用，适用面广，使得普通口罩具有对病毒的防护功能、阻隔PM2.5的能力、有效的防止雾霾气体侵入，不影响口罩的重复使用。
Description
技术领域
本发明涉及卫生医疗领域，即口罩用纳米病毒隔离喷涂剂。是在普通口罩表面通过喷涂转变为医用防护口罩的新材料，是在普通口罩表面经喷涂后改造为医用细菌隔离口罩的喷涂产品和技术，是医用防护口罩的升级产品。
背景技术
在现有技术中，口罩是一种卫生用品，一般指戴在口鼻部位用于过滤进入口鼻的空气，以达到阻挡有害的气体、气味、飞沫进出佩戴者口鼻的用具，以纱布或纸等制成。口罩分为医用口罩和非医用口罩。非医用口罩可以可以清洗，反复使用，但无法阻挡病毒，如2013年的非典病毒、2020的新型冠状病毒。医用口罩通常一次性使用（如使用4小时丢掉），抗病毒效果好，但在疫情爆发时候受市场供应限制，甚至一罩难求。
外科一次性口罩是采用三层以上28克无纺布面料制作，能在一定程度上预防呼吸道感染，因为这种口罩的中间有一层过滤网，这层过滤布叫熔喷无纺布，能阻挡5μm（100万分之一米）或以上粒径的颗粒,中间阻挡层厚度约为128μm左右。所以N95、R95、P95以及滤菌功能更高的N99、R99、P99，甚至N100、R100及P100等型口罩，都能有效过滤悬浮微粒或病菌、病毒。熔喷无纺布的过滤能力主要来源于其生产工艺中的驻极处理，使其带有静电而产生的吸附过滤隔离作用。目前市场应用的医用无纺布一次性口罩其结构如下：佩戴绳、外层（抑菌层，纺粘无纺布材料层）、中层（隔离过滤层，超细聚丙烯纤维熔喷材料层）和内层（亲肤材质，普通卫生纱布或无纺布）。
面对疫情的严峻，大气污染的加重，人类的自身呼吸系统防护日渐重要。目前医用一次性防护口罩的生产存在着资源浪费严重，对自然界的污染严重，后期处理困难，这无疑是饮鸩止渴得不偿失。市场的普通口罩虽然可以反复使用，但不具备医用口罩对悬浮颗粒和病毒、病菌微生物的隔离过滤作用。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足而提供一种口罩用纳米病毒隔离喷涂剂，从根本上解决了口罩防护隔离一次性用品问题。
本发明的技术解决方案是：口罩用纳米病毒隔离喷涂剂，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：纳米纤维颗粒30－40％（或称纤维粉），静电纳米纤维颗粒3～30μm，根据不同的产品过滤要求筛选使用；电气石2～10%；带有2～15kV静电；粘合剂5－15％，余量水或酒精。
配方优选过程是：
1.随着颗粒物含量的增高，喷涂成膜的致密程度增加，吸气阻力增大。
2.当颗粒物逐渐增多至30μm时喷涂设备喷嘴直径也在逐渐变大，喷涂雾化雨滴增大，在被涂口罩表面难以形成致密均匀的覆盖膜。
3.纳米纤维颗粒静电电位逐渐增大过滤细菌效果明显增高，但是超过10kV后颗粒产生放电和带电聚集现象，过滤效果下降。
4.胶粘剂可以有效固纤维颗粒，防治脱离和移位，但是随着胶粘剂的逐渐增大，静电力被逐渐阻挡，纤维静电粒子的吸附能力下降，根据粒子的大小和带电强度选择浓度。
5. 电气石的用量在2～10%间选择，随着含量的增高纤维颗粒结构开始聚集，过滤空隙加大，吸气阻力下降，但过滤效果下降，所以根据纤维颗粒的介电强度选择用量。
所述的纤维是用各种植物纤维、有机材料纤维或碳纤维。
根据不同的产品需要配置不同的粘合剂，粘合剂本体主要原料为聚乙烯醇（[C2H4O]n）、苯丙乳液、丙烯酸乳液等医用胶粉。
所述的纤维粉包括：聚丙烯纤维粉、大豆纤维粉、PTT纤维粉、聚乳酸纤维粉、木质纤维粉、碳纤维粉、羟甲基纤维素钠粉、聚酰亚胺纤维粉或聚合物纤维粉等等，但不限于此。
优选，口罩用纳米病毒隔离喷涂剂，其特征在于其组成成分由以下重量百分比的原料制成：纳米纤维颗粒35％，纳米纤维颗粒7μm；电气石5%；带有6.5kV静电；粘合剂10％，余量水。
口罩用纳米病毒隔离喷涂剂制备方法，其特征在于步骤如下：
（1）采用纳米技术加工纳米纤维颗粒。
（2）将纳米纤维颗粒进行静电驻极加工，得静电纳米纤维颗粒。
（3）将静电纳米纤维颗粒与粘合剂按比例混合，采用水或酒精等易挥发溶剂进行粘合，配置成品。
所述的驻极体为电气石粉，包括：镁铁锂电气石（NaMg3Al6）、钙镁电气石（CaMg3）、钠锰电气石（NaMn3Al6）、布格电气石（NaFe+3 3Al6）、硼硅酸盐电气石（BAl3Si6(0.OH)3），但不限于此。
一种口罩，其特征在于口罩外表面喷涂有口罩用纳米病毒隔离喷涂剂，所述的口罩用纳米病毒隔离喷涂剂由以下重量百分比的原料制成：纳米纤维颗粒30－40％，静电纳米纤维颗粒3～30μm，电气石含量2～10%；带有2～15kV静电；粘合剂5－15％，余量水或酒精。
按上述各方法配置的成品还可以与市场喷剂或涂刷等常用的药用载体，如赋形剂、辅料、香料等可以混合制成喷剂、刷剂、颗粒粘附剂、散剂、液体制剂或其它常规制剂。
本产品喷涂于口罩外表面后形成隔离膜和纤维静电隔离系统，由于静电的排斥作用使纤维颗粒扩散成网状孔洞，从而阻隔粉尘及细菌、病毒、微生物的进入。
本发明的喷涂纤维颗粒过滤材料主要是通过机械阻挡和静电吸附双重作用来捕获粒子，通过强静电场和微电子流刺激细菌、病毒，使其蛋白质和核酸变异损伤，破坏细菌的表面结构，导致细菌死亡，电气石本身释放负离子阻断了一些细菌微生物的新陈代谢过程，这包括呼吸系统，酶的活性，来自细胞壁的物质传递，从而抑制细菌细胞起到抗菌作用。
本发明的工作原理是在织物表面形成防护隔离膜，具有沉降功能、惯性撞击缓冲功能、拦截功能、扩散功能、静电吸引功能，从而在整体上防护各种尺寸的颗粒物和细菌、病毒。所述的沉降功能是对超大型颗粒物受到阻挡后，由于重力作用延防护膜下落的功能，不吸附大型颗粒物。所述的惯性撞击缓冲功能是对较大的颗粒物由于惯性太大，可以穿过外层纤维丝，到达过滤纤维产生撞击，但外部纤维起到了缓冲作用，不会损伤纤维本体的防护层，所述的拦截功能是对中大型颗粒在通过过滤纤维时，因直径太大而被纤维拦截。所述的扩散功能是对小颗粒物质受到分子热运动的影响，呈现布朗运动的轨迹，使得它们偏离气流方向撞向纤维。所述的静电吸引功能是对生物细菌、病毒的一种吸附功能，由于本过滤纤维带有一定的静电，气流中的病毒、细菌、微生物颗粒物则容易受静电的吸引而被过滤下来。
本发明采用对市场上的普通口罩表面进行喷涂的方法，使市场上的普通口罩具有和医用口罩同样的防护效果，并具有可洗涤和重复使用的特点，从根本上解决了生命防护和自然污染、资源浪费之间的矛盾。
本产品利用现代高科技纳米技术生产的静电纤维颗粒和可延迟降解防水胶的配方有机结合，对市场上的普通口罩表面进行适度喷涂，从而达到预期的防护目标。
使用方法：
1.选择符合防护且贴合面部的普通织物口罩，清洁洗涤后晾干备用。
2.选取本产品涂于清洁后的口罩外表面，喷涂3层，以肉眼可见液膜为准，成膜厚度约为30～80μm；自然常温晾干1～30min，表面触干即可使用。
3.口罩使用6～8h后取下，采用清水加洗涤液将口罩清洗干净，自然常温晾干后即可重复喷涂使用。
本发明的优点是：1、本发明对不同材质的常规普通口罩都可使用，适用面广，使得普通口罩具有对病毒的防护功能、阻隔PM2.5的能力、有效的防止雾霾气体侵入，不影响口罩的重复使用。也可以对医用口罩中间层在生产制造过程中进行喷涂。2、本发明的可扩展应用广泛，喷涂后可以实现对颗粒物0.5μm～2.5μm的多级防护。3、本发明操作简单，无需专业培训，防护安全可靠。4、本发明对其载体口罩无伤害，保证其反复使用。5本发明无任何毒副作用、自然污染、残留物等，实现了纯绿色环保，可持续发展。6、本发明具有使用速度快，防护及时，消毒并举。
具体实施方式
实施例1
口罩用纳米病毒隔离喷涂剂，配方材料选择：羟甲基纤维素钠粉为主纤维颗粒，用量35%，粒度7μm；配硼硅酸盐电气石为驻极，配比用量5%，粒度6μm；采用苯丙乳液为粘合剂，用量10%；溶剂为水适量，驻静电电压6.5kV。
口罩用纳米病毒隔离喷涂剂制备方法，其步骤如下：
（1）采用纳米技术加工纳米羟甲基纤维素钠纤维颗粒，用量35%，粒度7μm；
（2）将纳米纤维颗粒进行静电驻极加工，得静电纳米纤维颗粒；采用硼硅酸盐电气石为驻极，配比用量5%，粒度6μm。
（3）将静电纳米纤维颗粒与粘合剂按比例混合，采用水或酒精等易挥发溶剂进行粘合，配置成品。采用苯丙乳液为粘合剂，用量10%；溶剂为水余量，驻静电电压6.5kV。
实验结论：采用普通手压喷雾瓶喷涂普通口罩3层，自然晾干30min，各项检验指标优于N95要求的国家标准。
实施例2
口罩用纳米病毒隔离喷涂剂，配方材料选择：聚丙烯纤维粉为主纤维颗粒，用量40%，粒度7μm；配布格电气石为驻极，配比用量6%，粒度7μm；采用聚乙烯醇为粘合剂，用量15%；溶剂为酒精和水适量，驻静电电压7kV。制备方法略。
实验结论：采用普通手压喷雾瓶喷涂普通口罩3层，自然晾干5min，各项检验指标优于N95要求的国家标准。
实施例3
口罩用纳米病毒隔离喷涂剂，配方材料选择：碳纤维粉为主纤维颗粒，用量30%，粒度8μm；配钙镁电气石为驻极，配比用量7%，粒度7μm；采用丙烯酸乳液为粘合剂，用量10%；溶剂为酒精和水适量，驻静电电压7.5kV。制备方法略。
实验结论：采用普通手压喷雾瓶喷涂普通口罩3层，自然晾干5min，各项检验指标优于N95要求的国家标准。
实验例1
实验方法
依据GB 19083-2010《医用口罩技术要求》和YY0469-2011《医用外科口罩》中的相关标准检测，主要检测项目结果如下：
上面描述，只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，全部使用材料为无毒医用材料。
Claims (6)
1.口罩用纳米病毒隔离喷涂剂，其特征在于其组成成分由以下重量百分比的原料制成：纳米纤维颗粒30－40％，静电纳米纤维颗粒3～30μm，电气石2～10%；带有2～15kV静电；粘合剂5－15％，余量水或酒精。
2.按照权利要求1所述的口罩用纳米病毒隔离喷涂剂，其特征在于所述的纤维是用各种植物纤维、有机材料纤维或碳纤维。
3.按照权利要求1或2所述的口罩用纳米病毒隔离喷涂剂，其特征在于所述的粘合剂本体主要原料为聚乙烯醇、苯丙乳液或丙烯酸乳液。
4.按照权利要求1所述的口罩用纳米病毒隔离喷涂剂，其特征在于其组成成分由以下重量百分比的原料制成：纳米纤维颗粒35％，纳米纤维颗粒7μm；电气石5%；带有6.5kV静电；粘合剂10％，余量水。
5.如权利要求1所述的口罩用纳米病毒隔离喷涂剂制备方法，其特征在于步骤如下：
（1）采用纳米技术加工纳米纤维颗粒；
（2）将纳米纤维颗粒进行静电驻极加工，得静电纳米纤维颗粒；
（3）将静电纳米纤维颗粒与粘合剂按比例混合，采用水或酒精等易挥发溶剂进行粘合，配置成品。
6.一种口罩，其特征在于口罩外表面喷涂有口罩用纳米病毒隔离喷涂剂，所述的口罩用纳米病毒隔离喷涂剂由以下重量百分比的原料制成：纳米纤维颗粒30－40％，静电纳米纤维颗粒3～30μm，电气石含量2～10%；带有2～15kV静电；粘合剂5－15％，余量水或酒精。
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