CN111423676B - 医用防护服用ptfe隔离膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医用防护服技术领域，具体的涉及一种医用防护服用PTFE隔离膜及其制备方法。以质量份数计，由以下原料组成：PTFE分散树脂100份、成孔剂20‑40份、抗菌剂0.5‑1.0份、分散剂0.08‑0.1份、含氟防水防油剂0.7‑1.0份、抗静电剂0.5‑0.8份。本发明所述的医用防护服用PTFE隔离膜，采用聚四氟乙烯复合膜作为隔离层研制的医用多功能防护服，具有耐久的防水、拒水、抗菌、抗静电、阻燃、透湿等物理机械性能，对血液、病毒(液体重或气体重)在自然条件和压力条件下都具有很好的阻隔性能，阻隔(过滤)效率大于99％。

Description

医用防护服用PTFE隔离膜及其制备方法
技术领域
本发明属于医用防护服技术领域，具体的涉及一种医用防护服用PTFE隔离膜及其制备方法。
背景技术
近年来爆发的大规模疫情多为呼吸道传染病，例如SARS、高致病性禽流感、甲型H1N1流感以及2020年初爆发的新型冠状病毒肺炎；新型冠状病毒直径约80-120纳米，能够感染人、鼠、猪、猫、牛等脊椎动物，传播途径主要通过咳嗽或打喷嚏等飞沫传播，具有传播速度快、易感人群广、发病率高的特点，一时间需要大量的医护人员投入到抗疫一线对感染病人进行救治，由于医护人员必定会接触到有毒有害的气体、液体或具有传染性的病毒和微生物等，穿戴具有防护性能的防护服成为保护一线医护人员不被感染的最直接、最有效的手段。
医用防护服要求在保证隔离病毒的前提下，具有良好的排汗透湿性。目前国内的医用防护服主要有3类，即采用普通无纺布、橡胶或涂层面料、闪蒸发一次成型滤材制作的防护服。普通无纺布防护服的防护效率只有40％左右，低于国标无纺布防护服的防护效率；闪蒸发一次成型滤材，防护性能好，但其面料的防护均匀性差；橡胶或涂层面料防护服，防护效果好，但透气、透湿性能很差，无法满足工作，尤其是在夏季酷热条件下穿着使用。
综上所述，需要探索一种新型的医用防护服隔离层用滤材，该滤材具有优异的隔离性能、防护均匀性及透气、透湿性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种医用防护服用PTFE隔离膜；该PTFE隔离膜阻隔效率高、透气、透湿性能好、使用寿命长；本发明同时提供了其制备方法。
本发明所述的医用防护服用PTFE隔离膜，以质量份数计，由以下原料组成：
Figure BDA0002428335210000011
其中：
所述的PTFE分散树脂是DF-206或106C中的一种，优选106C，其中DF-206的生产厂家为山东东岳高分子材料有限公司，106C的生产厂家为日本大金。
PTFE分散树脂具有以下优异性能：多孔透湿、透气、防水、不吸潮、耐高低温性、耐大气老化性、高化学惰性、耐腐蚀、自润滑性以及表面不沾性。
成孔剂是白油与碳氢溶剂油的混合物；白油与碳氢溶剂油的质量比为3-5：0.5-1。
碳氢溶剂油是异构十二烷烃或异构十六烷烃中的一种。
异构十二烷烃和异构十六烷烃均为高度支链化的烃类，异构化程度高，与PTFE相容性非常好，具有优异的粉体分散能力，表面张力低，极易铺展。
本发明所述的医用防护服用PTFE隔离膜，需要严格控制PTFE分散树脂与成孔剂的质量比，当成孔剂的用量太小时，不足以完全浸润PTFE，导致挤出的基膜开裂；当成孔剂的用量太多时，一方面会造成浪费，另一方面导致剪切力减小，造成挤出时相连的PTFE颗粒无法缠绕，最终导致制备的医用防护服用PTFE隔离膜强度差、容易断开。
抗菌剂是锐钛型钛白粉；锐钛型钛白粉在紫外线的作用下，使细菌分解从而达到抗菌效果，可有效杀死大肠杆菌、黄色葡萄糖菌等有害细菌，防止感染。
分散剂为氟炭表面活性剂，氟炭表面活性剂是3-三聚环氧六氟丙烷酰胺基丙基甜菜碱或8-3-9氟碳-碳氢柔桥混链双季铵中的一种或两种。
含氟防水防油剂为有机氟树脂，有机氟树脂为TG-528A、TG-521B或M50中的任意两种的混合物。
抗静电剂是三(十二烷基)甲基氯化铵。
本发明所述的医用防护服用PTFE隔离膜的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将PTFE分散树脂、成孔剂、抗菌剂、分散剂、含氟防水防油剂和抗静电剂进行混合搅拌，混合均匀后进行预压，预压成圆柱状的毛坯；
(2)将毛坯放入到推挤机中进行挤出，得到基带；
(3)将基带放入烘箱内进行干燥，得到干燥后的基带；
(4)将干燥后的基带在拉膜机上首先进行纵向拉伸膨化，然后进行横向扩幅膨化，最后进行热定型，即得到医用防护服用PTFE隔离膜。
其中：
步骤(1)中所述的混合温度为10-15℃，混合时间为10min-0.5h，混合搅拌温度控制在低于15℃，目的是防止PTFE分散树脂预成纤丝。
步骤(1)中所述的预压压力为1-2MPa。
步骤(2)中所述的挤出温度为70-100℃，推挤机压缩比为100-200。
步骤(3)中所述的干燥温度为300-330℃，干燥时间为5-10min，干燥的目的是使成孔剂挥发掉。
步骤(4)中所述的纵向拉伸膨化温度为300-340℃，优选320℃，纵向拉伸膨化倍数为5-8倍。
步骤(4)中所述的横向扩幅膨化分为预热段、扩幅段和热定型，预热段温度为300-350℃，扩幅段温度为300-350℃，横向拉伸倍数为8-10倍，热定型温度为400-450℃。
采用本发明所述的方法制备的PTFE隔离膜的克重为7-10g/m2。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)本发明所述的医用防护服用PTFE隔离膜，孔隙均匀分布率＞99％，使用寿命长、滤效佳；当流体(液体或者气体)在经过医用防护服用PTFE隔离膜时，流体会优先走最大的孔洞，如果孔洞大小不平均，表示过滤时的医用防护服用PTFE隔离膜将无法均匀受力，则医用防护服用PTFE隔离膜的寿命将会缩短，过滤效果会打折，孔洞越均匀，滤材的寿命越长，效果越好。
(2)本发明所述的医用防护服用PTFE隔离膜，孔径为80-110nm，纯物理拦截，不因温度而变化，不怕潮湿环境。
(3)本发明所述的医用防护服用PTFE隔离膜，利用孔径可以阻挡直径小于200nm的病菌，PTFE材料与气流的摩擦阻力小，在高过滤的同时还能保持较低的呼吸阻力。
(4)本发明所述的医用防护服用PTFE隔离膜，透湿量高、拒水等级高、阻燃性能好、且具有良好的力学性能。
(5)本发明所述的医用防护服用PTFE隔离膜的制备方法，制备工艺简单、易于实现，效率高，制备的膜孔径小，分布均匀，孔隙率大，在保持空气流通的同时，可以过滤包括细菌在内的尘埃颗粒，达到净化且通风的目的，这种层压织物能够防风、防水、透气、透湿，而且舒适性极好。
(6)本发明所述的医用防护服用PTFE隔离膜，采用聚四氟乙烯复合膜作为隔离层研制的医用多功能防护服，具有耐久的防水、拒水、抗菌、抗静电、阻燃、透湿等物理机械性能，对血液、病毒(液体重或气体重)在自然条件和压力条件下都具有很好的阻隔性能，阻隔(过滤)效率大于99％。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例1所述的医用防护服用PTFE隔离膜，以质量份数计，原料组成如下：
Figure BDA0002428335210000031
Figure BDA0002428335210000041
其中：
所述的PTFE分散树脂为106C，生产厂家为日本大金。
106C的技术指标为：体积密度563g/L，拉伸强度为34.6MPa，含水率0.001％，平均粒径为420μm。
成孔剂是白油与碳氢溶剂油的混合物；碳氢溶剂油为异构十二烷烃；白油与异构十二烷烃的质量比为4.0：0.9。
抗菌剂是锐钛型钛白粉。
分散剂为氟炭表面活性剂，氟炭表面活性剂为3-三聚环氧六氟丙烷酰胺基丙基甜菜碱。
含氟防水防油剂为有机氟树脂，有机氟树脂为TG-528A和TG-521B的混合物。
抗静电剂是三(十二烷基)甲基氯化铵。
本实施例1所述的医用防护服用PTFE隔离膜的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将PTFE分散树脂、成孔剂、抗菌剂、分散剂、含氟防水防油剂和抗静电剂进行混合搅拌，混合均匀后进行预压，预压成圆柱状的毛坯；
(2)将毛坯放入到推挤机中进行挤出，得到基带；
(3)将基带放入烘箱内进行干燥，得到干燥后的基带；
(4)将干燥后的基带在拉膜机上首先进行纵向拉伸膨化，然后进行横向扩幅膨化，最后进行热定型，即得到医用防护服用PTFE隔离膜。
其中：
步骤(1)中所述的混合温度为15℃，混合时间为20min。
步骤(1)中所述的预压压力为2MPa。
步骤(2)中所述的挤出温度为72±2℃，推挤机压缩比为105。
步骤(3)中所述的干燥温度为315±2℃，干燥时间为8±1min，干燥的目的是使成孔剂挥发掉。
步骤(4)中所述的纵向拉伸膨化温度为310±2℃，纵向拉伸膨化倍数为7倍。
步骤(4)中所述的横向扩幅膨化分为预热段、扩幅段和热定型，预热段温度为310±2℃，扩幅段温度为310±2℃，横向拉伸倍数为7倍，热定型温度为410±2℃。
采用本实施例1所述的方法制备的PTFE隔离膜的克重为8g/m2。
实施例2
本实施例2所述的医用防护服用PTFE隔离膜，以质量份数计，原料组成如下：
Figure BDA0002428335210000051
其中：
所述的PTFE分散树脂为DF-206，生产厂家为山东东岳高分子材料有限公司。
DF-206的技术指标为：拉伸强度为34.4MPa，体积密度为500g/L，粒径为475微米。
成孔剂是白油与碳氢溶剂油的混合物；碳氢溶剂油是异构十六烷烃；白油与异构十六烷烃的质量比为3.5：0.8。
抗菌剂是锐钛型钛白粉。
分散剂为氟炭表面活性剂，氟炭表面活性剂是8-3-9氟碳-碳氢柔桥混链双季铵。
含氟防水防油剂为有机氟树脂，有机氟树脂为TG-528A和M50的混合物。
抗静电剂是三(十二烷基)甲基氯化铵。
本实施例2所述的医用防护服用PTFE隔离膜的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将PTFE分散树脂、成孔剂、抗菌剂、分散剂、含氟防水防油剂和抗静电剂进行混合搅拌，混合均匀后进行预压，预压成圆柱状的毛坯；
(2)将毛坯放入到推挤机中进行挤出，得到基带；
(3)将基带放入烘箱内进行干燥，得到干燥后的基带；
(4)将干燥后的基带在拉膜机上首先进行纵向拉伸膨化，然后进行横向扩幅膨化，最后进行热定型，即得到医用防护服用PTFE隔离膜。
其中：
步骤(1)中所述的混合温度为10℃，混合时间为0.5h。
步骤(1)中所述的预压压力为2MPa。
步骤(2)中所述的挤出温度为90℃，推挤机压缩比为150。
步骤(3)中所述的干燥温度为325±2℃，干燥时间为6±1min，干燥的目的是使成孔剂挥发掉。
步骤(4)中所述的纵向拉伸膨化温度为320±2℃，纵向拉伸膨化倍数为8倍。
步骤(4)中所述的横向扩幅膨化分为预热段、扩幅段和热定型，预热段温度为320±2℃，扩幅段温度为320±2℃，横向拉伸倍数为8倍，热定型温度为420±2℃。
采用本实施例2所述的方法制备的PTFE隔离膜的克重为9g/m2。
实施例3
本实施例3所述的医用防护服用PTFE隔离膜，以质量份数计，原料组成如下：
Figure BDA0002428335210000061
其中：
所述的PTFE分散树脂为106C，生产厂家为日本大金。
106C的技术指标为：体积密度563g/L，拉伸强度为34.6MPa，含水率0.001％，平均粒径为420μm。
成孔剂是白油与碳氢溶剂油的混合物；碳氢溶剂油为异构十二烷烃；白油与异构十二烷烃的质量比为5：1。
抗菌剂是锐钛型钛白粉。
分散剂为氟炭表面活性剂，氟炭表面活性剂是8-3-9氟碳-碳氢柔桥混链双季铵。
含氟防水防油剂为有机氟树脂，有机氟树脂为TG-528A和M50的混合物。
抗静电剂是三(十二烷基)甲基氯化铵。
本实施例3所述的医用防护服用PTFE隔离膜的制备方法，由以下步骤组成：
(1)将PTFE分散树脂、成孔剂、抗菌剂、分散剂、含氟防水防油剂和抗静电剂进行混合搅拌，混合均匀后进行预压，预压成圆柱状的毛坯；
(2)将毛坯放入到推挤机中进行挤出，得到基带；
(3)将基带放入烘箱内进行干燥，得到干燥后的基带；
(4)将干燥后的基带在拉膜机上首先进行纵向拉伸膨化，然后进行横向扩幅膨化，最后进行热定型，即得到医用防护服用PTFE隔离膜。
其中：
步骤(1)中所述的混合温度为12℃，混合时间为0.5h。
步骤(1)中所述的预压压力为2MPa。
步骤(2)中所述的挤出温度为90±2℃，推挤机压缩比为200。
步骤(3)中所述的干燥温度为325±2℃，干燥时间为7±1min，干燥的目的是使成孔剂挥发掉。
步骤(4)中所述的纵向拉伸膨化温度为335±2℃，纵向拉伸膨化倍数为6倍。
步骤(4)中所述的横向扩幅膨化分为预热段、扩幅段和热定型，预热段温度为345±2℃，扩幅段温度为345±2℃，横向拉伸倍数为6倍，热定型温度为430±2℃。
采用本实施例3所述的方法制备的PTFE隔离膜的克重为7g/m2。
对实施例1-3制备的PTFE隔离膜进行性能测试，结果如下表1所示：
表1 PTFE隔离膜性能检测数据
指标 实施例1 实施例2 实施例3
孔径大小(nm) 100 105 98
孔径均匀分布率(％) 99.1％ 99.3％ 99.2％
将实施例1-3制备的PTFE隔离膜与PP无纺布复合，制备成医用防护服，并且对采用实施例1-3制备的PTFE隔离膜制备的医用防护服进行性能测试，测试结果如表2：
表2 医用防护服性能测试结果
Figure BDA0002428335210000071
将实施例1制备的PTFE隔离膜与PP无纺布复合，制备成医用防护服，并且对采用实施例1制备的PTFE隔离膜制备的医用防护服进行微生物指标及抗合成血液穿透性分级，测试结果如表3和表4所示：
表3 防护服微生物指标
Figure BDA0002428335210000081
表4 抗合成血液穿透性分级
Figure BDA0002428335210000082

Claims (6)

1.一种医用防护服用PTFE隔离膜，其特征在于：以质量份数计，由以下原料组成：
PTFE分散树脂 100份
成孔剂 20-40份
抗菌剂 0.5-1.0份
分散剂 0.08-0.1份
含氟防水防油剂 0.7-1.0份
抗静电剂 0.5-0.8份；
其中：
所述的PTFE分散树脂是DF-206或106C中的一种；
成孔剂是白油与碳氢溶剂油的混合物；碳氢溶剂油是异构十二烷烃或异构十六烷烃中的一种；白油与碳氢溶剂油的质量比为3-5：0.5-1；
所述的医用防护服用PTFE隔离膜的制备方法，由以下步骤组成：
（1）将PTFE分散树脂、成孔剂、抗菌剂、分散剂、含氟防水防油剂和抗静电剂进行混合搅拌，混合均匀后进行预压，预压成圆柱状的毛坯；
（2）将毛坯放入到推挤机中进行挤出，得到基带；
（3）将基带放入烘箱内进行干燥，得到干燥后的基带；
（4）将干燥后的基带在拉膜机上首先进行纵向拉伸膨化，然后进行横向扩幅膨化，最后进行热定型，即得到医用防护服用PTFE隔离膜；
其中：
步骤（1）中所述的混合温度为10-15℃，混合时间为10min-0.5h；所述的预压压力为1-2MPa；
步骤（4）中所述的纵向拉伸膨化温度为300-340℃，纵向拉伸膨化倍数为5-8倍；所述的横向扩幅膨化分为预热段、扩幅段和热定型，预热段温度为300-350℃，扩幅段温度为300-350℃，横向拉伸倍数为8-10倍，热定型温度为400-450℃。
2.根据权利要求1所述的医用防护服用PTFE隔离膜，其特征在于：抗菌剂是锐钛型钛白粉；分散剂为氟炭表面活性剂；含氟防水防油剂为有机氟树脂。
3.根据权利要求2所述的医用防护服用PTFE隔离膜，其特征在于：氟炭表面活性剂是3-三聚环氧六氟丙烷酰胺基丙基甜菜碱或8-3-9氟碳-碳氢柔桥混链双季铵中的一种或两种；有机氟树脂为TG-528A、TG-521B或 M50中的任意两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的医用防护服用PTFE隔离膜，其特征在于：抗静电剂是三（十二烷基）甲基氯化铵。
5.一种权利要求1所述的医用防护服用PTFE隔离膜的制备方法，其特征在于：由以下步骤组成：
（1）将PTFE分散树脂、成孔剂、抗菌剂、分散剂、含氟防水防油剂和抗静电剂进行混合搅拌，混合均匀后进行预压，预压成圆柱状的毛坯；
（2）将毛坯放入到推挤机中进行挤出，得到基带；
（3）将基带放入烘箱内进行干燥，得到干燥后的基带；
（4）将干燥后的基带在拉膜机上首先进行纵向拉伸膨化，然后进行横向扩幅膨化，最后进行热定型，即得到医用防护服用PTFE隔离膜。
6.根据权利要求5所述的医用防护服用PTFE隔离膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的挤出温度为70-100℃，推挤机压缩比为100-200；步骤（3）中所述的干燥温度为300-330℃，干燥时间为5-10min。
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