CN111466653A - 光触媒口罩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光触媒口罩，包括口罩本体、弹性耳带以及设于口罩本体中的用于匹配鼻梁处形状的密封条和塑形条，口罩本体包括外层、第一中间层、第二中间层以及内层，第一中间层设置在外层、第二中间层之间，第二中间层设置在第一中间层、内层之间，外层由第一无纺布经第一拒水整理液整理后得到，第一中间层为第二无纺布经光触媒整理液整理后得到，第二中间层为第三无纺布经吸水整理液整理后得到，内层为棉纱布经第二拒水整理液整理后得到。本发明所述的光触媒口罩的外层和内层均具备良好的防水性能，第一中间层具备良好的抗菌分解性能，第二中间层具备良好的吸水性能，口罩本体具备良好的透气性能。

Description

光触媒口罩
技术领域
本发明属于卫生防护用品技术领域，尤其涉及一种光触媒口罩。
背景技术
口罩是预防呼吸道传染病的重要防线，可以降低病毒感染风险。通常市面 上的口罩最多只能将细菌及病毒阻挡在口罩外侧，并不能分解有害物质，大约 20分钟一个普通口罩就会变成一个传染源。导致口罩的利用率不高，无法进行 重复性使用，造成资源的浪费。
光触媒是目前国际上安全而洁净的净化材料，在欧美、日本、韩国等地区 被广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。现有技术中有一种光触媒口罩，其 表面处理了光触媒涂层，可以分解99％的有害物质，不单可以把危险阻挡在口 罩外，同时还时刻自动清洁消毒，保持佩戴者的安全。市面上的光触媒口罩通 常的结构是外层的光触媒和空气中的氧气和水分进行接触，可产生强氧化还原 反应，使口罩表面吸附的有害有机化学物质被分解，同时内侧也涂有光触媒以 分解着口腔鼻腔呼出气体中的细菌，从而避免口罩的二次污染及人与人之间的 交叉感染。该光触媒口罩不仅具有抑菌防霉，而且可分解口罩上异味，延长口 罩使用时效及保障生命安全。另外，光触媒口罩还能消灭和分解细菌，虫螨， 甲醛，硫化物等等有机有害物质。但是此种光触媒口罩虽然内外两层皆具备光 触媒涂层并可进行重复性使用，但是其成本昂贵无法满足大众的需求，同时使 用的光触媒原料较多，工艺较复杂，舒适度不高，透气性不强。因此，如何制 备出一种既能重复性使用，又能满足大众的需求且透气性强、舒适度高的口罩 是本发明需解决的技术问题。
发明内容
基于现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种光触媒口罩，本发明所 述的光触媒口罩具有良好的透气性能、舒适性强，不仅能重复性使用，而且抗 菌性能强。
为了解决上述问题，本发明提供了一种光触媒口罩，该光触媒口罩包括口 罩本体、弹性耳带以及设于所述口罩本体中的用于匹配鼻梁处形状的密封条和 塑形条，所述口罩本体包括外层、第一中间层、第二中间层以及内层，其特征 在于，所述第一中间层设置在所述外层、所述第二中间层之间，所述第二中间 层设置在所述第一中间层、所述内层之间，所述外层由第一无纺布经第一拒水 整理液整理后得到，所述第一中间层为第二无纺布经光触媒整理液整理后得到， 所述第二中间层为第三无纺布经吸水整理液整理后得到，所述内层为棉纱布经 第二拒水整理液整理后得到，所述第一无纺布、所述第二无纺布、所述第三无 纺布均为含聚丙烯材料的无纺布。
优选的，在所述的光触媒口罩中，所述外层的制备步骤如下：
S1、将1.3-1.6重量份的第一拒水剂、90-120重量份的水、0.5-0.8重量份的 第一渗透剂在常温下均匀混合后，即得所述第一拒水整理液；
S2、将所述第一无纺布置于所述第一拒水整理液中在120-130℃、40-50r/min 条件下浸渍10-20min，浸渍完成使用水进行清洗干净，然后烘干，即得所述外 层，其中，所述第一无纺布与所述第一拒水整理液的浴比为1：(20-30)。
更优选的，在所述的光触媒口罩中，所述第一拒水剂为无氟防水剂，所述 第一渗透剂为浓度为20-30％的氨水。
优选的，在所述的光触媒口罩中，所述第一中间层的制备步骤如下：
S1、将15-18重量份的丙三醇、80-90重量份的水在常温下均匀混合后，加 入3-5重量份的光触媒TiO2和0.2-0.4重量份的偶联剂后高速剪切5-15min，然 后在60-80℃条件下反应30-50min，反应完成后，冷却至常温，即得所述光触媒 整理液；
S2、将所述第二无纺布在所述光触媒整理液中使用三浸三轧的工艺进行处 理，三次轧后的带液率均为70-90％，处理完成后将所述第二无纺布使用紫外线 进行照射5-10min，置于100-200重量份的无水乙醇中浸渍30-40min，浸渍完成 后使用水清洗干净，然后烘干，即得所述第一中间层，其中所述第二无纺布在 所述光触媒整理液中三次浸渍的时间均为10-20min，所述第二无纺布与所述光 触媒整理液的浴比为1：(30-50)。
更优选的，在所述的光触媒口罩中，所述偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸 酰氧基)钛酸酯、2-甲基丙烯酸四氯化铬中的一种或多种。
优选的，在所述的光触媒口罩中，所述第二中间层的制备步骤如下：
S1、将20-30重量份的聚丙二醇、30-50重量份的二羟甲基丙酸在70-90℃ 条件下均匀混合后，加入40-60重量份的异佛尔酮二异氰酸酯、20-30重量份的 二丁基月桂酸锡，通入氮气，在70-90℃条件下高速搅拌2-3h，然后加入15-25 重量份的丙烯酸羟乙酯，继续在氮气环境下，以70-90℃高速搅拌1-2h，反应完 成后使用三乙胺进行中和，然后增大搅拌速度并加入80-120重量份的水进行乳 化10-20min，得到乳液；
S2、室温条件下，在所述乳液中加入10-20重量份的十二烷基硫酸钠、24-26 重量份的乳化剂，搅拌均匀后，加入25-35重量份的甲基丙烯酸甲酯、15-30重 量份的丙烯酸丁酯、5-15重量份的丙烯酸并高速搅拌10-20min后，升温至 80-90℃，加入0.5-1.5重量份的引发剂，继续在80-90℃条件下搅拌1-3h，即 得到所述吸水整理液；
S3、将所述第三无纺布在所述吸水整理液中使用一浸一轧的工艺进行处理， 轧液率为60-70％，处理完成后将所述第三无纺布置于60-80℃条件下1-2min， 然后置于100-120条件下5-15min，最后使用水进行清洗、烘干，即得所述第二 中间层，其中，所述第三无纺布与所述吸水整理液的浴比为1：(20-30)。
更优选的，在所述的光触媒口罩中，所述引发剂为水溶性引发剂、油性引 发剂中的一种或多种。
更优选的，在所述的光触媒口罩中，所述内层的制备步骤如下：
S1、将0.5-0.8重量份的第二拒水剂、0.2-0.4重量份的第二渗透剂、80-100 重量份的水在常温下均匀混合后，即得到所述第二拒水整理液；
S2、将所述棉纱布固定于丝光架上，然后置于无水液氨中5-10min后，取 出所述丝光架，并将其立即置于水中清洗干净，烘干，得到液氨处理后的棉纱 布，所述棉纱布与所述液氨的浴比为1：(40-60)；
S3、将所述液氨处理后的棉纱布浸渍在所述第二拒水整理液中10-20min， 然后置于轧机中上进行轧液，轧液率为85-95％，在80-90℃条件下烘干，然后 清洗干净，烘干，得到所述内层，其中，所述棉纱布与所述第二拒水整理液的 浴比为1：(20-30)。
更优选的，在所述的光触媒口罩中，所述第二拒水剂为有机硅拒水剂，所 述第二渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
更优选的，在所述的光触媒口罩中，所述有机硅拒水剂的制备方法如下：
将80-100重量份的有机硅乳液在氮气环境下加入1-2重量份的过硫酸铵和 5-15重量份的质量浓度为10-15％的碳酸氢钠，升温至60-70℃，然后滴加10-20 重量份的丙烯酸单体、5-15重量份的丙烯酸乙酯单体、20-30重量份的丙烯酸正 丁酯单体的混合液，滴加时间为15-25min，滴加完成后在60-70℃搅拌1.5-2.5h， 冷却至常温，即得所述有机硅拒水剂。
与现有技术相比，本发明公开的所述的光触媒口罩的外层由含聚丙烯材料 的无纺布经第一拒水整理液整理后得到，第一中间层通过含聚丙烯材料的无纺 布经光触媒整理液整理后得到，第二中间层通过含聚丙烯材料的无纺布经吸水 整理液整理后得到以及内层通过棉纱布经第二拒水整理液整理后得到。本发明 所述的光触媒口罩的外层和内层均具备良好的防水性能，第一中间层具备良好 的抗菌分解性能，第二中间层具备良好的吸水性能以便于保持内层的干燥，同 时口罩本体具备良好的透气性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要 使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实 施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明实施例提供的光触媒口罩的剖视图。
具体实施方式
本发明提供一种光触媒口罩，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清 楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施 例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中所使用到第一无纺布、第二无纺布、第三无纺布均为熔喷 布，成分为100％的PP聚丙烯，克重为10-200(g/㎡)，购于江阴金港无纺布有 限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的棉纱布为纯棉单层纱布，纱支为40， 密度68*68，克重120g/cm2，购于东莞市虎门荣大健发纺织品有限公司。
本发明实施例中所使用到无氟防水剂购于上海精尚化工有限公司，型号为 JS-529，主要成分为改性碳氢聚合物乳液。
本发明实施例和对比例中所使用到的异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸 酯为钛酸酯偶联剂，CAS号为67691-13-8，购于武汉拉那白医药化工有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的2-甲基丙烯酸四氯化铬为暗绿色液体， CAS号为15096-41-0，购于金锦乐化学有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的聚丙二醇为PPG-600，购于山东摩尔化 工有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的二羟甲基丙酸的CAS号为4767-03-7， 购于济南申华化工有限公司，型号为001。
本发明实施例和对比例中所使用到的异佛尔酮二异氰酸酯的CAS号为 4098-71-9，购于金锦乐化学有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的二丁基月桂酸锡的CAS号为 77-58-7，购于江苏豪隆化工有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的丙烯酸羟乙酯的CAS号为818-61-1， 密度为0.98g/cm3，购于常熟恒耀新材料有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的三乙胺的CAS号为121-44-8，购于金 锦乐化学有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的十二烷基硫酸钠的CAS号为151-21-3， 型号为K12，购于苏州森凡化工科技有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的甲基丙烯酸甲酯的CAS号为 2177-70-0，购于金锦乐化学有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的丙烯酸丁酯的CAS号为141-32-2，购 于金锦乐化学有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的丙烯酸的CAS号为79-10-7，购于上海 邦成化工有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的水溶性引发剂为过氧化苯甲酰，CAS 号为94-36-0，购于金锦乐化学有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的油性引发剂为过硫酸钾，CAS号为 7727-21-1，购于金锦乐化学有限公司。
本发明实施例中所使用到和有机硅乳液为阴离子羟基硅油乳液，购于安徽 艾约塔硅油有限公司，型号为IOTA 2052。
本发明实施例和对比例中所使用到的过硫酸铵的CAS号为7727-54-0，购于 金锦乐化学有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的丙烯酸单体为减压蒸馏后的丙烯酸单 体，CAS号为17989-90-1，购于金锦乐化学有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的脂肪醇聚氧乙烯醚购于广州市纯嘉贸 易有限公司，型号为AEO-9。
本发明实施例和对比例中所使用到的丙烯酸乙酯单体为减压蒸馏后的丙烯 酸乙酯单体，CAS号为818-61-1，购于广州新浦泰化工有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的丙烯酸正丁酯单体为减压蒸馏后的丙 烯酸正丁酯单体，CAS号为141-32-2，购于济南普莱华化工有限公司。
本发明实施例和对比例中所使用到的轧机购于佛山市精柯纺织印染设备有 限公司，型号为P-AO/BO。
实施例1
一种光触媒口罩，包括口罩本体、弹性耳带以及设于所述口罩本体中的用 于匹配鼻梁处形状的密封条和塑形条，所述口罩本体包括外层101、第一中间层102、第二中间层103以及内层104，其特征在于，所述第一中间层102设置在 所述外层101、所述第二中间层103之间，所述第二中间层103设置在所述第一 中间层102、所述内层104之间，所述外层101由第一无纺布经第一拒水整理液 整理后得到，所述第一中间层102为第二无纺布经光触媒整理液整理后得到， 所述第二中间层103为第三无纺布经吸水整理液整理后得到，所述内层104为 棉纱布经第二拒水整理液整理后得到。
所述外层101的制备步骤如下：
S1、将1.5重量份的无氟防水剂、100重量份的水、0.6重量份的浓度为25％ 的氨水在常温下均匀混合后，即得所述第一拒水整理液；
S2、将所述第一无纺布置于所述第一拒水整理液中在125℃、45r/min条件 下浸渍15min，浸渍完成使用水进行清洗干净，然后在60℃条件下烘干，即得 所述外层101，其中，所述第一无纺布与所述第一拒水整理液的浴比为1：25。
所述第一中间层102的制备步骤如下：
S1、将16重量份的丙三醇、85重量份的水在常温下均匀混合后，加入4 重量份的085锐钛型亲水纳米钛白粉(粒径30nm，购于广州枫森新材料有限公 司)和0.3重量份的偶联剂后高速剪切10min，然后在70℃条件下反应40min， 反应完成后，冷却至常温，即得所述光触媒整理液；
S2、将所述第二无纺布在所述光触媒整理液中使用三浸三轧的工艺进行处 理，三次轧后的带液率均为80％左右，处理完成后将所述第二无纺布使用紫外 线进行照射5min，置于150重量份的无水乙醇中浸渍35min，浸渍完成后使用 水清洗干净，然后在60℃烘干，即得所述第一中间层102，其中所述第二无纺 布在所述光触媒整理液中三次浸渍的时间均为15min，三次轧机压力为2.5 kg/cm2，转速为2r/min，所述第二无纺布与所述光触媒整理液的浴比为1：30。
所述偶联剂由异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、2-甲基丙烯酸四氯化 铬以质量比3：4混合而成。
所述第二中间层103的制备步骤如下：
S1、将25重量份的聚丙二醇、34重量份的二羟甲基丙酸在80℃条件下均 匀混合后，加入50重量份的异佛尔酮二异氰酸酯、23重量份的二丁基月桂酸锡， 通入氮气，在80℃、150r/min条件下高速搅拌2.5h，然后加入20重量份的丙 烯酸羟乙酯，继续在氮气环境下，以80℃、150r/min高速搅拌1.5h，反应完成 后使用三乙胺进行中和以使得溶液的pH为7，然后增大搅拌速度至200r/min 并加入100重量份的去离子水进行乳化15min，得到乳液；
S2、室温条件下，在所述乳液中加入15重量份的十二烷基硫酸钠、25重量 份的有机硅乳液，搅拌均匀后，加入30重量份的甲基丙烯酸甲酯、25重量份的 丙烯酸丁酯、10重量份的丙烯酸并以120r/min高速搅拌15min后，升温至85℃， 加入1重量份的引发剂，继续在85℃条件下搅拌2h，即得到所述吸水整理液；
S3、将所述第三无纺布在所述吸水整理液中使用一浸一轧的工艺进行处理， 轧液率为65％，轧机压力为3.5kg/cm2，转速为5r/min，处理完成后将所述第三 无纺布置于70℃条件下1.5min，然后置于120条件下10min，最后使用水进行 清洗、在60℃条件下烘干，即得所述第二中间层103，其中，所述第三无纺布 与所述吸水整理液的浴比为1：25。
所述引发剂由水溶性引发剂、油性引发剂以质量比5：7混合而成。
所述内层104的制备步骤如下：
S1、将0.6重量份的有机硅拒水剂、0.3重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚、90重 量份的水在常温下均匀混合后，即得到所述第二拒水整理液；
S2、将所述棉纱布固定于丝光架上，然后置于无水液氨中7min后，取出所 述丝光架，并将其立即置于水中清洗干净，在60℃条件下烘干，得到液氨处理 后的棉纱布，所述棉纱布与所述液氨的浴比为1：50；
S3、将所述液氨处理后的棉纱布浸渍在所述第二拒水整理液中15min，然后 置于轧机中上进行轧液，轧液率为85％，轧机压力为1.5kg/cm2，转速为5r/min， 在85℃条件下烘干，然后使用水清洗干净，在60℃条件下烘干，得到所述内层 104，其中，所述棉纱布与所述第二拒水整理液的浴比为1：20。
其中，所述有机硅拒水剂的制备方法如下：
将90重量份的有机硅乳液在氮气环境下加入1.5重量份的过硫酸铵和10重 量份的质量浓度为12％的碳酸氢钠，升温至65℃，然后滴加15重量份的丙烯酸 单体、10重量份的丙烯酸乙酯单体、25重量份的丙烯酸正丁酯单体的混合液， 滴加时间为20min，滴加完成后在65℃、80r/min条件下搅拌2h，冷却至常温， 即得所述有机硅拒水剂。
实施例2
与实施例1基本相同，区别仅在于：
所述引发剂为水溶性引发剂。
实施例3
与实施例1基本相同，区别仅在于：
所述引发剂为油性引发剂。
实施例4
与实施例1基本相同，区别仅在于：
所述偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯。
实施例5
与实施例1基本相同，区别仅在于：
所述偶联剂为2-甲基丙烯酸四氯化铬。
实施例6
一种光触媒口罩，包括口罩本体、弹性耳带以及设于所述口罩本体中的用 于匹配鼻梁处形状的密封条和塑形条，所述口罩本体包括外层101、第一中间层 102、第二中间层103以及内层104，其特征在于，所述第一中间层102设置在 所述外层101、所述第二中间层103之间，所述第二中间层103设置在所述第一 中间层102、所述内层104之间，所述外层101由第一无纺布经第一拒水整理液 整理后得到，所述第一中间层102为第二无纺布经光触媒整理液整理后得到， 所述第二中间层103为第三无纺布经吸水整理液整理后得到，所述内层104为 棉纱布经第二拒水整理液整理后得到。
所述外层101的制备步骤如下：
S1、将1.5重量份的无氟防水剂、100重量份的水、0.6重量份的浓度为25％ 的氨水在常温下均匀混合后，即得所述第一拒水整理液；
S2、将所述第一无纺布置于所述第一拒水整理液中在125℃、45r/min条件 下浸渍15min，浸渍完成使用水进行清洗干净，然后在60℃条件下烘干，即得 所述外层101，其中，所述第一无纺布与所述第一拒水整理液的浴比为1：25。
所述第一中间层102的制备步骤如下：
S1、将16重量份的丙三醇、85重量份的水在常温下均匀混合后，加入4 重量份的085锐钛型亲水纳米钛白粉(粒径30nm，购于广州枫森新材料有限公 司)和0.3重量份的偶联剂后高速剪切10min，然后在70℃条件下反应40min， 反应完成后，冷却至常温，即得所述光触媒整理液；
S2、将所述第二无纺布在所述光触媒整理液中使用三浸三轧的工艺进行处 理，三次轧后的带液率均为80％左右，处理完成后将所述第二无纺布使用紫外 线进行照射5min，置于150重量份的无水乙醇中浸渍35min，浸渍完成后使用 水清洗干净，然后在60℃烘干，即得所述第一中间层102，其中所述第二无纺 布在所述光触媒整理液中三次浸渍的时间均为15min，三次轧机压力为2.5 kg/cm2，转速为2r/min，所述第二无纺布与所述光触媒整理液的浴比为1：30。
所述偶联剂由异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、2-甲基丙烯酸四氯化 铬以质量比3：4混合而成。
所述第二中间层103的制备步骤如下：
S1、将25重量份的聚丙二醇、34重量份的二羟甲基丙酸在80℃条件下均 匀混合后，加入50重量份的异佛尔酮二异氰酸酯、23重量份的二丁基月桂酸锡， 通入氮气，在80℃、150r/min条件下高速搅拌2.5h，然后加入20重量份的丙 烯酸羟乙酯，继续在氮气环境下，以80℃、150r/min高速搅拌1.5h，反应完成 后使用三乙胺进行中和以使得溶液的pH为7，然后增大搅拌速度至200r/min 并加入100重量份的去离子水进行乳化15min，得到乳液；
S2、室温条件下，在所述乳液中加入15重量份的十二烷基硫酸钠、25重量 份的脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌均匀后，加入30重量份的甲基丙烯酸甲酯、25重 量份的丙烯酸丁酯、10重量份的丙烯酸并以120r/min高速搅拌15min后，升温 至85℃，加入1重量份的引发剂，继续在85℃条件下搅拌2h，即得到所述吸水 整理液；
S3、将所述第三无纺布在所述吸水整理液中使用一浸一轧的工艺进行处理， 轧液率为65％，轧机压力为3.5kg/cm2，转速为5r/min，处理完成后将所述第三 无纺布置于70℃条件下1.5min，然后置于120条件下10min，最后使用水进行 清洗、在60℃条件下烘干，即得所述第二中间层103，其中，所述第三无纺布 与所述吸水整理液的浴比为1：25。
所述引发剂由水溶性引发剂、油性引发剂以质量比5：7混合而成。
所述内层104的制备步骤如下：
S1、将0.6重量份的有机硅拒水剂、0.3重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚、90重 量份的水在常温下均匀混合后，即得到所述第二拒水整理液；
S2、将所述棉纱布固定于丝光架上，然后置于无水液氨中7min后，取出所 述丝光架，并将其立即置于水中清洗干净，在60℃条件下烘干，得到液氨处理 后的棉纱布，所述棉纱布与所述液氨的浴比为1：50；
S3、将所述液氨处理后的棉纱布浸渍在所述第二拒水整理液中15min，然后 置于轧机中上进行轧液，轧液率为85％，轧机压力为1.5kg/cm2，转速为5r/min， 在85℃条件下烘干，然后使用水清洗干净，在60℃条件下烘干，得到所述内层 104，其中，所述棉纱布与所述第二拒水整理液的浴比为1：20。
其中，所述有机硅拒水剂的制备方法如下：
将90重量份的有机硅乳液在氮气环境下加入1.5重量份的过硫酸铵和10重 量份的质量浓度为12％的碳酸氢钠，升温至65℃，然后滴加15重量份的丙烯酸 单体、10重量份的丙烯酸乙酯单体、25重量份的丙烯酸正丁酯单体的混合液， 滴加时间为20min，滴加完成后在65℃、80r/min条件下搅拌2h，冷却至常温， 即得所述有机硅拒水剂。
实施例7
与实施例1基本相同，区别仅在于：
所述第一中间层102的制备步骤如下：
S1、将20重量份的锐钛型纳米二氧化钛溶胶(购于杭州智钛净化科技有限 公司，型号为VK-TA33，粒径15nm，纳米二氧化钛的重量百分比为10％)、85 重量份的水在常温下均匀混合后，即得所述光触媒整理液；
S2、将所述第二无纺布在所述光触媒整理液中使用三浸三轧的工艺进行处 理，三次轧后的带液率均为80％左右，处理完成后使用水清洗干净，然后在60℃ 烘干，即得所述第一中间层102，其中所述第二无纺布在所述光触媒整理液中三 次浸渍的时间均为15min，三次轧机压力为2.5kg/cm2，转速为2r/min，所述第 二无纺布与所述光触媒整理液的浴比为1：30。
所述偶联剂由异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、2-甲基丙烯酸四氯化 铬以质量比3：4混合而成。
实施例8
与实施例1基本相同，区别仅在于：
所述内层104的制备步骤如下：
S1、将0.6重量份的有机硅拒水剂、0.3重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚、90重 量份的水在常温下均匀混合后，即得到所述第二拒水整理液；
S2、将所述棉纱布浸渍在所述第二拒水整理液中15min，然后置于轧机中上 进行轧液，轧液率为85％，轧机压力为1.5kg/cm2，转速为5r/min，在85℃条件 下烘干，然后使用水清洗干净，在60℃条件下烘干，得到所述内层104，其中， 所述棉纱布与所述第二拒水整理液的浴比为1：20。
其中，所述有机硅拒水剂的制备方法如下：
将90重量份的有机硅乳液在氮气环境下加入1.5重量份的过硫酸铵和10重 量份的质量浓度为12％的碳酸氢钠，升温至65℃，然后滴加15重量份的丙烯酸 单体、10重量份的丙烯酸乙酯单体、25重量份的丙烯酸正丁酯单体的混合液， 滴加时间为20min，滴加完成后在65℃、80r/min条件下搅拌2h，冷却至常温， 即得所述有机硅拒水剂。
实施例9
与实施例1基本相同，区别仅在于：
所述内层104的制备步骤如下：
S1、将0.6重量份的有机硅拒水剂(JF-303-30型号的平滑硅油，购于嘉善 江南纺织材料有限公司)、0.3重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚、90重量份的水在常 温下均匀混合后，即得到所述第二拒水整理液；
S2、将所述棉纱布固定于丝光架上，然后置于无水液氨中7min后，取出所 述丝光架，并将其立即置于水中清洗干净，在60℃条件下烘干，得到液氨处理 后的棉纱布，所述棉纱布与所述液氨的浴比为1：50；
S3、将所述液氨处理后的棉纱布浸渍在所述第二拒水整理液中15min，然后 置于轧机中上进行轧液，轧液率为85％，轧机压力为1.5kg/cm2，转速为5r/min， 在85℃条件下烘干，然后使用水清洗干净，在60℃条件下烘干，得到所述内层 104，其中，所述棉纱布与所述第二拒水整理液的浴比为1：20。
实施例10
与实施例1基本相同，区别仅在于：
所述内层104的制备步骤如下：
S1、将0.6重量份的有机硅拒水剂(JF-303-30型号的平滑硅油，购于嘉善 江南纺织材料有限公司)、0.3重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚、90重量份的水在常 温下均匀混合后，即得到所述第二拒水整理液；
S2、将所述棉纱布浸渍在所述第二拒水整理液中15min，然后置于轧机中上 进行轧液，轧液率为85％，轧机压力为1.5kg/cm2，转速为5r/min，在85℃条件 下烘干，然后使用水清洗干净，在60℃条件下烘干，得到所述内层104，其中， 所述棉纱布与所述第二拒水整理液的浴比为1：20。
对比例1
一种光触媒口罩，包括口罩本体、弹性耳带以及设于所述口罩本体中的用 于匹配鼻梁处形状的密封条和塑形条，所述口罩本体包括外层101、第一中间层 102、第二中间层103以及内层104，其特征在于，所述第一中间层102设置在 所述外层101、所述第二中间层103之间，所述第二中间层103设置在所述第一 中间层102、所述内层104之间，所述外层101由第一无纺布经第一拒水整理液 整理后得到，所述第一中间层102为第二无纺布经光触媒整理液整理后得到， 所述第二中间层103为第三无纺布经吸水整理液整理后得到，所述内层104为 棉纱布经第二拒水整理液整理后得到。
所述外层101的制备步骤如下：
S1、将1.5重量份的无氟防水剂、100重量份的水、0.6重量份的浓度为25％ 的氨水在常温下均匀混合后，即得所述第一拒水整理液；
S2、将所述第一无纺布置于所述第一拒水整理液中在125℃、45r/min条件 下浸渍15min，浸渍完成使用水进行清洗干净，然后在60℃条件下烘干，即得 所述外层101，其中，所述第一无纺布与所述第一拒水整理液的浴比为1：25。
所述第一中间层102的制备步骤如下：
S1、将20重量份的锐钛型纳米二氧化钛溶胶(购于杭州智钛净化科技有限 公司，型号为VK-TA33，粒径15nm，纳米二氧化钛的重量百分比为10％)、85 重量份的水在常温下均匀混合后，即得所述光触媒整理液；
S2、将所述第二无纺布在所述光触媒整理液中使用三浸三轧的工艺进行处 理，三次轧后的带液率均为80％左右，处理完成后使用水清洗干净，然后在60℃ 烘干，即得所述第一中间层102，其中所述第二无纺布在所述光触媒整理液中三 次浸渍的时间均为15min，三次轧机压力为2.5kg/cm2，转速为2r/min，所述第 二无纺布与所述光触媒整理液的浴比为1：30。
所述偶联剂由异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、2-甲基丙烯酸四氯化 铬以质量比3：4混合而成。
所述第二中间层103的制备步骤如下：
S1、将25重量份的聚丙二醇、34重量份的二羟甲基丙酸在80℃条件下均 匀混合后，加入50重量份的异佛尔酮二异氰酸酯、23重量份的二丁基月桂酸锡， 通入氮气，在80℃、150r/min条件下高速搅拌2.5h，然后加入20重量份的丙 烯酸羟乙酯，继续在氮气环境下，以80℃、150r/min高速搅拌1.5h，反应完成 后使用三乙胺进行中和以使得溶液的pH为7，然后增大搅拌速度至200r/min 并加入100重量份的去离子水进行乳化15min，得到乳液；
S2、室温条件下，在所述乳液中加入15重量份的十二烷基硫酸钠、25重量 份的脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌均匀后，加入30重量份的甲基丙烯酸甲酯、25重 量份的丙烯酸丁酯、10重量份的丙烯酸并以120r/min高速搅拌15min后，升温 至85℃，加入1重量份的引发剂，继续在85℃条件下搅拌2h，即得到所述吸水 整理液；
S3、将所述第三无纺布在所述吸水整理液中使用一浸一轧的工艺进行处理， 轧液率为65％，轧机压力为3.5kg/cm2，转速为5r/min，处理完成后将所述第三 无纺布置于70℃条件下1.5min，然后置于120条件下10min，最后使用水进行 清洗、在60℃条件下烘干，即得所述第二中间层103，其中，所述第三无纺布 与所述吸水整理液的浴比为1：25。
所述引发剂由水溶性引发剂、油性引发剂以质量比5：7混合而成。
所述内层104的制备步骤如下：
S1、将0.6重量份的有机硅拒水剂(JF-303-30型号的平滑硅油，购于嘉善 江南纺织材料有限公司)、0.3重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚、90重量份的水在常 温下均匀混合后，即得到所述第二拒水整理液；
S2、将所述棉纱布固定于丝光架上，然后置于无水液氨中7min后，取出所 述丝光架，并将其立即置于水中清洗干净，在60℃条件下烘干，得到液氨处理 后的棉纱布，所述棉纱布与所述液氨的浴比为1：50；
S3、将所述液氨处理后的棉纱布浸渍在所述第二拒水整理液中15min，然后 置于轧机中上进行轧液，轧液率为85％，轧机压力为1.5kg/cm2，转速为5r/min， 在85℃条件下烘干，然后使用水清洗干净，在60℃条件下烘干，得到所述内层 104，其中，所述棉纱布与所述第二拒水整理液的浴比为1：20。
对比例2
一种光触媒口罩，包括口罩本体、弹性耳带以及设于所述口罩本体中的用 于匹配鼻梁处形状的密封条和塑形条，所述口罩本体包括外层101、第一中间层 102、第二中间层103以及内层104，其特征在于，所述第一中间层102设置在 所述外层101、所述第二中间层103之间，所述第二中间层103设置在所述第一 中间层102、所述内层104之间，所述外层101由第一无纺布经第一拒水整理液 整理后得到，所述第一中间层102为第二无纺布经光触媒整理液整理后得到， 所述第二中间层103为第三无纺布经吸水整理液整理后得到，所述内层104为 棉纱布经第二拒水整理液整理后得到。
所述外层101的制备步骤如下：
S1、将1.5重量份的无氟防水剂、100重量份的水、0.6重量份的浓度为25％ 的氨水在常温下均匀混合后，即得所述第一拒水整理液；
S2、将所述第一无纺布置于所述第一拒水整理液中在125℃、45r/min条件 下浸渍15min，浸渍完成使用水进行清洗干净，然后在60℃条件下烘干，即得 所述外层101，其中，所述第一无纺布与所述第一拒水整理液的浴比为1：25。
所述第一中间层102的制备步骤如下：
S1、将20重量份的锐钛型纳米二氧化钛溶胶(购于杭州智钛净化科技有限 公司，型号为VK-TA33，粒径15nm，纳米二氧化钛的重量百分比为10％)、85 重量份的水在常温下均匀混合后，即得所述光触媒整理液；
S2、将所述第二无纺布在所述光触媒整理液中使用三浸三轧的工艺进行处 理，三次轧后的带液率均为80％左右，处理完成后使用水清洗干净，然后在60℃ 烘干，即得所述第一中间层102，其中所述第二无纺布在所述光触媒整理液中三 次浸渍的时间均为15min，三次轧机压力为2.5kg/cm2，转速为2r/min，所述第 二无纺布与所述光触媒整理液的浴比为1：30。
所述偶联剂由异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、2-甲基丙烯酸四氯化 铬以质量比3：4混合而成。
所述第二中间层103的制备步骤如下：
S1、将25重量份的聚丙二醇、34重量份的二羟甲基丙酸在80℃条件下均 匀混合后，加入50重量份的异佛尔酮二异氰酸酯、23重量份的二丁基月桂酸锡， 通入氮气，在80℃、150r/min条件下高速搅拌2.5h，然后加入20重量份的丙 烯酸羟乙酯，继续在氮气环境下，以80℃、150r/min高速搅拌1.5h，反应完成 后使用三乙胺进行中和以使得溶液的pH为7，然后增大搅拌速度至200r/min 并加入100重量份的去离子水进行乳化15min，得到乳液；
S2、室温条件下，在所述乳液中加入15重量份的十二烷基硫酸钠、25重量 份的脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌均匀后，加入30重量份的甲基丙烯酸甲酯、25重 量份的丙烯酸丁酯、10重量份的丙烯酸并以120r/min高速搅拌15min后，升温 至85℃，加入1重量份的引发剂，继续在85℃条件下搅拌2h，即得到所述吸水 整理液；
S3、将所述第三无纺布在所述吸水整理液中使用一浸一轧的工艺进行处理， 轧液率为65％，轧机压力为3.5kg/cm2，转速为5r/min，处理完成后将所述第三 无纺布置于70℃条件下1.5min，然后置于120条件下10min，最后使用水进行 清洗、在60℃条件下烘干，即得所述第二中间层103，其中，所述第三无纺布 与所述吸水整理液的浴比为1：25。
所述引发剂由水溶性引发剂、油性引发剂以质量比5：7混合而成。
所述内层104的制备步骤如下：
S1、将0.6重量份的有机硅拒水剂(JF-303-30型号的平滑硅油，购于嘉善 江南纺织材料有限公司)、0.3重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚、90重量份的水在常 温下均匀混合后，即得到所述第二拒水整理液；
S2、将所述棉纱布浸渍在所述第二拒水整理液中15min，然后置于轧机中上 进行轧液，轧液率为85％，轧机压力为1.5kg/cm2，转速为5r/min，在85℃条件 下烘干，然后使用水清洗干净，在60℃条件下烘干，得到所述内层104，其中， 所述棉纱布与所述第二拒水整理液的浴比为1：20。
测试例1
防水性能测试：将实施例1以及实施例8-10中制备得到的外层和内层的防 水性能测试参照GB/T 14577—93(ISO 9865--1991)进行测试，具体测试过程为： 将试样固定在试样夹上，放到防雨性能测试仪中，将100mL/min流速的水喷淋 到试样表面，喷淋时间10min,喷淋完毕，放置1min，然后观察织物表面润湿后 水珠的情况，参照防雨性能参比样照评级(3人平均值)，测试结果得到，实施 例1以及实施例8-10中制备得到的外层防水等级均为3-4，而实施例1以及实施 例8-10中制备得到的内层的防水性能测试结果如表1所示：
表1外层和内层的防水性能
序号 防水等级
实施例1 4
实施例8 2-3
实施例9 3
实施例10 1-2
从表1中可以看出，本发明实施例1中内存在进行拒水整理前，先在液氨 中浸泡以使棉纱布蓬松进而提高拒水整理后的拒水性能，同时拒水整理的过程 中采用自制的拒水剂以提高内层的防水等级。
测试例2
抗菌性能测试：对实施例1-10以及对比例1-2中制备得到的第一中间层进 行抗菌性能测试：
(一)菌悬液的制备
(1)在洁净操作台上，打开盛有冻干菌种的安剖瓶，加入0.3-0.5mL的营 养肉汤，在涡旋混合仪上作用30秒左右，使菌种均匀分散其中。取少量悬液滴 加到盛有5mL液体培养基(将10g胰蛋白胨、5g牛肉膏和5g氯化钠混合均 匀，溶解于1000mL蒸馏水中)的无菌试管中，在37℃培养24小时。挑取上述 培养24小时的菌悬液，在营养琼脂培养基斜面上划线接种，在37℃培养24小 时。同样挑取第二代菌落，在营养琼脂培养基斜面上划线接种，在37℃培养24 小时，即为第三代菌，恢复培养结束，贮存于0-4℃条件下备用。
(2)取第3-14代的菌体，加入5mL液体培养基，涡旋仪作用30s，洗下 斜面上的菌落，使其分散均匀，用液体培养基将其稀释至108CFU/mL。
大肠杆菌，CGMCC1.3373，购于中国科学院微生物研究所。
金黄色葡萄球菌，CGMCC1.2465，购于中国科学院微生物研究所。
(二)抑菌圈试验
将实施例1-10以及对比例1-2中制备得到的第一中间层均剪成直径为5mm 的圆形样片，置于洁净操作台上，晾干备用。用无菌棉签蘸取菌悬液(108CFU/mL) 接种于营养琼脂培养基平板表面，置于洁净操作台上，晾干备用。最后将干燥 后的样片贴放在染菌琼脂板表面，阴性对照组为含无菌的样片，贴放于琼脂平 板中间，置于37℃恒温培养18小时。游标卡尺量取直径，其抗菌测试结果如表 2。
除臭性能测试：对实施例1-10以及对比例1-2中制备得到的第一中间层进 行除臭性能测试：
(一)量取15mL氨水，放入实验用容器中，立即放进密闭的纸箱中，迅速 加入适量的氢氧化钠，然后立即封箱，静置1h后使用空气检测仪(LB-3J分光 六合-室内空气检测仪，购于青岛博伟业环保科技有限公司)测量箱内氨气的浓 度，连续测试三次，取平均值，得到氨气的浓度为M1(mg/m3)。
(二)保持箱内氨气的浓度与(一)中静置1h后氨气的浓度相同，并放入 尺寸为10cm*10cm的样品，同时在箱内放置台灯，静置12h，让其充分作用， 12h后测量箱内氨气的浓度，测量三次后取平均值，得到氨气的浓度为M2(mg/m3) 通过公式计算得到氨气的降解率(％)为：降解率(％)＝100％*(M1-M2)/M1， 测试结果如表2：
表2第一中间层的抗菌除臭性能
Figure BDA0002518227340000191
测试例3
透气性测试：将实施例1-10以及对比例1-2中制备得到的光触媒口罩参照 国标GB/T5453-1997的规定，测试经整理液处理后的棉织物的透气性能，透气 性测试采用M012透气测试仪(美国SDLATLAS有限公司)来进行测试，测试 结果如表3：
表3光触媒口罩的透气性
Figure BDA0002518227340000192
Figure BDA0002518227340000201
测试例4
吸水性能测试：将实施例1-10以及对比例1-2中制备得到的第二中间层裁 剪成20cm*20cm的试样，干燥至质量不发生变化后进行称重，质量记为m1，将 其放在蒸馏水中，室温下浸泡24小时后取出，用过滤纸吸干表面的水，称重， 质量记为m2，吸水率A(％)计算公式为：吸水率A(％)＝100％*(m2-m1)/m1， 测试结果如表4：
表4第二中间层的吸水性
序号 吸水率(％)
实施例1 21.31
实施例2 15.67
实施例3 16.74
实施例6 10.92
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅 包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领 域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当 组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种光触媒口罩，包括口罩本体、弹性耳带以及设于所述口罩本体中的用于匹配鼻梁处形状的密封条和塑形条，所述口罩本体包括外层、第一中间层、第二中间层以及内层，其特征在于，所述第一中间层设置在所述外层、所述第二中间层之间，所述第二中间层设置在所述第一中间层、所述内层之间，所述外层由第一无纺布经第一拒水整理液整理后得到，所述第一中间层为第二无纺布经光触媒整理液整理后得到，所述第二中间层为第三无纺布经吸水整理液整理后得到，所述内层为棉纱布经第二拒水整理液整理后得到，所述第一无纺布、所述第二无纺布、所述第三无纺布均为含聚丙烯材料的无纺布。
2.根据权利要求1所述的光触媒口罩，其特征在于，所述外层的制备步骤如下：
S1、将1.3-1.6重量份的第一拒水剂、90-120重量份的水、0.5-0.8重量份的第一渗透剂在常温下均匀混合后，即得所述第一拒水整理液；
S2、将所述第一无纺布置于所述第一拒水整理液中在120-130℃、40-50r/min条件下浸渍10-20min，浸渍完成使用水进行清洗干净，然后烘干，即得所述外层，其中，所述第一无纺布与所述第一拒水整理液的浴比为1：(20-30)。
3.根据权利要求2所述的光触媒口罩，其特征在于，所述第一拒水剂为无氟防水剂，所述第一渗透剂为浓度为20-30％的氨水。
4.根据权利要求1所述的光触媒口罩，其特征在于，所述第一中间层的制备步骤如下：
S1、将15-18重量份的丙三醇、80-90重量份的水在常温下均匀混合后，加入3-5重量份的光触媒TiO2和0.2-0.4重量份的偶联剂后高速剪切5-15min，然后在60-80℃条件下反应30-50min，反应完成后，冷却至常温，即得所述光触媒整理液；
S2、将所述第二无纺布在所述光触媒整理液中使用三浸三轧的工艺进行处理，三次轧后的带液率均为70-90％，处理完成后将所述第二无纺布使用紫外线进行照射5-10min，置于100-200重量份的无水乙醇中浸渍30-40min，浸渍完成后使用水清洗干净，然后烘干，即得所述第一中间层，其中所述第二无纺布在所述光触媒整理液中三次浸渍的时间均为10-20min，所述第二无纺布与所述光触媒整理液的浴比为1：(30-50)。
5.根据权利要求4所述的光触媒口罩，其特征在于，所述偶联剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、2-甲基丙烯酸四氯化铬中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的光触媒口罩，其特征在于，所述第二中间层的制备步骤如下：
S1、将20-30重量份的聚丙二醇、30-50重量份的二羟甲基丙酸在70-90℃条件下均匀混合后，加入40-60重量份的异佛尔酮二异氰酸酯、20-30重量份的二丁基月桂酸锡，通入氮气，在70-90℃条件下高速搅拌2-3h，然后加入15-25重量份的丙烯酸羟乙酯，继续在氮气环境下，以70-90℃高速搅拌1-2h，反应完成后使用三乙胺进行中和，然后增大搅拌速度并加入80-120重量份的水进行乳化10-20min，得到乳液；
S2、室温条件下，在所述乳液中加入10-20重量份的十二烷基硫酸钠、24-26重量份的乳化剂，搅拌均匀后，加入25-35重量份的甲基丙烯酸甲酯、15-30重量份的丙烯酸丁酯、5-15重量份的丙烯酸并高速搅拌10-20min后，升温至80-90℃，加入0.5-1.5重量份的引发剂，继续在80-90℃条件下搅拌1-3h，即得到所述吸水整理液；
S3、将所述第三无纺布在所述吸水整理液中使用一浸一轧的工艺进行处理，轧液率为60-70％，处理完成后将所述第三无纺布置于60-80℃条件下1-2min，然后置于100-120条件下5-15min，最后使用水进行清洗、烘干，即得所述第二中间层，其中，所述第三无纺布与所述吸水整理液的浴比为1：(20-30)。
7.根据权利要求6所述的光触媒口罩，其特征在于，所述引发剂为水溶性引发剂、油性引发剂中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的光触媒口罩，其特征在于，所述内层的制备步骤如下：
S1、将0.5-0.8重量份的第二拒水剂、0.2-0.4重量份的第二渗透剂、80-100重量份的水在常温下均匀混合后，即得到所述第二拒水整理液；
S2、将所述棉纱布固定于丝光架上，然后置于无水液氨中5-10min后，取出所述丝光架，并将其立即置于水中清洗干净，烘干，得到液氨处理后的棉纱布，所述棉纱布与所述液氨的浴比为1：(40-60)；
S3、将所述液氨处理后的棉纱布浸渍在所述第二拒水整理液中10-20min，然后置于轧机中上进行轧液，轧液率为85-95％，在80-90℃条件下烘干，然后清洗干净，烘干，得到所述内层，其中，所述棉纱布与所述第二拒水整理液的浴比为1：(20-30)。
9.根据权利要求8所述的光触媒口罩，其特征在于，所述第二拒水剂为有机硅拒水剂，所述第二渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
10.根据权利要求9所述的光触媒口罩，其特征在于，所述有机硅拒水剂的制备方法如下：
将80-100重量份的有机硅乳液在氮气环境下加入1-2重量份的过硫酸铵和5-15重量份的质量浓度为10-15％的碳酸氢钠，升温至60-70℃，然后滴加10-20重量份的丙烯酸单体、5-15重量份的丙烯酸乙酯单体、20-30重量份的丙烯酸正丁酯单体的混合液，滴加时间为15-25min，滴加完成后在60-70℃搅拌1.5-2.5h，冷却至常温，即得所述有机硅拒水剂。
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