CN111760384A - 一种防霾抗菌过滤材料及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种防霾抗菌过滤材料,其特征在于,包括柔性基布和涂覆在柔性基布至少一面的复合胶粘剂。制作方法包括制作复合胶粘剂、涂胶、烘干、分切等步骤。本发明在柔性基布上涂一层微量的具有吸附过滤功能的胶种,形成阻挡污染物颗粒、细菌、病毒的屏障,防止雾霾颗粒等污染物的吸入,以及细菌和病毒飞沫的传播。可用于口罩、防护服、工业操作保护等多项领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种防霾抗菌过滤材料及其制作方法,属于防护制品技术领域。
背景技术
空气污染物会对呼吸道系统、神经系统、皮肤表皮、伤口表面、免疫能力、肝脏、内分泌系统等产生毒害作用。长期处于空气质量较差的环境,不仅会造成工作效率和生活质量下降,而且引起呼吸功能下降、呼吸道症状加重,严重还会导致各种疾病率的增加。影响空气质量的主要污染物是大气中漂浮的PM2.5颗粒,以及漂浮在空气中大量的致病细菌、病毒及多种有害气体等,严重威胁着人们的健康。
依附空气中的飞沫、飞沫粒以及尘埃粒的细菌、病毒等微生物是呼吸道感染的重要来源,也就是呼吸道感染的重要传播途径。如流行性感冒、麻疹、水痘、风疹、流行性脑脊髓膜炎、非典型肺炎,特别是新型冠状病毒具有更强的传染性和危害性,如何有效地切断它的传播途径已成为国家公共卫生安全关注的课题。为了防止细颗粒物、有害气体、细菌及病毒对人体的侵害,口罩成为防护必备品,特别是对于临床医护人员,防护口罩更是其职业防护安全的基础。目前的口罩过滤层应用的材料主要为熔喷滤料,也称为熔喷布,是经高温熔喷产生的超细纤维制成的过滤材料,这种材料的直径约十几微米甚至几十微米,孔径较大过滤较大的颗粒,对细颗粒物、有害气体、刺激气体、尤其是细菌、病毒、易感染微生物有一定的拦截效果。可有效阻挡飞沫和微尘,气流阻力适宜,无菌并且有耐腐蚀性,它是阻断病原微生物侵入人体的有效屏障。作为阻挡对象的颗粒物,细菌、病菌等在空气中并不是独立存在的,需要依附在颗粒物上才能进行宿主间的交叉传染,故医用防护口罩过滤性能的优劣主要取决于其过滤层的滤材,熔喷滤料芯层复杂的纤网结构和纤维随机三维分布,使其堆积结构中存在大量微小孔空隙,微粒围绕纤维经过各种类型的弯曲通道或路径,大大增加了浮悬于流体中的颗粒产生碰撞而将其滞留的概率,若有进一步提高过滤效率、只能通过加密纤维来拦截空气污染物,透气性差,长期佩戴容易使人呼吸困难。这种结构属性很难同时满足高阻挡效率和低通气阻力。如N95口罩有很好的阻挡效率,但专家提醒学生参加体育活动不可佩戴N95口罩,少年儿童心肺功能尚未发育完全,长期佩戴N95口罩会对孩子的心肺功能产生损伤。进行体育运动时不可佩戴N95口罩,以免发生窒息危险。佩戴口罩好比给自己的呼吸系统设置了一道“过滤屏障”,既要阻隔颗粒物、飞沫等,又要保证呼吸顺畅:“由于生理特点的不同,小儿肺容量仅有成人的1/6,潮气量也比成人小,但呼吸阻抗大,所以,尤其是儿童口罩设计一定要充分考虑其高效低阻性。一般来说,成人口罩的通气阻力必须小于等于49帕,儿童口罩通气阻力必须小于等于30帕,N95的通气阻力大约在300帕左右。要生产出符合国家或行业标准的儿童口罩,关键要解决的是口罩的滤料性能,使其颗粒过滤效率大于等于90%,细菌过滤效率大于等于95%,同时通气阻力小于等于30帕,以及口罩材料其他性能。熔喷滤料重点要解决熔喷的工艺技术、改性技术和荷电技术三大技术难题。这将带来制作成本的提高,影响口罩作为快速消耗品的低价消费市场。另外值得注意的是:这种熔喷滤料纤维的表面电荷(静电驻极)以及堆积结构随着搁置时间延长会发生变化,过滤效率呈下降趋势,若是通过热处理或其它试剂处理进行杀菌更会损坏原有的多孔结构,致使阻挡效率大幅度下降。为此含有熔喷布过滤层的口罩只能一次性使用,造成了较大的资源浪费和环保压力,也给消费者造成较大的经济负担。
现有市场上还出现另外一些防颗粒物及抑菌口罩,它主要是通过增加口罩内层的滤芯层或抑菌层实现的,所述滤芯层含有活性炭等吸附物,用于吸附或过滤污染颗粒物,所述抑菌层通过浸渍抑菌液制成。这些功能性口罩能够有效去除多种污染颗粒物,对细菌和病毒也起到一定的抑制作用。但此类的功能性口罩中滤芯层设置于口罩内层,替换取出和插入很不方便,同时需要在特定的清洁环境中,否则很容易引起吸附颗粒泄露,导致误吸入的问题。与此同时,因黏附活性炭颗粒材料耐水、耐热等局限性,依然存在多次清洗后抑菌及污染物吸附能力下降的问题。因此,现有技术中几乎所有的口罩都很难同时满足高效低阻,穿戴方便、安全舒适,多次使用,造价低廉等多项要求。
发明内容
本发明所要解决的技术是:提供一种防霾抗菌过滤材料作为口罩过滤层,解决过滤效率和气阻之间的矛盾、以及不能重复使用等技术问题。
为了解决上述问题,本发明采用的技术方案是:
一种防霾抗菌过滤材料,其特征在于,包括柔性基布和涂覆在柔性基布至少一面的复合胶粘剂。
优选地,所述复合胶粘剂的原料包括医用胶乳、防腐剂、乳化剂、增稠剂、抗氧化剂、柔润剂及具有吸附和/或截留能力的功能性粒子。
更优选地,所述的医用胶乳包括脱蛋白天然橡胶胶乳、聚异戊二烯胶乳和水性聚氨酯中的至少一种,所述医用胶乳的固体质量含量为0.5~70%;
更优选地,所述防腐剂包括尼泊金甲酯、尼泊金乙酯、苯甲酸钠、环烷酸铵、聚六亚甲基胍及其聚合物衍生物和山梨酸钾中的至少一种;防腐剂的添加量为医用胶乳中固体质量的0.01-5.0%。
更优选地,所述增稠剂包括魔芋多糖、卡波姆、海藻酸钠、细菌纤维素、环糊精、壳聚糖、羧化壳聚糖、羟丙基甲基纤维素、瓜儿胶和古尔胶中的至少一种;增稠剂的添加量不大于医用胶乳中固体质量的10%。所述增稠剂是很好的流变调节剂,在调节复合胶粘剂在基布上的附着量的同时,还具备其它一些功能,如:魔芋多糖有很好的亲肤性,防止细胞脂质过氧化、对抗皮肤炎症因子;卡波是优秀的凝胶基质,有增稠、以及悬浮功能性粒子,使其均匀附着在基布上的作用;环糊精分子具有中空圆筒立体环状结构,其表面亲水和内腔疏水的特性很容易形成各种稳定的水合物,亲水性表面可吸附和沉积气溶胶中更细小的颗粒,以及细菌和病毒,疏水性内腔可嵌入各种有机污染物,形成包络复合物;海藻酸钠有很好的渗透性和粘附性,与环糊精并用可显著提高吸附和过滤气溶胶中颗粒和细菌病毒;壳聚糖具有很好的仿佛抗菌功效,在干燥固化后,能在载体表面形成光滑舒适的亲肤薄膜,起到舒适感整理剂的作用。根据不同的目的,所述复合胶粘剂可以被任意选取上述相关增稠剂,并且用于各式各样的用途。
更优选地,所述乳化剂包括甜菜碱、吐温、斯潘、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮共聚物、聚乙烯醇、聚乙二醇、季铵盐聚合物、聚氧化乙烯、聚氧化乙烯醚、聚氧化丙烯和聚丙三醇缩水甘油醚中的至少一种;乳化剂的添加量不大于医用胶乳中固体质量的2.0%。所述乳化剂的使用,在于增加功能粒子在复合胶粘剂中的分散性,特别是增强干燥固化后功能粒子分布均匀性及其与胶体的粘结强度。
更优选地,所述抗氧化剂包括对甲酚和双环戊二烯丁基化物、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、KY405、CPL和4,4-二亚甲基-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)中的至少一种;抗氧剂的添加量为医用胶乳中固体质量的0.1-10%。
更优选地,所述柔润剂包括水溶性硅油、水溶性石油树脂、月桂氮卓酮、丙三醇和D-泛醇的至少一种;柔润剂的添加量不大于医用胶乳中固体质量的5.0%。所述柔润剂的使用在于改善过滤层的柔软舒适性,同时调节胶种表面的吸湿性,在涂胶量一定的前提下,最大程度地增加吸附和过滤污染颗粒、细菌、病毒的效率。
更优选地,所述具有吸附和/或截留能力的功能性粒子包括活性炭、海泡石、天然沸石、分子筛、多孔硅胶、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆、纳米氧化铝、纳米氧化锌、纳米五氧化二磷、纳米碳酸钙、氧化石墨烯、硅藻土、蒙脱土、高岭土、合成锂皂石、膨润土、Laponite黏土、纳米几丁质、淀粉纳米颗粒和纤维素纳米晶中的至少一种;具有吸附和/或截留能力的功能性粒子的添加量不大于医用胶乳中固体质量的150%。所述功能性粒子都具有巨大的比表面积和多孔结构,与医用胶乳混合,特别是脱蛋白天然胶乳,由于其极强的自粘性,干燥时固化收缩将功能性粒子排挤到胶相表界面,最大程度地保留了功能粒子的比表面积和空隙道,为超强吸附过滤创作了条件。根据增稠剂和柔润剂的选配,可以调节功能粒子的分布密度及其表面润湿性,以此增强对颗粒、细菌、病毒的吸附效应。熔喷布纤维与纤维之间存在很大的空隙,呈疏松多孔状,很容易受热或其它外界干扰而遭到破坏,相比之下,脱蛋白天然胶乳橡胶具有高强的弹性和形状记忆,可粘结和铆钉其表面的功能性粒子,并维持其结构特性。通过加热杀菌或挥发掉低沸点污染物后,依然能保持功能性粒子原有的吸附过滤功能,为重复性使用创造了条件。由于脱蛋白天然橡胶有极强自粘性,可以在不脱摘口罩的条件下(二根耳带固定在口罩最内层),剥离和黏贴除最内层的任意一层过滤层,如同自粘性绷带的使用一样方便。通常人们要保持咽喉和鼻黏膜有一定的湿润性,原因是空气中的污染物和细菌、病毒首先通过鼻孔和咽喉浸入人体,保持这些部位的湿润性,可有效黏附和沉积有害颗粒和细菌、病毒,防止进一步进入呼吸道和肺部,若是把具有一定湿润性的过滤层被内外疏水性的无纺布隔离,既能将湿气、飞沫阻挡在外,同时又能防止过滤层的有效水分流失,以最大程度地保证吸附过滤功能。过滤层可以将涂胶面向里对折封存,使用时拉开黏贴即可,既保证了涂胶面的洁净性,又保证了胶粘强度,穿戴方便,安全可靠。与此同时,所述功能性粒子还具有各自的独特功能,如:纳米二氧化钛具有光触媒分解清洁杀菌作用;纳米二氧化硅、纳米二氧化锆、纳米氧化铝、纳米氧化锌、纳米五氧化二磷对病毒具有非特异性吸附和灭活能力;活性炭、海泡石、天然沸石、分子筛、多孔硅胶、氧化石墨烯、硅藻土、蒙脱土、高岭土、合成锂皂石、膨润土、Laponite黏土等多半呈片层缝隙或孔网聚集结构,比表面积大,空隙度高,通流面积大,有超强的吸附能力,如果用于空气净化过滤上,既可强制截留污染颗粒,也可靠负压吸附细菌和病毒,而且原料来源广泛,是一种性价比很高的过滤材料;纳米几丁质、淀粉纳米颗粒、纤维素纳米晶是由纤维聚集组成的,可纤维与纤维之间仍有很大的空隙,用脱蛋白橡胶固定呈疏松多孔状发泡结构,并且有弹性,类似于海绵泡沫,对污染颗粒、细菌和病毒有很强的吸附及截留的能力。根据不同的目的,所述复合胶粘剂可以被任意选取上述相关功能性粒子,并且用于各式各样的用途。
更优选地,所述淀粉纳米颗粒为蜡质玉米淀粉颗粒、糯米淀粉颗粒、大米淀粉颗粒、小麦淀粉颗粒和木薯淀粉颗粒的至少一种;所述淀粉纳米颗粒使用前经硫酸或盐酸溶液处理,并水洗至中性。
更优选地,所述的脱蛋白天然橡胶胶乳是以天然橡胶树的胶液所得的现场胶乳或保存在氨中浓缩胶乳的任何一种或多种为原料,经以往公知的天然橡胶胶乳脱蛋白方法处理所得到的脱蛋白天然胶乳;所述脱蛋白天然橡胶胶乳中橡胶干胶的质量含量为0.5~70%,胶乳中蛋白质的含量以胶乳中橡胶干胶的质量为准低于100μg/g(可抽提蛋白质),或在对应酰胺Ⅱ特征带1543cm-1基本观察不到红外吸收光谱水平。
优选地,所述柔性基布包括无纺布、编织布、棉布和透气医用纸中的至少一中;所述复合胶粘剂的分布密度为固体分布2~100g/m2。
本发明还提供了上述防霾抗菌过滤材料的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1):制作复合胶粘剂:将防腐剂、增稠剂、柔润剂分别溶于纯化水制成设定固含量的溶液,取纯化水、抗氧化剂、乳化剂和具有吸附和/或截留能力的功能性粒子混合研磨制成设定固含量的分散液,将所制溶液和分散液混合均匀,并在搅拌的条件下逐步滴加到设定固含量的医用胶乳中,得到复合胶粘剂;
步骤2):涂胶:将复合胶粘剂通过浸涂或者喷涂方式均匀涂敷到柔性基布上形成自粘防护过滤层;
步骤3):烘干:将涂敷复合胶粘剂的柔性基布放入到干燥箱中烘干得到半成品;
步骤4):分切:将半成品复卷或按要求分切设定尺寸,然后采用红外干燥箱进行干燥,干燥温度控制在40~110℃。
优选地,所述步骤2)得到的自粘防护过滤层是在柔性基布表面形成具有吸附过滤功能的胶,用于阻挡污染物颗粒、雾霾颗粒等污染物的吸入,以及细菌和病毒飞沫的传播。
本发明还提供了一种上述防霾抗菌过滤材料的在口罩中作为过滤层的应用,可用于对污染物颗粒、细菌、病毒的有效过滤屏障。
优选地,所述口罩包括至少一层过滤层,涂敷微量复合胶粘剂的过滤层具有自粘性,利用过滤层的自粘性可以随意剥离/黏附替换其中任意一层,最内一层过滤层固定有两根耳带。所述涂敷在过滤层上的复合胶粘剂可以是不同配料,根据具体过滤功能需求调配。所述防霾抗菌过滤材料在用作口罩过滤层时,可利用其的自粘性,在不摘脱的情况下,替换除最内层的任意一层,避免接触污染的同时,改善和调整过滤效率和通气阻力的关系。所述防霾抗菌过滤材料在柔性基布表面形成具有吸附过滤功能的胶种,阻挡污染物颗粒、雾霾颗粒等污染物的吸入,以及细菌和病毒飞沫的传播。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1)所述霾抗菌过材料能在满足过滤效率标准的前提下,最大程度地降低通气阻力,获得高效低阻、安全舒适的功能性口罩;
2)所述口罩可以通过加热杀菌实现可重复性使用,以解决口罩作为快速消耗品引起的环境污染和资源浪费问题;
3)根据所处环境,所述口罩可在不脱摘的情况下,利用过滤层的自粘性随机增减和/或替换过滤层,已达到安全性和舒适度的精准匹配。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂,兹以优选实施例,作详细说明如下。
实施例1
本实施例所述防霾抗菌过滤材料的制备原料包括(以重量份数计):脱蛋白天然橡胶胶乳100份(60wt%)、对甲酚和双环戊二烯丁基化物4份、防腐剂0.15份、增稠剂1.5份、乳化剂0.1份、柔润剂1.5份、功能性粒子8.0份和纯化水60份。
所述防腐剂为质量比1:1的尼泊金甲酯和尼泊金乙酯;
所述增稠剂为质量比2:1:1的卡波姆、环糊精和壳聚糖;
所述乳化剂为质量比1:1的吐温-60和斯潘-40;
所述柔润剂为质量比4:1的丙三醇和D-泛醇;
所述功能性粒子为质量比4:2:1的活性炭、纳米二氧化硅和纳米二氧化钛。
本实施例所述防霾抗菌过滤材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)取选定量的对甲酚和双环戊二烯丁基化物、乳化剂、功能性粒子和纯化水混合并研磨制成质量分数为50%的悬浮液;
(2)取选定量的对增稠剂、柔润剂、防腐剂和纯化水混合搅拌,保持30-40℃溶解均匀制成质量分数为10%的溶液预混料;
(3)按所述配方量称取步骤(1)和(2)中制得的悬浮液和溶液预混料,并加入至所述脱蛋白天然橡胶胶乳中,常温下充分搅拌得到复合胶粘剂;
(4)用涂敷的方式将步骤(3)所制的复合胶粘剂均匀涂布到柔性基布(无纺布,30g/m2)一面上,形成一面为自粘层的柔性基布;
(5)将涂覆复合胶粘剂的柔性基布放入到红外干燥箱中烘干,干燥温度设置为80~100℃,得到半成品;
(6)将半成品复卷并分切需要的形状尺寸,即得防霾抗菌过滤材料。
实施例2
本实施例所述防霾抗菌过滤材料的制备原料包括(以重量份数计):脱蛋白天然橡胶胶乳100份(60wt%)、防腐剂0.2份、增稠剂1.8份、乳化剂0.15份、抗氧化剂2份、柔润剂1.0份、功能性粒子7.5份和纯化水60份。
所述防腐剂为质量比1:1的尼泊金甲酯和环烷酸铵;
所述抗氧剂为质量比2:1的甲酚和双环戊二烯丁基化物和KY405、;
所述增稠剂为质量比2:1:1的魔芋多糖、环糊精和羧化壳聚糖;
所述乳化剂为质量比1:1的聚氧化乙烯醚和聚丙三醇缩水甘油醚;
所述柔润剂为质量比2:1的水溶性石油树脂和月桂氮卓酮;
所述功能性粒子为质量比1:1的活性炭和海泡石。
本实施例所述防霾抗菌过滤材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)取选定量的抗氧剂、乳化剂、功能性粒子和纯化水混合并研磨制成质量分数为50%的悬浮液;
(2)取选定量的对增稠剂、柔润剂、防腐剂和纯化水混合搅拌,保持30-40℃溶解均匀制成质量分数为10%的溶液预混料;
(3)按所述配方量称取步骤(1)和(2)中制得的悬浮液和溶液预混料,并加入至所述脱蛋白天然橡胶胶乳中,常温下充分搅拌得到复合胶粘剂;
(4)用涂敷的方式将步骤(3)所制的复合胶粘剂均匀涂布到柔性基布(无纺布,25g/m2)正反两面上,形成两面均为自粘层的柔性基布;
(5)将涂覆复合胶粘剂的柔性基布放入到红外干燥箱中烘干,干燥温度设置为80~100℃,得到半成品;
(6)将半成品复卷并分切需要的形状尺寸,即得防霾抗菌过滤材料。
实施例3
本实施例所述防霾抗菌过滤材料的制备原料包括(以重量份数计):脱蛋白天然橡胶胶乳100份(60wt%)、防腐剂0.3份、增稠剂1.0份、乳化剂0.2份、抗氧化剂4份、柔润剂0.8份、功能性粒子8.5份和纯化水60份。
所述防腐剂为质量比2:1的尼泊金乙酯和苯甲酸钠;
所述抗氧剂为质量比2:1的甲酚和双环戊二烯丁基化物和CPL(受阻酚);
所述增稠剂为质量比1:1的卡波姆和细菌纤维素、;
所述乳化剂为质量比1:1的甜菜碱和聚乙烯吡咯烷酮;
所述柔润剂为质量比2:1的水溶性硅油和水溶性石油树脂;
所述功能性粒子为质量比1:1的纳米碳酸钙和海泡石。
本实施例所述防霾抗菌过滤材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)取选定量的抗氧剂、乳化剂、功能性粒子和纯化水混合并研磨制成质量分数为50%的悬浮液;
(2)取选定量的对增稠剂、柔润剂、防腐剂和纯化水混合搅拌,保持30-40℃溶解均匀制成质量分数为10%的溶液预混料;
(3)按所述配方量称取步骤(1)和(2)中制得的悬浮液和溶液预混料,并加入至所述脱蛋白天然橡胶胶乳中,常温下充分搅拌得到复合胶粘剂;
(4)用涂敷的方式将步骤(3)所制的复合胶粘剂均匀涂布到柔性基布(全棉纱布,30g/m2)正反两面上,形成两面均为自粘层的柔性基布;
(5)将涂覆复合胶粘剂的柔性基布放入到红外干燥箱中烘干,干燥温度设置为80~100℃,得到半成品;
(6)将半成品复卷并分切需要的形状尺寸,即得防霾抗菌过滤材料。
实施例4
本实施例所述防霾抗菌过滤材料的制备原料包括(以重量份数计):聚异戊二烯胶乳100份(60wt%)、防腐剂0.1份、增稠剂2.0份、乳化剂0.15份、抗氧化剂1.5份、柔润剂1.0份、功能性粒子7.5份和纯化水60份。
所述防腐剂为质量比2:1的尼泊金乙酯和聚六亚甲基胍及其聚合物衍生物;
所述抗氧剂为双环戊二烯丁基化物;
所述增稠剂为质量比2:1的卡波姆和细菌纤维素;
所述乳化剂为质量比1:1的季铵盐聚合物和聚氧化乙烯醚;
所述柔润剂为质量比2:1的月桂氮卓酮和丙三醇;
所述功能性粒子为质量比1:1的活性炭和蜡质玉米淀粉颗粒。
本实施例所述防霾抗菌过滤材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)取选定量的抗氧剂、乳化剂、功能性粒子和纯化水混合并研磨制成质量分数为50%的悬浮液;
(2)取选定量的对增稠剂、柔润剂、防腐剂和纯化水混合搅拌,保持30-40℃溶解均匀制成质量分数为10%的溶液预混料;
(3)按所述配方量称取步骤(1)和(2)中制得的悬浮液和溶液预混料,并加入至所述聚异戊二烯胶乳中,常温下充分搅拌得到复合胶粘剂;
(4)用涂敷的方式将步骤(3)所制的复合胶粘剂均匀涂布到柔性基布(熔喷无纺布,25g/m2)一面上,形成一面为自粘层的柔性基布;
(5)将涂覆复合胶粘剂的柔性基布放入到红外干燥箱中烘干,干燥温度设置为80~100℃,得到半成品;
(6)将半成品复卷并分切需要的形状尺寸,即得防霾抗菌过滤材料。
实施例5
本实施例所制防霾抗菌过滤材料共二层,包括:第一层为实施列1所制防霾抗菌过滤材料,第二层为实施列4所制防霾抗菌过滤材料,此二层材料的自粘层贴附粘结压实,即得双层防霾抗菌过滤材料。
自粘性测试:参照YY/To148一2006附录B中第B.2章的试验,将所制样品测试剥离强度结果为每1cm平均剥离力度为2.8ND。
实施例6
本实施例所制防霾抗菌过滤材料共三层,包括:第一层为实施列1所制防霾抗菌过滤材料,第二层为实施列2所制防霾抗菌过滤材料,第三层为实施列4所制防霾抗菌过滤材料,以第二层为中间层,第一和第二层材料的自粘层分别与中间层贴附粘结压实,即得三层防霾抗菌过滤材料。
自粘性测试:参照YY/To148一2006附录B中第B.2章的试验,将所制样品测试剥离强度结果为每1cm平均剥离力度分别为2.6ND和2.7ND。
实施例7
本实施例所制防霾抗菌过滤材料共三层,包括:第一层为实施列1所制防霾抗菌过滤材料,第二层为实施列3所制防霾抗菌过滤材料,第三层为实施列4所制防霾抗菌过滤材料,以第二层为中间层,第一和第二层材料的自粘层分别与中间层贴附粘结压实,即得三层防霾抗菌过滤材料。
自粘性测试:参照YY/To148一2006附录B中第B.2章的试验,将所制样品测试剥离强度结果为每1cm平均剥离力度分别为2.8ND和2.7ND。
实施例8
本实施例所制防霾抗菌过滤材料共四层,包括:第一层为实施列1所制防霾抗菌过滤材料,第二层为实施列2所制防霾抗菌过滤材料,第三层为实施列3所制防霾抗菌过滤材料,第四层为实施列4所制防霾抗菌过滤材料,先将第二和第三层相互贴附粘结作为中间层,第一和第四层材料的自粘层再分别与中间层贴附粘结压实,即得四层防霾抗菌过滤材料。
将上述制得的过滤材料进行以下试验:
1、自粘性测试:参照YY/To148一2006附录B中第B.2章的试验,将所制样品测试剥离强度结果为每1cm平均剥离力度分别为2.4ND、2.5ND和2.5ND。
2、生物相容性:按照GB/T16886.1一2001规定对自粘绷带进行生物学评价,实施例1-8均符合表面器械皮肤接触类评价标准"
3、透气阻力测试:参照标准:GB/T5453—1997,将实施例1-8所制样品在TEXTESTFX3300型透气测试仪上测试;
4、过滤效率测试:参照标准:GB19083—2010《医用防护口罩技术要求》,将实施例1-8所制样品在TSI8130型过滤效率仪上测试;
表1过滤效率和过滤阻力检测结果
注:加热杀菌是在100℃下维持10分钟,再自然冷却到室温。
Claims (17)
1.一种防霾抗菌过滤材料,其特征在于,包括柔性基布和涂覆在柔性基布至少一面的复合胶粘剂。
2.如权利要求1所述的防霾抗菌过滤材料,其特征在于,所述复合胶粘剂的原料包括医用胶乳、防腐剂、乳化剂、增稠剂、抗氧化剂、柔润剂及具有吸附和/或截留能力的功能性粒子。
3.如权利要求2所述的防霾抗菌过滤材料,其特征在于,所述的医用胶乳包括脱蛋白天然橡胶胶乳、聚异戊二烯胶乳和水性聚氨酯中的至少一种,所述医用胶乳的固体质量含量为0.5~70%。
4.如权利要求2所述的防霾抗菌过滤材料,其特征在于,所述防腐剂包括尼泊金甲酯、尼泊金乙酯、苯甲酸钠、环烷酸铵、聚六亚甲基胍及其聚合物衍生物和山梨酸钾中的至少一种;防腐剂的添加量为医用胶乳中固体质量的0.01-5.0%。
5.如权利要求2所述的防霾抗菌过滤材料,其特征在于,所述增稠剂包括魔芋多糖、卡波姆、海藻酸钠、细菌纤维素、环糊精、壳聚糖、羧化壳聚糖、羟丙基甲基纤维素、瓜儿胶和古尔胶中的至少一种;增稠剂的添加量不大于医用胶乳中固体质量的10%。
6.如权利要求2所述的防霾抗菌过滤材料,其特征在于,所述乳化剂包括甜菜碱、吐温、斯潘、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮共聚物、聚乙烯醇、聚乙二醇、季铵盐聚合物、聚氧化乙烯、聚氧化乙烯醚、聚氧化丙烯和聚丙三醇缩水甘油醚中的至少一种;乳化剂的添加量不大于医用胶乳中固体质量的2.0%。
7.如权利要求2所述的防霾抗菌过滤材料,其特征在于,所述抗氧化剂包括对甲酚和双环戊二烯丁基化物、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、KY405、CPL和4,4-二亚甲基-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)中的至少一种;抗氧剂的添加量为医用胶乳中固体质量的0.1-10%。
8.如权利要求2所述的防霾抗菌过滤材料,其特征在于,所述柔润剂包括水溶性硅油、水溶性石油树脂、月桂氮卓酮、丙三醇和D-泛醇的至少一种;柔润剂的添加量不大于医用胶乳中固体质量的5.0%。
9.如权利要求2所述的防霾抗菌过滤材料,其特征在于,所述具有吸附和/或截留能力的功能性粒子包括活性炭、海泡石、天然沸石、分子筛、多孔硅胶、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米二氧化锆、纳米氧化铝、纳米氧化锌、纳米五氧化二磷、纳米碳酸钙、氧化石墨烯、硅藻土、蒙脱土、高岭土、合成锂皂石、膨润土、Laponite黏土、纳米几丁质、淀粉纳米颗粒和纤维素纳米晶中的至少一种;具有吸附和/或截留能力的功能性粒子的添加量不大于医用胶乳中固体质量的150%。
10.如权利要求9所述的防霾抗菌过滤材料,其特征在于,所述淀粉纳米颗粒为蜡质玉米淀粉颗粒、糯米淀粉颗粒、大米淀粉颗粒、小麦淀粉颗粒和木薯淀粉颗粒的至少一种;所述淀粉纳米颗粒使用前经硫酸或盐酸溶液处理,并水洗至中性。
11.如权利要求3所述的防霾抗菌过滤材料,其特征在于,所述的脱蛋白天然橡胶胶乳是以天然橡胶树的胶液所得的现场胶乳或保存在氨中浓缩胶乳的任何一种或多种为原料,经以往公知的天然橡胶胶乳脱蛋白方法处理所得到的脱蛋白天然胶乳;所述脱蛋白天然橡胶胶乳中橡胶干胶的质量含量为0.5~70%,胶乳中蛋白质的含量以胶乳中橡胶干胶的质量为准低于100μg/g,或在对应酰胺Ⅱ特征带1543cm-1基本观察不到红外吸收光谱水平。
12.如权利要求1或2所述的防霾抗菌过滤材料,其特征在于,所述柔性基布包括无纺布、编织布、棉布和透气医用纸中的至少一中;所述复合胶粘剂的分布密度为固体分布2~100g/m2。
13.权利要求2-12任意一项所述的防霾抗菌过滤材料的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1):制作复合胶粘剂:将防腐剂、增稠剂、柔润剂分别溶于纯化水制成设定固含量的溶液,取纯化水、抗氧化剂、乳化剂和具有吸附和/或截留能力的功能性粒子混合研磨制成设定固含量的分散液,将所制溶液和分散液混合均匀,并在搅拌的条件下逐步滴加到设定固含量的医用胶乳中,得到复合胶粘剂;
步骤2):涂胶:将复合胶粘剂通过浸涂或者喷涂方式均匀涂敷到柔性基布上形成自粘防护过滤层;
步骤3):烘干:将涂敷复合胶粘剂的柔性基布放入到干燥箱中烘干得到半成品;
步骤4):分切:将半成品复卷或按要求分切设定尺寸,然后采用红外干燥箱进行干燥,干燥温度控制在40~110℃。
14.如权利要求13所述的防霾抗菌过滤材料的制作方法,其特征在于,所述步骤2)得到的自粘防护过滤层是在柔性基布表面形成具有吸附过滤功能的胶,用于阻挡污染物颗粒、雾霾颗粒等污染物的吸入,以及细菌和病毒飞沫的传播。
15.一种权利要求1-12任意一项所述的防霾抗菌过滤材料的在口罩过滤层中的应用,用于对污染物颗粒、细菌、病毒的有效过滤屏障。
16.如权利要求15所述的应用,其特征在于,所述口罩包括至少一层过滤层,利用过滤层的自粘性可以随意剥离/黏附替换其中任意一层,最内一层过滤层固定有两根耳带。
17.根据权利要求16所述的应用,其特征在于,所述口罩在不摘脱的情况下,利用过滤层的自粘性替换内层过滤层的任意一层,避免接触污染的同时,增加和调整过滤效率和通气阻力。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113334611A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-09-03 | 上犹京禾纳米科技有限公司 | 一种纳米铜抗菌抗病毒熔喷布母粒制造方法及应用 |
CN113521880A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-22 | 武汉理工大学 | 一种光热再生口罩核心层材料及其制备方法 |
CN113731020A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-03 | 赵勤 | 一种新型生物凝胶医用口罩滤材及其制备方法 |
CN114365686A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-04-19 | 西南科技大学 | 一种生物监测用苔藓的培育方法 |
WO2023049527A1 (en) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | University of Tennessee Research Founation | Filter media with biodegradable fibers |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1501779A (zh) * | 2000-12-18 | 2004-06-02 | Ĭ��Ĭ�¡������������ | 无带的呼吸面罩 |
KR20120125744A (ko) * | 2011-05-09 | 2012-11-19 | 김성옥 | 김치 유산균을 이용한 항균 마스크 및 이에 사용되는 항균 필터 |
CN103707585A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-09 | 广东华润涂料有限公司 | 多层层叠物及其制备方法 |
CN105768276A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-07-20 | 刘智懿 | 一种新型防雾霾口罩 |
CN108753048A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-11-06 | 刘雅璇 | 一种液体口罩贴及防霾抗菌口罩 |
-
2020
- 2020-06-09 CN CN202010516492.5A patent/CN111760384A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1501779A (zh) * | 2000-12-18 | 2004-06-02 | Ĭ��Ĭ�¡������������ | 无带的呼吸面罩 |
KR20120125744A (ko) * | 2011-05-09 | 2012-11-19 | 김성옥 | 김치 유산균을 이용한 항균 마스크 및 이에 사용되는 항균 필터 |
CN103707585A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-04-09 | 广东华润涂料有限公司 | 多层层叠物及其制备方法 |
CN105768276A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-07-20 | 刘智懿 | 一种新型防雾霾口罩 |
CN108753048A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-11-06 | 刘雅璇 | 一种液体口罩贴及防霾抗菌口罩 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
赵光贤: "《橡胶工业手册 第7分册 生活橡胶制品和胶乳制品》", 31 October 1990, 化学工业出版社 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113334611A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-09-03 | 上犹京禾纳米科技有限公司 | 一种纳米铜抗菌抗病毒熔喷布母粒制造方法及应用 |
CN113334611B (zh) * | 2021-03-26 | 2022-08-09 | 上犹京禾纳米科技有限公司 | 一种纳米铜抗菌抗病毒熔喷布母粒制造方法及应用 |
CN113521880A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-22 | 武汉理工大学 | 一种光热再生口罩核心层材料及其制备方法 |
CN113521880B (zh) * | 2021-06-30 | 2024-07-02 | 武汉理工大学 | 一种光热再生口罩核心层材料及其制备方法 |
CN113731020A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-03 | 赵勤 | 一种新型生物凝胶医用口罩滤材及其制备方法 |
WO2023049527A1 (en) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | University of Tennessee Research Founation | Filter media with biodegradable fibers |
CN114365686A (zh) * | 2022-01-07 | 2022-04-19 | 西南科技大学 | 一种生物监测用苔藓的培育方法 |
CN114365686B (zh) * | 2022-01-07 | 2022-12-09 | 西南科技大学 | 一种生物监测用苔藓的培育方法 |
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