CN111849367A - 提高口罩密封贴合性的高分子条状薄片材料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提高口罩密封贴合性高分子条状薄片材料的制备方法。包括硅凝胶、水凝胶、聚氨酯中的一种或多种；硅凝胶由107硅胶、硅油、固化剂制成，水凝胶由水、甘油混合物、聚乙烯醇制成，聚氨酯由聚乙二醇、聚四氢呋喃醚、聚丙二醇、聚酯二元醇、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯、小分子扩链剂合成。所制得的材料具有高度自粘性，能在皮肤水性、油性情况下拥有很好的黏贴性，一面高度紧密地贴合于使用者面部，另一面与口罩主体的周缘紧密贴合，解决口罩佩戴时口罩面部的密封性，尤其是鼻梁处的贴合性。本发明的自粘性高分子材料与口罩的无纺布具有粘结性，同时与人体皮肤具有粘性，容易从皮肤上撕下来，不残留，可耐环氧乙烷消毒。

Description

提高口罩密封贴合性的高分子条状薄片材料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种提高口罩与鼻梁、两侧脸庞贴合性的自粘性可重复使用的高分子材料及其制备方法。
背景技术
众所周知，口罩是一种卫生防护用具，用于减少或阻止空气中有害颗粒包括病菌、病毒、悬浮颗粒、有害气体等吸入肺等呼吸系统中，起到了一定的防护作用，广泛应用于劳动防护、医疗卫生领域。特别是在传染性疾病(此前的非典、新冠肺炎等病毒性传染疾病)爆发时，佩戴医用或其他防护口罩可有效减少传播途径、降低感染风险。目前口罩的可分为空气过滤式口罩和供气式口罩，按防护等级又可分为一次性三层民用口罩、一次性使用医用口罩、医用外科口罩、N95、N99、防雾霾口罩等。但不管哪种类型的口罩，在佩戴时都需要口罩与佩戴者面部能很好的贴合，否则空气中病毒、病菌、粉尘、飞沫等很容易从口罩与面部的间隙未经过滤进入内部呼吸空间，特别是在吸气时压力差可达12kPa，有害物容易从未贴合的缝隙进入，从而减弱、降低口罩的功效。然而，人的面部轮廓各有不同，不同人佩戴同一种口罩时，口罩与面部及鼻梁贴合紧密程度也不同。一般市场上售卖的口罩在实际佩戴时普遍存在气密性的问题，导致口罩在实际佩戴时，防护效果明显降低。通常，在口罩带的绷紧作用力下，面颊和下巴处的口罩边缘与脸型轮廓匹配较好、贴合紧密，密封性较好。但在鼻梁处及旁边的面部两侧区域，由于轮廓起伏较大，高挑的鼻梁和两侧颧骨起到支点的作用，在口罩带与耳朵拉力的作用下，鼻梁与颧骨之间的口罩部分有被拉直的趋势，使口罩上边缘处与鼻梁面部周围出现缝隙，因而外界的空气未经口罩过滤直接进入呼吸道。同时当佩戴口罩时，口罩内侧一面承受着佩戴者呼气产生的气压，对口罩周围气压相同，但是口罩上边缘处受到的口罩带的拉力作用，不能与面部很好贴合，呼气时呼出的气体会从口罩上边缘缝隙处跑出来，导致发生漏气。另外，大多数口罩采用金属条调整口罩与鼻梁贴合弯曲角度，虽然起到一定的辅助密封性，但是由于金属丝是镶嵌在口罩上边缘内部，与外表面鼻梁没有直接接触，同时金属丝自身存在一定硬度，并不能使口罩完全贴合于鼻梁及两侧面部，这就导致带有金属条的口罩不能与鼻梁顶部轮廓紧密贴合，造成呼吸时在此处发生漏气。因此鼻梁两侧及面部处是佩戴口罩时最容易发生漏气且漏气最严重的部位。口罩的上边缘处与鼻梁两侧发生漏气，不仅降低口罩的防护效果，特别是在低温环境下水汽凝结于眼镜镜片上，对佩戴者产生很大困扰。由此可见，即使口罩的防护等级很高，但是由于人们实际佩戴口罩时密封不严，其过滤效果和防护性能仍会大打折扣。因此开发一种提高口罩与佩戴者鼻梁及面部密封贴合性的材料，对于提高口罩过滤效果和防护能力具有重要意义。
发明内容
针对现有口罩佩戴过程中，鼻梁及两侧面部处密封不严的问题，本发明提供一种提高口罩与鼻梁、两侧脸庞贴合性的自粘性可重复使用的高分子材料，该材料可制备成条状薄片，个人可根据实际口罩大小进行剪裁，满足成年人、小孩的佩戴需求。该材料主要用于提高口罩的佩戴舒适性和密封性，在佩戴口罩之前，该材料可自行粘附于口罩两侧和上金属密封条处，以改善口罩的密封效果，从而提高防护性能。本发明选用的自粘性高分子材料可采用硅凝胶、水凝胶、聚氨酯三种高分子材料中的一种或多种。该高分子条状片材由聚氨酯/硅凝胶或者聚氨酯/硅凝胶/水凝胶构成，聚氨酯主要实现其与口罩无纺布聚丙烯形成良好粘接，硅凝胶或者水凝胶主要与面部皮肤接触；
所述的硅凝胶包括107硅胶、二氧化硅、硅氮烷、硅油、固化剂制备得到。
所述的固化剂由二月桂酸二丁基锡、酞酸二丁酯与含硅有机物的组合；其中，含硅有机物包括正硅酸乙酯、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷中的任意一种。
硅凝胶包括如下制备步骤：
将硅油与二氧化硅、硅氮烷密炼分别以质量份数为100份、45-80份、12-20份混合后经过170-190℃下真空密炼，加入80-100份107硅胶制备成A组分；
将二月桂酸二丁基锡2-4份、酞酸二丁酯1-3份与含硅有机物85-110份混合制备得到B组分。
将A、B组分和100～1000cp的二甲基硅油按照100:2:50～100:10:200的质量比混合，在室温下倒入模具中固化即可得到硅凝胶密封材料。
该硅凝胶具有粘性，无毒，是很好的粘结剂；该类高分子材料具有良好的粘度、水溶性，回弹性，可通过自身的粘性来与皮肤接触，对于水性或油性肌肤具有较好的自粘性，能够提高与皮肤选择性贴合，而且对于皮肤的接触比较温和无刺激，是能够应用于口罩与佩戴者的面部，尤其是鼻梁部位的高度紧贴，保持密封性，有效减少与外界空气有害物质从缝隙进入呼吸肺部。
所述的水凝胶包括水、甘油、没食子酸、单宁酸、聚乙烯醇，经过物理交联制成水凝胶。所述的水凝胶中水、甘油、没食子酸、单宁酸、聚乙烯醇的质量比为100:10-20:1-2:1-3:30-40。
水凝胶材料主要采用以下方法合成：首先将聚乙烯醇(PVA)、没食子酸、单宁酸、甘油溶解于水中，然后倒入0-5℃的模具中，使PVA在低温下结晶形成物理交联，即可得到用于密封的水凝胶材料。该材料具有一定保湿性和自粘性，适应干性皮肤的口罩佩戴者使用。由此合成高分子条状薄片由甘油增塑聚乙烯醇(PVA)水凝胶组成，且由PVA自身结晶形成物理交联，具有无毒、高强度、自粘性、抗菌性和回弹性好等特性。
所述的聚氨酯由聚乙二醇、聚四氢呋喃醚、聚丙二醇、聚酯二元醇、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯、甘油、小分子二元醇进行聚合、交联反应合成聚氨酯。其中小分子二元醇包括1,4丁二醇、乙二醇。
所述的聚氨酯中聚乙二醇、聚四氢呋喃醚、聚丙二醇、聚酯二元醇、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯、甘油、小分子二元醇之间的质量比为250-500：250-500：250-500：250-500：170-230：15-30：6-25。
聚氨酯材料主要采用以下方法合成：首先将聚乙二醇(PEG)、聚四氢呋喃醚(PTEMG)、聚丙二醇(PPG)、甘油、聚酯二元醇于反应瓶中加热到60-100℃，真空除水。然后将上述脱水后的材料冷却到40-60℃，按照醇/异氰酸酯基团比1:2-3(优选为1：2)将计量好的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)加入反应瓶中合成预聚体。最后，按照醇/异氰酸酯基团比1:1-2(优选为1：1)将计量好的1,4丁二醇、甘油或乙二醇加入到反应体系，混合均匀后，将其倒入40-80℃的模具中固化，即可得到聚氨酯密封材料。由于聚氨酯的交联结构，因而具有粘性和柔韧性，其中加入PEG使聚氨酯在水性环境具有良好的粘性，加入PPG使聚氨酯在油性皮肤环境下仍能具有粘性。
在本发明的技术方案中，所述的提高口罩密封贴合性的高分子条状薄片材料，选自硅凝胶、水凝胶、聚氨酯中一种或两种时，如选用其中一种硅凝胶材料，与PVA薄膜按浇注层厚度比1:1组合制成复合层薄片时，可应用于提高口罩密封贴合；具体是将硅凝胶、水凝胶、或聚氨酯厚度设置为0.5～2mm，PVA的厚度设置为0.5～2mm。
如选用硅凝胶与水凝胶的质量比为1:1组合制成粘性复合薄片；或硅凝胶与聚氨酯的质量比为1:1组合制成粘性复合薄片，则其实际应用粘性效果较佳，且对人体无害，舒适。
作为优选方案，对于干性皮肤，先筑成0.5～2mm厚度的条状薄片，在其上再附加浇注一层0.5～2mm硅凝胶材料，最终制成两种材料组合的双层复合条状薄片用于提高口罩密封贴合。
对于油性皮肤情况，可采用硅凝胶与聚氨酯两种材料组合，即首先浇注成0.5～2mm厚度的聚氨酯材料条状薄片，再浇注为0.5～2mm厚度的硅凝胶材料一层薄片，附加在聚氨酯薄片上制成两种材料组合的双层条状薄片，用于提高口罩密封贴合。由于硅凝胶无毒，适应于人体皮肤，且聚氨酯、水凝胶都能能够与口罩紧密粘结。因此采用上述两种材料组合方式制成的复合层粘性薄片，可应用于提高口罩的密封贴合。
为了达到更好效果，结合上述情况，可采用硅凝胶、水凝胶、聚氨酯三种材料组合，按浇注层厚度比1:1:1组合制成复合层薄片，可应用于提高口罩密封贴合；具体是可先浇注成0.2～1mm厚度的聚氨酯材料条状薄片，再浇注为0.2～1mm厚度的硅凝胶材料一层薄片附加在聚氨酯薄片上，最后浇注为0.2～1mm厚度的水凝胶材料一层薄片附加在硅凝胶薄片上，制成三层材料结合的复合条状薄片密封材料，用于提高口罩密封贴合。
本发明的积极效果在于：不改变现有口罩生产工艺和结构的情况下，本发明采用三类高分子材料制备的高分子条状薄片材料，可方便不同年龄、不同脸廓的人群根据实际佩戴需求，自行将本发明的高分子条状薄片材料粘附于口罩两侧和上金属密封条处，以改善口罩的佩戴时的密封性和舒适性(密封性和舒适性需要用数据说明程度)。本发明可有效地减少传染性病毒、细菌传播途径，并且还有效解决在较低温度环境下(18℃以下)，一些佩戴者呼气时产生的水汽在眼镜上产生雾气干扰视线的问题；本发明所涉及的三类高分子材料对人体无毒害、合成方法工艺简单、成本低廉、易于生产制造。
本发明提供一种提高口罩与鼻梁、两侧脸庞贴合性的自粘性可重复使用的高分子条状薄片材料。个人在佩戴口罩之前，该材料可自行粘附于口罩两侧和上金属密封条处，以提高口罩的佩戴舒适性和密封性。用于密封贴合部位的自粘性高分子材料选用以下三种高分子材料，第一种为由107硅胶、硅油、固化剂等制成的硅凝胶材料，其中固化剂包含正硅酸乙酯、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二月桂酸二丁基锡、钛络合物(有机酞酸酯配合物)中的组合的混合物。第二种为由水、甘油混合物、聚乙烯醇制成的水凝胶材料，第三种为由聚乙二醇(提供水性情况下的良好粘接)、聚四氢呋喃醚、聚丙二醇(PPG)、聚酯二元醇、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、小分子扩链剂(二元醇(二官能度)和甘油(三官能度))等合成的聚氨酯材料。以上制成的高分子材料具有高度自粘性，粘性力大小在1～1.5N/10mm，能在皮肤水性、油性情况下拥有很好的黏贴性，一面高度紧密地贴合于使用者面部，同时该材料另一面与口罩主体的周缘紧密贴合，解决口罩佩戴时口罩面部的密封性，尤其是鼻梁处的贴合性。该材料可有效增加口罩的防尘、防环境空气中有害颗粒，尤其是防护传染性疾病时，能减少病毒、细菌的传播，并且还有效解决了温度较低情况下，佩戴眼镜使用者呼气时在其眼镜上形成雾气，解除雾气困扰。本发明的三种自粘性高分子材料与口罩的无纺布具有一定粘结性，同时与人体皮肤具有一定粘性，容易从皮肤上撕下来，不残留，可耐环氧乙烷消毒，特别是对油性皮肤仍具有一定粘接性，对皮肤无刺激，能提高口罩的过滤效果和对外界的防护能力。
附图说明
图1为采用内侧镶嵌式口罩示意图的示意图，其中密封粘性贴条采用硅凝胶或水凝胶或聚氨酯。
图2为为采用内侧镶嵌式口罩示意图的示意图，其中密封粘性贴条为两层，每层为硅凝胶或水凝胶或聚氨酯。
图3为为采用内侧镶嵌式口罩示意图的示意图，其中密封粘性贴条为三层，其中密封粘性贴条采用硅凝胶或水凝胶或聚氨酯。
图4为不同口罩和密封材料镶嵌部位示意图，其中，A为凸形类口罩全镶嵌密封材料示意图；B为凸形类口罩鼻梁部镶嵌密封材料示意图；C为方形口罩鼻梁部镶嵌密封材料示意图；D为方形口罩全镶嵌密封材料示意图。
图5为为佩戴口罩前后密封效果对比示意图，A为佩戴口罩前效果图，B为佩戴口罩后效果图。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明作进一步说明，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
实施例1
在该实施例中，该密封粘性贴条采用硅凝胶制备，黏性硅凝胶设置于口罩主体的上边缘与鼻梁贴合处上。其中，该黏性硅凝胶能够更好的使口罩主体贴合佩戴者的鼻梁及面部，形成口罩内部口鼻空间的相对密闭空间，使呼吸进入的气体必须经过口罩主体的滤过层过滤在进入人的呼吸系统，达到有效的密封隔离效果。如图4是实际应用的佩戴口罩示意图。
以硅凝胶的制备方法为例：
取250cp的硅油100g与二氧化硅50g、硅氮烷15g密炼，然后经过180℃高温真空密炼，最后加入107硅胶(5000cp)90g制备成A组分。取正硅酸乙酯90g、二月桂酸二丁基锡2.4g、酞酸二丁酯1.6g混合均匀组成的固化剂混合物作为B组分，将A和B组分和1000cp的二甲基硅油按照100:6:50的质量比混合，在室温下倒入模具中固化即可得到上述密封材料；为了增加上述材料的抗菌性，可在上述每100g材料中适当加入单宁酸2g。
实施例2
本实例的硅凝胶制备方法如下：取500cp的硅油100g与二氧化硅70g、硅氮烷15g密炼，然后经过180℃高温真空密炼，最后加入107硅胶(10000cp)90g制备成A组分。取正硅酸乙酯30g，3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷60g、二月桂酸二丁基锡2.4g、酞酸二丁酯1.6g混合均匀组成的固化剂混合物作为B组分，将A和B组分和1000cp的二甲基硅油按照100:5:80的质量比混合，在室温下倒入模具中固化即可得到上述密封材料；为了增加上述材料的抗菌性，可在上述每100g材料中适当加入单宁酸5g。
实施例3
本实例的硅凝胶制备方法如下：取1000cp的硅油100g与二氧化硅70g、硅氮烷15g密炼，然后经过180℃高温真空密炼，最后加入107硅胶(5000cp与10000cp按照1:1混合)90g制备成A组分。取甲基三甲氧基硅烷30g，3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷30g、γ―氨丙基三乙氧基硅烷30g、二月桂酸二丁基锡2.4g、酞酸二丁酯1.6g混合均匀组成的固化剂混合物作为B组分，将A和B组分和1000cp的二甲基硅油按照100:5:80的质量比混合，在室温下倒入模具中固化即可得到上述密封材料；为了增加上述材料的抗菌性，可在上述每100g材料中适当加入单宁酸10g。
实施例4
该实施例4与实施例1按照口罩设计结构不变。不同之处在于口罩的密封条状薄片材料是具有自粘性的物理交联PVA水凝胶。首先将聚乙烯醇(PVA-1788)30g、没食子酸2g、单宁酸1g、甘油10g溶解于100g水中，然后倒入0-5℃的模具中，使PVA在低温下结晶形成物理交联，即可得到用于密封的水凝胶材料。
实施例5
该实施例5与实施例1按照口罩设计结构不变。为了进一步改善PVA水凝胶的粘性，物理交联PVA水凝胶可适当调整甘油的含量以提高PVA水凝胶粘弹性。首先将聚乙烯醇(PVA-1799)35g、没食子酸1g、单宁酸3g、甘油20g溶解于100g水中，然后倒入0-5℃的模具中，使PVA在低温下结晶形成物理交联，即可得到用于密封的水凝胶材料。
实施例6
该实施例6与实施例1按照口罩设计结构不变。不同之处在于口罩的密封条状薄片材料是具有自粘性的聚氨酯。其制备方法为：首先将聚乙二醇(PEG2000)500g、聚四氢呋喃醚(PTEMG2000)500g、聚丙二醇(PPG2000)500g、聚酯二元醇(PA-2000，青岛新宇田化工有限公司)500g于反应瓶中加热到60-100℃，真空除水。然后将上述脱水后的材料冷却到40-60℃，按照醇/异氰酸酯基团比1:2将计量好的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)称取168.22g加入反应瓶中合成预聚体。最后，按照醇/异氰酸酯基团比1:1将计量好的1,4丁二醇6g，甘油27.6g加入到反应体系，混合均匀后，将其倒入40-80℃的模具中固化，即可得到聚氨酯密封材料。
实施例7
为了降低PU预聚体的粘度，便于模具浇筑，也可以按照如下配方工艺制备：首先将聚乙二醇(PEG1000)250g、聚四氢呋喃醚(PTEMG1000)250g、聚丙二醇(PPG1000)250g、聚酯二元醇(PA-1000，青岛新宇田化工有限公司)250g于反应瓶中加热到60-100℃，真空除水。然后将上述脱水后的材料冷却到40-60℃，按照醇/异氰酸酯基团比1:2将计量好的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)称取222.29g加入反应瓶中合成预聚体。最后，按照醇/异氰酸酯基团比1:1将计量好的乙二醇15.5g，甘油23g加入到反应体系，混合均匀后，将其倒入40-80℃的模具中固化，即可得到聚氨酯密封材料。
实施例8
为了降低PU预聚体的粘度便于模具浇筑，同时提高PU的自粘性，PU配方按照如下配方工艺调整：首先将聚乙二醇(PEG1000)250g、聚四氢呋喃醚(PTEMG2000)500g、聚丙二醇(PPG1000)250g、聚酯二元醇(PA-1000，青岛新宇田化工有限公司)250g于反应瓶中加热到60-100℃，真空除水。然后将上述脱水后的材料冷却到40-60℃，按照醇/异氰酸酯基团比1:2将计量好的异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)222.29g加入反应瓶中合成预聚体。最后，按照醇/异氰酸酯基团比1:1将计量好的乙二醇24g，甘油18.4g加入到反应体系，混合均匀后，将其倒入40-80℃的模具中固化，即可得到聚氨酯密封材料。
在上述中，实施例1、2、3是不同原料的添加得到的产品，目的是通过改变交联剂的添加量，制成的硅凝胶效果对比，且改变添加量可提高反应交联度。实例4-5为改变甘油用量，作为增塑剂以改变PVA水凝胶的粘附性能。实施例6、7、8中按照醇/异氰酸酯基团比计量反应，目的是为了使醇与异氰酸酯充分反应交联，得到的聚氨酯密封效果更佳。
实施例9
实施例1与实施例4的组合：该实施例9与实施例1按照口罩设计结构不变。不同之处在于口罩的密封条状薄片材料是具有自粘性的物理交联PVA水凝胶和硅凝胶两种材料组合而成，按浇注层厚度比1:1组合制成复合层薄片时，可应用于提高口罩密封贴合；具体是首先浇注成0.5～2mm厚度的水凝胶材料条状薄片，再浇注为0.5～2mm厚度的硅凝胶材料一层薄片，附加在水凝胶薄片上制成两种材料组合的双层条状薄片，用于提高口罩密封贴合。
实施例10
实施例2与实施例6的组合：该实施例10与实施例1按照口罩设计结构不变。不同之处在于口罩的密封条状薄片材料是具有自粘性的聚氨酯和硅凝胶两种材料组合而成，按浇注层厚度比1:1组合制成复合层薄片时，可应用于提高口罩密封贴合；具体是首先浇注成0.5～2mm厚度的聚氨酯材料条状薄片，再浇注为0.5～2mm厚度的硅凝胶材料一层薄片，附加在聚氨酯薄片上制成两种材料组合的双层条状薄片，用于提高口罩密封贴合。
实施例11
实施例5与实施例7的组合：该实施例11与实施例1按照口罩设计结构不变。不同之处在于口罩的密封条状薄片材料是由进一步改善得到的PVA水凝胶和聚氨酯两种材料组合而成，按浇注层厚度比1:1组合制成复合层薄片时，可应用于提高口罩密封贴合；具体是首先浇注成0.5～2mm厚度的聚氨酯材料条状薄片，再浇注为0.5～2mm厚度的水凝胶材料一层薄片，附加在聚氨酯薄片上制成两种材料组合的双层条状薄片，用于提高口罩密封贴合。
实施例12
实施例6与实施例8的组合：该实施例12与实施例1按照口罩设计结构不变。不同之处在于口罩的密封条状薄片材料是具有自粘性的聚氨酯和进一步改善的聚氨酯两种结合而成，按浇注层厚度比1:1组合制成复合层薄片时，可应用于提高口罩密封贴合；具体是首先浇注成0.5～2mm厚度的聚氨酯材料条状薄片，再浇注为0.5～2mm厚度的改善聚氨酯材料一层薄片，附加在另一聚氨酯薄片上制成两层材料结合的条状薄片密封材料，用于提高口罩密封贴合。
实施例13
实施例3、实施例4、实施例8的组合：该实施例13与实施例1按照口罩设计结构不变。不同之处在于口罩的密封条状薄片材料选自硅凝胶、PVA水凝胶、聚氨酯中三种组合而成，按浇注层厚度比1:1:1组合制成复合层薄片时，可应用于提高口罩密封贴合；具体是可先浇注成0.2～1mm厚度的聚氨酯材料条状薄片，再浇注为0.2～1mm厚度的水凝胶材料一层薄片，附加在聚氨酯薄片上，最后浇注为0.2～1mm厚度的硅凝胶材料一层薄片附加在水凝胶薄片上，制成三层材料结合的复合条状薄片密封材料，用于提高口罩密封贴合。
实施例1-13的复合条状薄片密封材料的应用对应于说明书附图1-3的效果。本发明的效果案子说明书附图4的图A进行了如下效果试验，进行佩戴后的效果如图5中的B，具体如下：
实验中，分别对制成的硅凝胶、水凝胶、聚氨酯三种材料的粘度进行测试分析，三种材料均有较好的粘性，粘性力大小为1～1.5N/10mm，与医用胶带类似，符合人体皮肤的贴合需求；而口罩重量为0.06～6g不等，结合表1可以看出，上述材料用于口罩密封贴合远远满足于粘性力条件要求。因此，用于提高口罩密封贴合性的以上三种密封材料均能达到贴合密封效果。
表1用于口罩的密封材料对人体皮肤的性能效果
Figure BDA0002597255970000091
Figure BDA0002597255970000101

Claims (10)

1.提高口罩密封贴合性的高分子条状薄片材料，其特征在于，该材料选自硅凝胶、水凝胶、聚氨酯中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的提高口罩密封贴合性的高分子条状薄片材料，其特征在于，所述的硅凝胶包括107硅胶、二氧化硅、硅氮烷、硅油、固化剂制备得到。
3.根据权利要求2所述的提高口罩密封贴合性的高分子条状薄片材料，其特征在于，所述的固化剂由二月桂酸二丁基锡、酞酸二丁酯与含硅有机物的组合；其中，含硅有机物包括正硅酸乙酯、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的提高口罩密封贴合性的高分子条状薄片材料，其特征在于，硅凝胶包括如下步骤：
将硅油与二氧化硅、硅氮烷密炼分别以质量份数为100份、45-80份、12-20份混合后经过170-190℃下真空密炼，加入80-100份107硅胶制备成A组分；
将二月桂酸二丁基锡2-4份、酞酸二丁酯1-3份与含硅有机物85-110份混合制备得到B组分；
将A、B组分和100~1000cp的二甲基硅油按照100:2:50~100:10:200的质量比混合，在室温下倒入模具中固化即可得到硅凝胶密封材料。
5.根据权利要求1所述的提高口罩密封贴合性的高分子条状薄片材料，其特征在于，所述的水凝胶包括水、甘油、没食子酸、单宁酸、聚乙烯醇以质量比为100:10-20:1-2:1-3:30-40经过物理交联制成水凝胶。
6.根据权利要求5所述的提高口罩密封贴合性的高分子条状薄片材料，其特征在于，所述的水凝胶的制备方法为：首先将聚乙烯醇、没食子酸、单宁酸、甘油溶解于水中，然后倒入模具中，0-5℃下使聚乙烯醇在低温下结晶形成物理交联，即可得到用于密封的水凝胶材料。
7.根据权利要求1所述的提高口罩密封贴合性的高分子条状薄片材料，其特征在于，所述的聚氨酯由聚乙二醇、聚四氢呋喃醚、聚丙二醇、聚酯二元醇、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯、甘油、小分子二元醇进行聚合、交联反应合成聚氨酯；
所述的小分子二元醇包括1,4丁二醇、乙二醇；
聚乙二醇、聚四氢呋喃醚、聚丙二醇、聚酯二元醇、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯、甘油、小分子二元醇之间的质量比为250-500：250-500：250-500：250-500：170-230：15-30：6-25。
8.根据权利要求7所述的提高口罩密封贴合性的高分子条状薄片材料，其特征在于，所述的聚氨酯的制备方法为：将聚乙二醇、聚四氢呋喃醚、聚丙二醇、聚酯二元醇于反应瓶中加热到60-100℃，真空除水；
然后，将上述脱水后的材料冷却到40-60℃，按照醇/异氰酸酯基团比1:2-3将六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯加入反应瓶中合成预聚体；
最后，按照醇/异氰酸酯基团比1:1-2将小分子二元醇加入到反应体系，混合均匀后，将其倒入40-80℃的模具中固化，即可得到聚氨酯密封材料。
9.根据权利要求1-8任一项所述的提高口罩密封贴合性的高分子条状薄片材料，其特征在于，材料选自硅凝胶、水凝胶、聚氨酯中两种时，则一种浇注成为薄片底层，厚度为0.5~2mm，另一种材料浇注附加于底层作为薄片上层，厚度为0.5~2mm，两种组合制成双层复合条状薄片材料。
10.根据权利要求1-8任一项所述的提高口罩密封贴合性的高分子条状薄片材料，其特征在于，材料选自硅凝胶、水凝胶、聚氨酯中三种时，则一种浇注成为薄片底层，厚度为0.2~1mm，第二种材料浇注附加于底层作为薄片中层，厚度为0.2~1mm，第三种材料浇注附加于中层作为薄片上层，厚度为0.2-1mm，三种组合制成三层复合条状薄片材料。
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