CN112675615A

CN112675615A - 一种防尘口罩的滤材及其制备方法

Info

Publication number: CN112675615A
Application number: CN202011455935.0A
Authority: CN
Inventors: 韩涛
Original assignee: Jiangxi Sky Filter New Material Co ltd
Current assignee: Jiangxi Sky Filter New Material Co ltd
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2021-04-20

Abstract

本发明公开了一种防尘口罩的滤材，具体涉及防尘口罩领域，包括以下重量份的原料：无纺布40～60份、酸四异丙酯12～20份、四氯化锡2～6份、氟化铵0.5～3份、ZIF‑8材料30～50份、聚环氧氯丙烷‑二甲胺4～10份、多元醇60～90份、甘油醚40～75份、沉淀剂18～40份、抑菌剂0.5～4份、NaCl微粒8～15份、稳定剂1～5份、水凝胶20～30份、水凝胶20～30份。本发明通过在ZIF‑8材料中引入钛酸四异丙酯、四氯化锡和氟化铵，并在ZIF‑8材料的孔道中原位生成锡‑氟共掺杂的二氧化钛，能够对空气中的有害物质进行高效的吸附和催化降解，达到高效净化空气的目的，通过添加NaCl微粒和抑菌剂，能够利用NaCl微粒对口罩上的细菌进行杀菌，同时利用抑菌剂能够抑制口罩上滋生细菌。

Description

一种防尘口罩的滤材及其制备方法

技术领域

本发明涉及防尘口罩技术领域，更具体地说，本发明涉及一种防尘口罩的滤材及其制备方法。

背景技术

防尘口罩，是从事和接触粉尘的作业人员必不可少的防护用品。主要用于含有低浓度有害气体和蒸气的作业环境以及会产生粉尘的作业环境。滤毒盒内仅装吸附剂或吸着剂。有的滤毒盒还装有过滤层，可同时防气溶胶。有些军用防毒口罩，主要由活性炭布制成，或者用抗水抗油织物为外层，玻璃纤维过滤材料为内层，浸活性炭的聚氨酯泡沫塑料为底层，可在遭受毒气突然袭击时提供暂时性防护。

防尘类口罩滤材的材质有多种，包括普通织物、动物毛、无纺布等，而目前的口罩滤片对于污染空气过滤效果不是很好，同时对于空气中的一些细菌不能够有效的抑制，从而需要进一步的改进。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种防尘口罩的滤材及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防尘口罩的滤材，包括以下重量份的原料：

无纺布40～60份、酸四异丙酯12～20份、四氯化锡2～6份、氟化铵0.5～ 3份、ZIF-8材料30～50份、聚环氧氯丙烷-二甲胺4～10份、多元醇60～90 份、甘油醚40～75份、沉淀剂18～40份、抑菌剂0.5～4份、NaCl微粒8～ 15份、稳定剂1～5份、水凝胶20～30份、水凝胶20～30份。

进一步的，所述多元醇选自乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷中的至少一种。

进一步的，所述甘油醚选自聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。

进一步的，所述沉淀剂为去离子水、无水乙醚、石油醚中的至少一种。

进一步的，所述抑菌剂为聚六亚甲基胍、聚六亚甲基胍盐酸盐、聚六亚甲基胍丙酸盐、聚六亚甲基胍磷酸盐和聚六亚甲基盐酸双胍中的一种或多种。

进一步的，所述NaCl微粒为海盐微粒、池盐微粒、井盐微粒或岩盐微粒。

进一步的，所述稳定剂为硬脂酸钙或硬脂酸锌；所述胶粘剂为α-氰基丙烯酸正丁酯胶粘剂或者α-氰基丙烯酸正辛酯胶粘剂。

进一步的，所述水凝胶为壳聚糖水凝胶、丝素蛋白水凝胶和甲基丙烯酸化水凝胶中的一种或多种。

本发明还提供了一种防尘口罩滤材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照质量份选取无纺布40～60份、酸四异丙酯12～20份、四氯化锡2～6份、氟化铵0.5～3份、ZIF-8材料30～50份、聚环氧氯丙烷-二甲胺 4～10份、多元醇60～90份、甘油醚40～75份、沉淀剂18～40份、抑菌剂 0.5～4份、NaCl微粒8～15份、稳定剂1～5份、水凝胶20～30份；

S2、将钛酸四异丙酯和四氯化锡溶于无水乙醇中，随后加入氟化铵，利用搅拌设备搅拌均匀，然后再加入ZIF-8材料，进行超声分散，接着将混合体系在100～140℃密封反应1.5～3h，随后将产物离心洗涤，得到产物一；

S3、将聚环氧氯丙烷-二甲胺在水中分散均匀后，加入产物一，并进行超声处理30～60min后，加入多元醇和甘油醚，在55～70℃下反应1.5～3h，得到反应混合物，向反应混合物中滴加沉淀剂并过滤，然后加入有机溶剂得到复合纤维原液；

S4、对复合纤维原液进行静电纺丝，得到复合纤维，将复合纤维进行开松混合，使得复合纤维的厚度为0.5～1.0厘米，复合纤维中的纤维平均直径为300～400纳米，纤维平均孔径为1.0～2.0微米，停止开松；

S5、将步骤S4中开松后的复合纤维放置在出网速度2-4m/min以及温度三十摄氏度的梳理机上进行梳理，使得纤维单纤化，从而形成具有一定面密度、分布均匀的纤维面网；

S6、将纤维面网加入带有液碱的温水，进行持温50℃的加温，在加温过程中加入低泡精除油剂SF-2，升温至100℃，加热时间为20分钟，再次进行降温至50℃，加热时间为10分钟，随后进行冷洗降温，进行干燥后制得纤维面层；

S7、将抑菌剂分散于水凝胶中以制得粘合物，将粘合物涂抹在步骤S6中纤维面层的表面并形成粘附层，而后将NaCl微粒和稳定剂充分搅拌均匀后涂覆于粘附层上；

S8、将无纺布分别压合或缝合在步骤S7处理后的纤维面层的两侧，从而得到口罩滤片。

进一步的，所述S3步骤中的有机溶剂为甲醇、乙醇、N，N’-二甲基甲酰胺、N，N’-二甲基乙酰胺、N-甲基-吡咯烷酮中的一种。

本发明的技术效果和优点：

本发明通过在ZIF-8材料中引入钛酸四异丙酯、四氯化锡和氟化铵，并在ZIF-8材料的孔道中原位生成锡-氟共掺杂的二氧化钛，能够对空气中的有害物质进行高效的吸附和催化降解，达到高效净化空气的目的，同时通过添加NaCl微粒和抑菌剂，能够利用NaCl微粒具有较强的杀菌功能，从而对空气中吸附在口罩上的细菌进行杀菌，同时利用抑菌剂能够抑制口罩上滋生细菌。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种防尘口罩的滤材，包括以下重量份的原料：

无纺布40～60份、酸四异丙酯12～20份、四氯化锡2～6份、氟化铵0.5～ 3份、ZIF-8材料30～50份、聚环氧氯丙烷-二甲胺4～10份、多元醇60～90 份、甘油醚40～75份、沉淀剂18～40份、抑菌剂0.5～4份、NaCl微粒8～15份、稳定剂1～5份、水凝胶20～30份、水凝胶20～30份。

在一个优选地实施方式中，多元醇选自乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷中的至少一种。

在一个优选地实施方式中，甘油醚选自聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。

在一个优选地实施方式中，沉淀剂为去离子水、无水乙醚、石油醚中的至少一种。

在一个优选地实施方式中，抑菌剂为聚六亚甲基胍、聚六亚甲基胍盐酸盐、聚六亚甲基胍丙酸盐、聚六亚甲基胍磷酸盐和聚六亚甲基盐酸双胍中的一种或多种。

在一个优选地实施方式中，NaCl微粒为海盐微粒、池盐微粒、井盐微粒或岩盐微粒。

在一个优选地实施方式中，稳定剂为硬脂酸钙或硬脂酸锌；所述胶粘剂为α-氰基丙烯酸正丁酯胶粘剂或者α-氰基丙烯酸正辛酯胶粘剂。

在一个优选地实施方式中，水凝胶为壳聚糖水凝胶、丝素蛋白水凝胶和甲基丙烯酸化水凝胶中的一种或多种。

S1、按照质量份选取无纺布40～60份、酸四异丙酯12～20份、四氯化锡2～6份、氟化铵0.5～3份、ZIF-8材料30～50份、聚环氧氯丙烷-二甲胺 4～10份、多元醇60～90份、甘油醚40～75份、沉淀剂18～40份、抑菌剂0.5～4份、NaCl微粒8～15份、稳定剂1～5份、水凝胶20～30份；

其中，S3步骤中的有机溶剂为甲醇、乙醇、N，N’-二甲基甲酰胺、N，N’ -二甲基乙酰胺、N-甲基-吡咯烷酮中的一种。

实施例1

一种防尘口罩的滤材，包括以下重量份的原料：

无纺布40份、酸四异丙酯12份、四氯化锡2份、氟化铵0.5份、ZIF-8 材料30份、聚环氧氯丙烷-二甲胺4份、多元醇60份、甘油醚40份、沉淀剂18份、抑菌剂0.5份、NaCl微粒8份、稳定剂1份、水凝胶20份。

该防尘口罩滤材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照质量份选取无纺布40份、酸四异丙酯12份、四氯化锡2份、氟化铵0.5份、ZIF-8材料30份、聚环氧氯丙烷-二甲胺4份、多元醇60份、甘油醚40份、沉淀剂18份、抑菌剂0.5份、NaCl微粒8份、稳定剂1份、水凝胶20份；

实施例2

一种防尘口罩的滤材，包括以下重量份的原料：

无纺布60份、酸四异丙酯20份、四氯化锡6份、氟化铵3份、ZIF-8材料50份、聚环氧氯丙烷-二甲胺10份、多元醇90份、甘油醚75份、沉淀剂 40份、抑菌剂4份、NaCl微粒15份、稳定剂5份、水凝胶30份、水凝胶30 份。

该防尘口罩滤材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照质量份选取无纺布60份、酸四异丙酯20份、四氯化锡6份、氟化铵3份、ZIF-8材料50份、聚环氧氯丙烷-二甲胺10份、多元醇90份、甘油醚75份、沉淀剂40份、抑菌剂4份、NaCl微粒15份、稳定剂5份、水凝胶30份、水凝胶30份；

实施例3

一种防尘口罩的滤材，包括以下重量份的原料：

无纺布50份、酸四异丙酯16份、四氯化锡4份、氟化铵2份、ZIF-8材料40份、聚环氧氯丙烷-二甲胺7份、多元醇75份、甘油醚55份、沉淀剂 30份、抑菌剂2份、NaCl微粒12份、稳定剂3份、水凝胶25份、水凝胶25 份。

该防尘口罩滤材的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照质量份选取无纺布50份、酸四异丙酯16份、四氯化锡4份、氟化铵2份、ZIF-8材料40份、聚环氧氯丙烷-二甲胺7份、多元醇75份、甘油醚55份、沉淀剂30份、抑菌剂2份、NaCl微粒12份、稳定剂3份、水凝胶25份、水凝胶25份；

以上实施例制备得到防尘口罩的滤材1-3分别以不同量添加后制成样品后进行对照评析，在相同条件下对防尘口罩的滤材中的甲醛去除率、抗菌率两项指标进行评吸效果监测；监测结果如下表1所示：

表1用于重金属螯合剂制备得到的动物粪便有机肥料1-3以不同量重量份数的材料制成样品在相同条件下进行评吸效果表。

项目	甲醛去除率	抗菌率
			实施例1	98.6％	86％
实施例2	99.2％	89％
			实施例3	99.8％	95％

综上所述，根据实施例1-3中的无纺布、酸四异丙酯、四氯化锡、氟化铵、ZIF-8材料、聚环氧氯丙烷-二甲胺、多元醇、甘油醚、沉淀剂、抑菌剂、 NaCl微粒、稳定剂和水凝胶的质量份数不同，结合表1可知实施例3为最佳方案。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种防尘口罩的滤材，其特征在于，包括以下重量份的原料：

无纺布40～60份、酸四异丙酯12～20份、四氯化锡2～6份、氟化铵0.5～3份、ZIF-8材料30～50份、聚环氧氯丙烷-二甲胺4～10份、多元醇60～90份、甘油醚40～75份、沉淀剂18～40份、抑菌剂0.5～4份、NaCl微粒8～15份、稳定剂1～5份、水凝胶20～30份、水凝胶20～30份。

2.根据权利要求1所述的一种防尘口罩的滤材，其特征在于：所述多元醇选自乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、三羟甲基乙烷和三羟甲基丙烷中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种防尘口罩的滤材，其特征在于：所述甘油醚选自聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种防尘口罩的滤材，其特征在于：所述沉淀剂为去离子水、无水乙醚、石油醚中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种防尘口罩的滤材，其特征在于：所述抑菌剂为聚六亚甲基胍、聚六亚甲基胍盐酸盐、聚六亚甲基胍丙酸盐、聚六亚甲基胍磷酸盐和聚六亚甲基盐酸双胍中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种防尘口罩的滤材，其特征在于：所述NaCl微粒为海盐微粒、池盐微粒、井盐微粒或岩盐微粒。

7.根据权利要求1所述的一种防尘口罩的滤材，其特征在于：所述稳定剂为硬脂酸钙或硬脂酸锌；所述胶粘剂为α-氰基丙烯酸正丁酯胶粘剂或者α-氰基丙烯酸正辛酯胶粘剂。

8.根据权利要求1所述的一种防尘口罩的滤材，其特征在于：所述水凝胶为壳聚糖水凝胶、丝素蛋白水凝胶和甲基丙烯酸化水凝胶中的一种或多种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种防尘口罩滤材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按照质量份选取无纺布40～60份、酸四异丙酯12～20份、四氯化锡2～6份、氟化铵0.5～3份、ZIF-8材料30～50份、聚环氧氯丙烷-二甲胺4～10份、多元醇60～90份、甘油醚40～75份、沉淀剂18～40份、抑菌剂0.5～4份、NaCl微粒8～15份、稳定剂1～5份、水凝胶20～30份；

10.根据权利要求9所述的一种防尘口罩滤材的制备方法，其特征在于：所述S3步骤中的有机溶剂为甲醇、乙醇、N，N’-二甲基甲酰胺、N，N’-二甲基乙酰胺、N-甲基-吡咯烷酮中的一种。