CN113208206B - 一种全生物降解口罩及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全生物降解口罩及制备方法。所述全生物降解口罩包括内层、外层,阻隔过滤层、鼻梁条和弹性耳带;所述内层、外层为可降解的聚乳酸无纺布、聚己二酸‑对苯二甲酸‑丁二醇酯共聚酯无纺布和棉布中的一种或两种;阻隔过滤层是可降解聚酯或聚乳酸纺丝得到的,纤维的直径在1nm~10μm之间;本发明的口罩可以全降解,大大降低了对环境的污染,具有重大的社会意义及实用价值。
Description
技术领域
本发明属于生活用品领域,具体涉及一种可全生物降解的口罩及制备方法。
背景技术
由于新型冠状病毒的出现,全国人民消耗了大量的口罩,据报道,仅两三个月全国新增废弃口罩16.2万吨。目前的口罩基本都包括口罩的内、外层,口罩的阻隔过滤层以及口罩的弹性耳带,其中,口罩的内、外层和阻隔过滤层多是不可降解的聚丙烯无纺布和熔喷布,耳带是不可降解的橡胶材料。这些不可降解的口罩给环境带来了严重的压力。
近几年来,中国专利CN 205695852 U提出利用可降解的聚乳酸为原料来制备熔喷布,但是目前市场上并没有聚乳酸熔喷布口罩产品,这是由于聚乳酸成本高,且吸水率高,在呼出的水汽下容易降解,不能保持性能。中国专利CN 104814542 B利用聚丁二酸丁二醇酯(PBS)做成的无纺布做口罩的内、外层,阻隔过滤层用的是竹纤维,做成了可降解口罩,耳带用的PBS无纺布,不能提供弹性。其用的PBS无纺布无法作为口罩的核心阻隔层使用。此专利中提出的口罩虽然保持了可降解特性,但并未进行阻隔性能测试,无法证明其是否可以有效阻隔病毒。
目前,尚未有专利报道一种具有优异阻隔性能的全生物降解口罩。
发明内容
为解决现有技术中出现的问题,本发明提供了一种可全生物降解的口罩及制备方法。本发明的口罩在有效阻隔病毒的基础上可以完全降解。有利于保护环境。
本发明的目的之一是提供一种可全生物降解的口罩。
所述全生物降解口罩包括内层、外层,阻隔过滤层、鼻梁条和弹性耳带;
所述内层、外层为可降解的聚乳酸无纺布、聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚酯无纺布和棉布中的一种或两种;
阻隔过滤层是可降解聚酯或聚乳酸纺丝得到的,纤维的直径在1nm~10μm之间;
所述可降解聚酯为三元共聚物,包含两种结构,一种是含有对苯二甲酸的二元共聚单元,一种是脂肪族二元共聚酯单元,如下所示:
其中,n=0,2,4,8;12≤x≤65,31≤y≤120;x:y≤2:5。
本发明的一种优选的实施方式中,
纤维直径为1nm~3μm。
本发明的一种优选的实施方式中,
所述可降解聚酯特性粘度<0.5dL/g;
所述可降解聚酯的熔融指数为500~1500g/10min。
本发明的一种优选的实施方式中,
所述可降解聚酯是由包括以下组分的原料共聚而得:
脂肪族二元酸、脂肪族二元醇、对苯二甲酸、催化剂和抗氧剂;
各组份按重量份数计,
所述脂肪族二元酸为乙二酸,丁二酸,己二酸,癸二酸中的一种;
所述脂肪族二元醇为乙二醇,1,4-丁二醇,1,6-己二醇,1,10-癸二醇中的一种;
所述脂肪族二元酸和脂肪族二元醇的碳原子个数相等;
总醇酸摩尔比为1.2~2.5:1,优选为1.4~2.0:1;
本发明中所述“总醇酸”,其中总酸包括:脂肪族二元酸和苯甲酸;总醇为脂肪族二元醇。总醇酸摩尔比是指“脂肪族二元醇”与“脂肪族二元酸和苯甲酸”的摩尔比。
对苯二甲酸在总酸中摩尔含量为10%~40%,优选为15%~30%;
本发明的催化剂可以采用现有技术中本领域的常规催化剂,本发明中可以优选为钛系催化剂及其溶液、锑系催化剂及其溶液或锗系催化剂及其溶液。如果采用催化剂溶液,溶剂为常规的有机溶剂,催化剂溶液浓度优选为10~100g/L。
所述抗氧剂可采用现有技术中本领域的常规抗氧剂,本发明中可以优选为磷酸、亚磷酸以及它们的酯类(如磷酸二甲酯、磷酸三甲酯、亚磷酸三苯酯等);受阻酚类抗氧剂(如对苯二酚、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸季戊四醇酯(抗氧剂I-1010)等)。
所述可降解聚酯的制备方法包括:
(1)酯化阶段:脂肪族二元酸、脂肪族二元醇、对苯二甲酸和抗氧剂按所述用量混合搅拌均匀,加热到180℃~250℃,在氮气氛围下进行酯化,反应2~5h;
(2)预缩聚阶段:加入催化剂,反应温度为200℃~250℃,真空度为3kPa~10kPa,反应时间为0.5-2小时;
(3)终缩聚阶段:真空度控制在30~300Pa,反应温度为220℃~260℃,反应时间为0.5~2.5h。
和现有聚酯相比,本发明的可降解聚酯的合成工艺分为三步,酯化阶段是将除催化剂外的原料加入;催化剂在第二步,即预缩聚阶段加入;第三步调整真空度,进行终聚反应。
由于本发明中使用的单体有脂肪族单体和芳香族单体,二者反应活性相差较大,分步进行可以最大程度的保证各个单体反应充分并且损失较少:比如第一阶段,180~250℃酯化主要是将脂肪族单体充分酯化;而第二步预缩聚则是将对苯二甲酸充分反应。在第二步预缩聚,200~250℃,3~10kPa的条件下,脂肪族单体存在损失的风险,因此将其分成两步酯化。
对于口罩的核心阻隔层,一般需要其纤维粗细合适,一般直径超过5微米则过滤效果明显下降,最佳的纤维直径小于3微米。因此,需要熔喷料具有高的流动性,低的粘度,高的熔融指数。一般熔融指数要>500g/10min。
本发明中所述可降解聚酯采用发明人之前申请的高流动性可降解聚酯[一种高流动性可降解聚酯喷熔料、制备方法及应用;申请号:202110279154.9,申请日20210316,优先权日20200320],熔喷料的熔融指数可达到1500g/10min。
本发明的一种优选的实施方式中,
所述阻隔过滤层是可降解聚酯或聚乳酸、与无机驻极材料混合后一起纺丝得到的;
所述无机驻极材料为钛酸钡、锆钛酸铅、氧化锌、氧化钽、氧化铝、氧化钛、氮化硅中的一种或组合;
无机驻极材料的用量为可降解聚酯或聚乳酸、与无机驻极材料总重量的0.05%~3%。驻极材料的作用是提高口罩阻隔过滤层的静电量,从而提高其阻隔效率。
阻隔过滤层的制备方法包括但不限于,熔喷纺丝,熔融静电纺丝或溶液静电纺丝。
本发明的一种优选的实施方式中,
所述弹性耳带的内芯是生物基可降解聚酯弹性体材料,外层包覆可降解材料;
所述可降解材料为聚乳酸无纺布、聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚酯无纺布、棉布中的一种或两种;
所述鼻梁条为增韧聚乳酸。
本发明的一种优选的实施方式中,
所述弹性耳带为生物基可降解聚酯弹性体材料制备的橡胶条。
本发明的一种优选的实施方式中,
弹性耳带中的生物基可降解聚酯弹性体是由生物基二元醇、二元酸通过缩合聚合得到弹性体生胶,然后利用过氧化物交联得到的交联弹性体材料。可采用现有技术中所有的生物基可降解聚酯弹性体,本发明中,可以优选按以下步骤制备:
所述的生物基二元醇选自来源于可再生的生物资源的乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇中的至少一种;和/或,
所述的生物基二元酸选自来源于可再生的生物资源的草酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸中的至少一种和衣康酸的组合;和/或,
所述的过氧化物选自过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰中的至少一种;和/或,
所述的缩合聚合温度为200~250℃,缩合聚合时间为2~11h;和/或,
所述的交联温度为140~180℃,交联时间为10~120min。
本发明的目的之二是提供一种全生物降解口罩的制备方法。
所述方法包括:
将内层、阻隔过滤层、外层依次安装到口罩机上,通过口罩机复合在一起,压上耳带、鼻梁条,制得所述全生物可降解口罩。
本发明利用合成的高流动性可降聚酯或聚乳酸,通过纺丝工艺制备出可降解的口罩阻隔层,然后将可降解的无纺布和可降解的耳带材料组成合新型的全生物降可解口罩,为解决废弃口罩的污染问题提供了有效的途径。
附图说明
图1是耳带材料生物基聚酯弹性降解曲线;
耳带材料在土壤环境下,120天内二氧化碳释放量可达到70%以上,符合可降解材料的国际标准。聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚酯无纺布和棉布均是通过验证的可降解材料。
图2是口罩阻隔层的扫描电镜照片
从电镜照片中可以看出,纤维无规的叠加在一起,粗细均匀,纤维直径在1~3微米之间。
具体实施方式
下面结合具体附图及实施例对本发明进行具体的描述,有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。
可降解聚酯的制备:
实施例1
取乙二醇100,对苯二甲酸20,乙二酸60,磷酸三甲酯0.015,对苯二酚0.072,然后升温至180℃,在N2氛围下反应3h,随后升温至200℃,加入醋酸锑/乙二醇混合溶液0.5(浓度为20g/L),抽真空至4kPa,反应0.5h;升温至220℃,抽真空至体系压力为300Pa,反应1h,出料,冷却,拉丝,造粒,烘干,制得所述高流动性可降解聚酯,其分子结构如下:
X=12y=66n=0x:y=0.182总醇酸比=2对苯二甲酸/总酸摩尔分数=15%。
实施例2
取1,4-丁二醇100,对苯二甲酸40,丁二酸72,亚磷酸三苯酯0.025,抗氧剂I-10100.085,然后升温至200℃,,在N2氛围下反应3h,随后加入钛酸四丁酯/1,4-丁二醇混合溶液0.45(浓度为20g/L),升温至230℃,抽真空至4kPa,反应0.5h;冷却至室温后,升温至250℃,抽真空至体系压力为300Pa,反应0.5h,出料,冷却,拉丝,造粒,烘干,制得制得所述高流动性可降解聚酯,其分子结构如下:
X=24y=61n=2x:y=0.39总醇酸比=1.4对苯二甲酸/总酸摩尔分数=28%。
实施例3:
取乙二醇100,对苯二甲酸40,己二酸110,次磷酸0.023,四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)]0.089,然后升温至190℃,在N2氛围下反应2h,随后升温至210℃,加入醋酸锑/1,6-己二醇0.40,抽真空至8kPa,反应2h;升温至230℃,抽真空至体系压力为300Pa,反应1.5h,出料,冷却,拉丝,造粒,烘干,取出制得制得所述高流动性可降解聚酯,其分子结构如下:
X=36y=113n=4x:y=0.32总醇酸比=1.6对苯二甲酸/总酸摩尔分数=24%。
实施例4:
取1,10-癸二醇100,对苯二甲酸22,癸二酸60,亚磷酸0.018,对苯二酚0.078,然后升温至190℃,在N2氛围下反应2.5h,随后加入二氧化锗0.42,升温至200℃,抽真空至3kPa,反应2h;升温至220℃,抽真空至体系压力为100Pa,反应1h,出料,冷却,拉丝,造粒,烘干,制得制得所述高流动性可降解聚酯,其分子结构如下:
X=13y=31n=8x:y=0.4总醇酸比=1.43对苯二甲酸/总酸摩尔分数=30%。
实施例5:
取1,10-癸二醇100,对苯二甲酸23,癸二酸70,亚磷酸0.019,对苯二酚0.076,然后升温至190℃,在N2氛围下反应1.6h,随后加入二氧化锗0.45,升温至200℃,抽真空至3kPa,反应0.7h,升温至220℃,抽真空至体系压力为50Pa,反应0.6h,出料,冷却,拉丝,造粒,烘干,制得制得所述高流动性可降解聚酯,其分子结构如下:
X=14y=35n=8x:y=0.4总醇酸比=1.40对苯二甲酸/总酸摩尔分数=29%。
表1实施例样品的玻璃化转变温度(Tg)、熔点(Tm)、结晶度(Xc)、熔融指数和特性粘度数据
实施例6
一种全生物降解的口罩,包括内层、外层,阻隔过滤层、鼻梁条和弹性耳带。
所述的口罩的内、外层是可降解聚乳酸无纺布。
采用实施例1中生物可降解聚酯,将其和质量分数0.05%钛酸钡混合均匀,通过熔喷纺丝制备纤维的口罩过滤层,纤维直径在为3微米。
口罩的耳带内芯是由生物基可降解聚酯弹性体制备得到的,耳带的外层是可降解聚乳酸无纺布。
生物基可降解聚酯弹性体的制备方法如下:
取乙二醇100份(按重量份),1,3-丙二醇122,丁二酸155,己二酸192,衣康酸38,对苯二酚0.25,亚磷酸0.07加入100ml四口瓶中,在180℃温度下酯化3h;随后加入钛酸四丁酯/1,4-丁二醇溶液7.7,升温至220℃,在真空度300Pa下缩聚4h,取出产物。
取100份缩聚产物加入哈克密炼机中,随后0.16份DCP,混合均匀;然后将混合好的产物放入平板硫化机中,在160℃下交联15min,取出,冷却至室温。
生物口罩的鼻梁条为增韧聚乳酸制备,其制备方法如下:
在三口烧瓶中加入一定量的乳酸、1,4-丁二醇、1,10-癸二酸、衣康酸,其摩尔比为4:3:2.5:0.5,以及是上述单体总质量0.1%的阻聚剂705,反应温度为130℃,反应1h后升温至180℃,反应2h后将体系降温至100℃,加入是上述反应单体总质量0.1wt%的钛酸四丁酯催化剂,再升温至210℃,在真空条件下反应8h,获得聚酯弹性体。将聚乳酸与聚酯弹性体按质量比95:5在哈克密炼机中熔融共混,共混温度为180℃。密炼机转速为80rpm,共混时间10min,制备得到增韧聚乳酸。将其熔融挤出,即可制备生物降解鼻梁条。
将上述口罩内层无纺布、过滤层、外层无纺布依次安装到口罩机上,通过口罩机复合在一起,压上耳带和鼻梁条,制备成生物可降解口罩。
实施例7
一种全生物降解的口罩,包括内层、外层,阻隔过滤层、鼻梁条和弹性耳带。
所述的口罩的内、外层是可降解聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚酯无纺布。
采用实施例2中的生物可降解聚酯,将其和质量分数1%氧化锌、质量分数0.2%的氧化钛混合均匀,通过熔融静电纺丝制备口罩过滤层,纤维直径为1微米。
口罩的耳带内芯是由生物基可降解聚酯弹性体制备得到的,耳带的外层是棉布。
生物基可降解聚酯弹性体的制备方法如下:
取乙二醇100份(按重量份),1,3-丙二醇122,丁二酸155,己二酸192,衣康酸38,对苯二酚0.25,亚磷酸0.07加入100ml四口瓶中,在180℃温度下酯化3h;随后加入钛酸四丁酯/1,4-丁二醇溶液7.7,升温至220℃,在真空度300Pa下缩聚4h,取出产物。
取100份缩聚产物加入哈克密炼机中,随后0.16份DCP,混合均匀;然后将混合好的产物放入平板硫化机中,在160℃下交联15min,取出,冷却至室温。
生物口罩的鼻梁条为增韧聚乳酸制备,其制备方法如下:
在三口烧瓶中加入一定量的乳酸、1,4-丁二醇、1,10-癸二酸、衣康酸,其摩尔比为4:3:2.5:0.5,以及是上述单体总质量0.1%的阻聚剂705,控制体系反应温度为150℃,反应1h后升温至200℃,反应2h后将体系降温至100℃,加入是上述单体总质量0.1wt%的钛酸四丁酯催化剂,再升温至230℃,在真空条件下反应8h,获得聚酯弹性体。将聚乳酸与聚酯弹性体按质量比90:10在哈克密炼机中熔融共混,共混温度为180℃。密炼机转速为80rpm,共混时间10min,制备得到增韧聚乳酸。将其熔融挤出,即可制备生物降解鼻梁条。
将上述口罩内层无纺布、过滤层、外层无纺布依次安装到口罩机上,通过口罩机复合在一起,压上耳带和鼻梁条,制备成生物可降解口罩。
实施例8
一种全生物降解的口罩,包括内层、外层,阻隔过滤层、鼻梁条和弹性耳带。
所述的口罩的内层是棉布,外层是可降解聚乳酸无纺布。
采用实施例3中的生物可降解聚酯,将其和质量分数3%的氮化硅混合均匀,通过熔喷纺丝制备口罩过滤层,纤维直径为2微米。
所述的口罩的耳带是由生物基可降解聚酯弹性体制备的橡胶条。
生物基可降解聚酯弹性体的制备方法如下:
取1,3-丙二醇100份(按重量份),1,4-丁二醇118,丁二酸177,癸二酸130,衣康酸31,对苯二酚0.22,亚磷酸0.06加入100ml四口瓶中,在180℃温度下酯化3h;随后加入钛酸四丁酯/1,4-丁二醇溶液6.6,升温至210℃,在真空度300Pa下缩聚6h,取出产物。
取100份缩聚产物加入哈克密炼机中,随后0.16份DCP,混合均匀;然后将混合好的产物放入平板硫化机中,在150℃下交联25min,取出,冷却至室温。
生物口罩的鼻梁条为增韧聚乳酸制备,其制备方法如下:
在三口烧瓶中加入一定量的乳酸、1,4-丁二醇、1,10-癸二酸、衣康酸,其摩尔比为4:3:2.5:0.5,以及是上述单体总质量0.1%的阻聚剂705,控制体系反应温度为140℃,反应1h后升温至190℃,反应2h后将体系降温至100℃,加入是上述单体总质量0.1wt%的钛酸四丁酯催化剂,再升温至220℃,在真空条件下反应8h,获得聚酯弹性体。将聚乳酸与聚酯弹性体按质量比90:10在哈克密炼机中熔融共混,共混温度为180℃。密炼机转速为80rpm,共混时间10min,制备得到增韧聚乳酸。将其熔融挤出,即可制备生物降解鼻梁条。
将上述口罩内层无纺布、过滤层、外层无纺布依次安装到口罩机上,通过口罩机复合在一起,压上耳带和鼻梁条,制备成生物可降解口罩。
实施例9
一种全生物降解的口罩,包括内层、外层、阻隔过滤层、鼻梁条和弹性耳带。
所述的口罩的内、外层是可降解聚乳酸无纺布。
所述的口罩的阻隔过滤层是由聚乳酸、质量分数1.5%氧化钽混合后熔喷纺丝得到的,纤维的直径在1.5微米。
所述的口罩的耳带是由口罩的耳带内芯是由生物基可降解聚酯弹性体制备得到的,耳带的外层是聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚酯无纺布。
生物基可降解聚酯弹性体的制备方法如下:
取1,3-丙二醇100份(按重量份),1,4-丁二醇118,丁二酸177,癸二酸130,衣康酸31,对苯二酚0.22,亚磷酸0.06加入100ml四口瓶中,在180℃温度下酯化3h;随后加入钛酸四丁酯/1,4-丁二醇溶液6.6,升温至210℃,在真空度300Pa下缩聚6h,取出产物。
取100份缩聚产物加入哈克密炼机中,随后0.16份DCP,混合均匀;然后将混合好的产物放入平板硫化机中,在150℃下交联25min,取出,冷却至室温。
生物口罩的鼻梁条为增韧聚乳酸制备,其制备方法如下:
在三口烧瓶中加入一定量的乳酸、1,4-丁二醇、1,10-癸二酸、衣康酸,其摩尔比为4:3:2.5:0.5,以及是上述单体总质量0.1%的阻聚剂705,反应温度为130℃,反应1h后升温至180℃,反应2h后将体系降温至100℃,加入是上述反应单体总质量0.1wt%的钛酸四丁酯催化剂,再升温至210℃,在真空条件下反应8h,获得聚酯弹性体。将聚乳酸和聚酯弹性体在哈克密炼机中进行熔融共混,共混温度为180℃。密炼机转速为60rpm,共混时间8min,得到增韧聚乳酸。将其熔融挤出,即可制备生物降解鼻梁条。
将上述口罩内层无纺布、过滤层、外层无纺布依次安装到口罩机上,通过口罩机复合在一起,压上耳带和鼻梁条,制备成生物可降解口罩。
实施例10
一种全生物降解的口罩,包括内层、外层、阻隔过滤层、鼻梁条和弹性耳带。
所述的口罩的内层是聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚酯无纺布、外层是可降解聚乳酸无纺布。
采用实施例4中的生物基可降解聚酯,将其和质量分数0.05%氧化锌通过溶液静电纺丝法制备口罩过滤层,纤维直径0.15微米。
所述的口罩的耳带是由生物基可降解聚酯弹性体制备得到的橡胶条。
生物基可降解聚酯弹性体的制备方法如下:
取1,3-丙二醇100份(按重量份),1,4-丁二醇118,丁二酸177,癸二酸130,衣康酸31,对苯二酚0.22,亚磷酸0.06加入100ml四口瓶中,在180℃温度下酯化3h;随后加入钛酸四丁酯/1,4-丁二醇溶液6.6,升温至210℃,在真空度300Pa下缩聚6h,取出产物。
取100份缩聚产物加入哈克密炼机中,随后0.16份DCP,混合均匀;然后将混合好的产物放入平板硫化机中,在150℃下交联25min,取出,冷却至室温。
生物口罩的鼻梁条为增韧聚乳酸制备,其制备方法如下:
在三口烧瓶中加入一定量的乳酸、1,4-丁二醇、1,10-癸二酸、衣康酸,其摩尔比为4:3:2.5:0.5,以及是上述单体总质量0.1%的阻聚剂705,反应温度为130℃,反应1h后升温至180℃,反应2h后将体系降温至100℃,加入是上述反应单体总质量0.1wt%的钛酸四丁酯催化剂,再升温至210℃,在真空条件下反应8h,获得聚酯弹性体。将聚乳酸与聚酯弹性体在哈克密炼机中进行熔融共混,共混温度为220℃。密炼机转速为80rpm,共混时间10min,得到增韧聚乳酸。将其熔融挤出,即可制备生物降解鼻梁条。
将上述口罩内层无纺布、过滤层、外层无纺布依次安装到口罩机上,通过口罩机复合在一起,压上耳带和鼻梁条,制备成生物可降解口罩。
实施例6-10制备的口罩可以实现全降解,大大降低了对环境的污染。
Claims (8)
1.一种全生物降解口罩,其特征在于:
所述全生物降解口罩包括内层、外层,阻隔过滤层、鼻梁条和弹性耳带;
所述内层、外层为可降解的聚乳酸无纺布、聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚酯无纺布和棉布中的一种或两种;
所述阻隔过滤层是可降解聚酯与无机驻极材料混合后一起纺丝得到的,纤维的直径在1nm~10μm之间;
所述无机驻极材料为钛酸钡、锆钛酸铅、氧化锌、氧化钽、氧化铝、氧化钛、氮化硅中的一种或组合;
无机驻极材料的用量为可降解聚酯与无机驻极材料总重量的0.05%~3%;
所述可降解聚酯为三元共聚物,包含两种结构,一种是含有对苯二甲酸的二元共聚单元,一种是脂肪族二元共聚酯单元,如下所示:
其中,n=0, 2, 4, 8;12≤x≤65,31≤y≤120;x:y≤2:5;
所述可降解聚酯是由包括以下组分的原料共聚而得:
脂肪族二元酸、脂肪族二元醇、对苯二甲酸、催化剂和抗氧剂;
各组份按重量份数计,
脂肪族二元醇100重量份;
脂肪族二元酸30~170重量份;
对苯二甲酸10~90重量份;
催化剂0.08~2.0重量份;
抗氧剂0.01~0.4重量份;
所述脂肪族二元酸为乙二酸,丁二酸,己二酸,癸二酸中的一种;
所述脂肪族二元醇为乙二醇,1,4-丁二醇,1,6-己二醇,1,10-癸二醇中的一种;
所述脂肪族二元酸和脂肪族二元醇的碳原子个数相等;
总醇酸摩尔比为1.2~2.5:1,和/或
对苯二甲酸在总酸中摩尔含量为10%~40%;
所述弹性耳带的内芯是生物基可降解聚酯弹性体材料,外层包覆可降解材料;
所述可降解材料为聚乳酸无纺布、聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚酯无纺布、棉布中的一种或两种;
所述鼻梁条为增韧聚乳酸。
2.如权利要求1所述的全生物降解口罩,其特征在于:
纤维直径为1 nm ~3μm。
3.如权利要求1所述的全生物降解口罩,其特征在于:
所述可降解聚酯特性粘度<0.5dL/g;
所述可降解聚酯的熔融指数为500~1500 g/10min。
4.如权利要求1所述的全生物降解口罩,其特征在于:
所述可降解聚酯是由包括以下组分的原料共聚而得:
脂肪族二元酸、脂肪族二元醇、对苯二甲酸、催化剂和抗氧剂;
各组份按重量份数计,
脂肪族二元醇100重量份;
脂肪族二元酸40~120重量份;
对苯二甲酸10~50重量份;
催化剂0.1~1.5重量份;
抗氧剂0.01~0.3重量份;
总醇酸摩尔比为1.4~2.0:1;和/或
对苯二甲酸在总酸中摩尔含量为15%~30%;
所述催化剂为钛系催化剂及其溶液、锑系催化剂及其溶液或锗系催化剂及其溶液;
所述抗氧剂为磷酸、亚磷酸以及它们的酯类、或受阻酚类抗氧剂。
5.如权利要求4所述的全生物降解口罩,其特征在于:
所述可降解聚酯的制备方法包括:
(1)酯化阶段:脂肪族二元酸、脂肪族二元醇、对苯二甲酸和抗氧剂按所述用量混合搅拌均匀,加热到180℃~250℃,在氮气氛围下进行酯化,反应2~5h;
(2)预缩聚阶段:加入催化剂,反应温度为200℃~250℃,真空度为3kPa~10kPa,反应时间为0.5-2小时;
(3)终缩聚阶段:真空度控制在30~300Pa,反应温度为220℃~260℃,反应时间为0.5~2.5 h。
6.如权利要求1所述的全生物降解口罩,其特征在于:
所述弹性耳带为生物基可降解聚酯弹性体材料制备的橡胶条。
7.如权利要求6所述的全生物降解口罩,其特征在于:
所述生物基可降解聚酯弹性体是由生物基二元醇、二元酸通过缩合聚合得到弹性体生胶,然后利用过氧化物交联得到的交联弹性体材料。
8.一种如权利要求1~7之一所述的全生物降解口罩的制备方法,其特征在于所述方法包括:
将内层、阻隔过滤层、外层依次安装到口罩机上,通过口罩机复合在一起,压上耳带、鼻梁条,制得所述全生物降解口罩。
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