CN115484845A - 自消毒面罩 - Google Patents

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CN115484845A CN202180028933.XA CN202180028933A CN115484845A CN 115484845 A CN115484845 A CN 115484845A CN 202180028933 A CN202180028933 A CN 202180028933A CN 115484845 A CN115484845 A CN 115484845A
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R·布莱克威尔
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Abstract

一种面罩(100)，其包括构造为面向佩戴者的面部(200)的至少一部分延伸的透明面板(102)，其具有适于面对佩戴者的面部(200)设置的第一表面(136)和与第一表面(136)相对设置的第二表面(138)。所述面板(102)在第二表面(138)上被磺化聚合物层(150)保护，用于在30分钟的接触内杀死至少95％的微生物。为了在与面罩(102)接触的5分钟内杀死至少99％的微生物，所述磺化聚合物被充分或选择性磺化以含有10‑100mol％的磺酸或磺酸盐官能团，其基于单体单元数。

Description

自消毒面罩
技术领域
本公开内容涉及一种自消毒面罩，其具有保护性抗微生物层。
背景技术
随着传染病例如COVID 19的传播，有必要保护人们并防止人们接触传播微生物例如病毒、细菌等的疾病。通常，人们使用面罩或面具来防止吸入微生物或微生物的进入。然而，诸如病毒或细菌的微生物将累积在面罩的外表面上，并且可以在相对长的持续时间内保持活性。当佩戴者移除面罩时，这些病毒或细菌可能接触佩戴者的手，并且随后可以找到路径进入人体，这是不期望的。
仍然需要防止活性病毒或细菌累积在其表面上的改进的面罩。
发明概述
在第一方面，公开了一种自消毒面罩。所述面罩包括：构造为面向佩戴者的面部的至少一部分延伸的透明面板，所述透明面板包括具有适于面对佩戴者的面部设置的第一表面和与第一表面相对设置的第二表面的基材。第一表面和第二表面中至少之一受到磺化聚合物层保护，以在与透明面板接触的120分钟内杀死至少90％的微生物。磺化聚合物层包含磺化聚合物，或基本上由磺化聚合物组成或由磺化聚合物组成，所述磺化聚合物选自全氟磺酸聚合物、聚苯乙烯磺酸盐、磺化的嵌段共聚物、磺化聚烯烃、磺化聚酰亚胺、磺化聚酰胺、磺化聚酯、磺化聚砜、磺化聚酮、磺化聚(芳醚)、及其混合物。磺化聚合物层具有至少>1μm的厚度。
在一些方面，磺化聚合物层包含至少50重量％、更优选至少70重量％、甚至更优选至少90重量％、还更优选至少95重量％、仍更优选至少98重量％、甚至更优选至少99重量％和最优选100重量％(即由一种或多种磺化聚合物组成)的一种或多种磺化聚合物。
在一些方面，磺化聚合物是选择磺化的荷负电阴离子嵌段共聚物，具有至少一个烯基芳烃聚合物嵌段A和至少一个基本上完全氢化的共轭二烯聚合物嵌段B，其中基本上全部的磺酸基官能团接枝到烯基芳烃聚合物嵌段A上，使得嵌段A是亲水的末端嵌段。
在一些方面，将磺化聚合物层通过浸涂、喷涂、分散涂敷、溶剂流延施涂至第二表面上，或将磺化聚合物层作为剥离-粘贴(peel-and-stick)膜胶粘连接到第二表面上。
在一些方面，面罩还包括与所述面板连接且构造为将所述面板固定在佩戴者的面部前方的附接结构。
附图描述
图1说明面罩实施方案的面板的截面图，从而描述与透明层压体附接的第一聚合物膜。
图2是面罩实施方案的透视图。
图3是面罩实施方案的透视图。
图4是面罩实施方案的透视图。
图5是面罩实施方案的透视图。
图6是面罩实施方案的透视图。
图7是图6的面罩的附接结构的透视图。
图8是面罩实施方案的透视图。
图9是面罩实施方案的透视图。
图10是面罩实施方案的透视图。
图11是面罩实施方案的透视图。
发明详述
说明书所使用以下术语具有以下含义：
“有效量”是指足以使微生物改变、破坏、失活和/或中和的量，例如足以杀菌和杀死与面罩中面板的外表面接触的微生物的量。
“起雾”可通过直接呼吸到距口保持大约一英寸的面罩上来评价。如果没有观察到膜的起雾，则起雾主观地确定为(i)“优异”；(ii)如果观察到起雾但在2秒内消散，则为中等；或(iii)如果起雾持续超过2秒，则为差。如果优异或中等，涂层据称具有抗起雾性能。抗起雾性能可由T起雾表示，其为例如在50％ RH(相对湿度)和22℃的环境中距水表面20厘米距离处将层(表面)暴露于沸水蒸汽而在表面上形成雾花费的以分钟为单位的时间。例如，如果表面具有30分钟的T起雾，其意为在描述的测试条件下30分钟内在所述涂层的表面上没有形成雾。
“雾度”意为在穿过试样时透射光散射距法线大于2.5度的百分比。可根据ASTMD1003测试方法测量雾度和透射率。较高的雾度值表明较大的散射。
“离子交换能力”或IEC是指聚合物中负责离子交换的总活性位点或官能团。通常，使用常规的酸碱滴定方法来确定IEC，参见例如International Journal of HydrogenEnergy，第39卷，第10期，2014年3月26日，第5054-5062页，“Determination of the ionexchange capacity of anion-selective membrane”。IEC是“当量”或EW的倒数，其中当量为提供1摩尔可交换质子所需聚合物的重量。
“微生物”是指具有微观大小的包括细菌、古生菌、真菌(酵母和霉菌)、藻类、原生动物和病毒的微生物。
“剥离-粘贴”或“剥离-粘贴膜”是指层压体，其具有至少两层：也可为支撑层的剥离层或衬层，和含有磺化聚合物的另一层。在与表面附接之后，剥离-粘贴是自粘合的，或者可释放或可剥离的，或者可移除的。释放层任选地涂覆有粘合剂，该粘合剂允许其在没有胶水、糊剂等的情况下粘附到表面，从而允许所述剥离-粘贴在被施加至表面上之后可分离。在一些实施方案中，含有磺化聚合物的层任选地用粘合剂涂覆，以使层粘附至表面，但仍可剥离。
在层或表面的上下文中的“可释放的”或“可分离的”结合意为层或表面通常彼此附接或固定，但可在施加一定量的力的情况下分离，然后在稍后的时间再次固定或再次附接。为了是“可分离的”或“可释放的”，表面必须能够被固定和分离，并且可手工施加分离层或表面的力。
“表面pH”是指生物安全材料的接触表面上的pH，其由表面结合的部分例如涂层产生。表面pH可使用商购表面pH测量仪器例如来自德国魏尔海姆的WTW Scientific-Technical Institute GmbH的SenTixTMSur-electrode测量。
本公开内容涉及具有在预定接触持续时间内杀死微生物的保护性抗微生物层的面罩。所述面罩具有透明板，其表面(远离佩戴者的面部)由包含自杀菌(自消毒)磺化聚合物材料的层涂覆或保护。面罩的朝向佩戴者的部分也可由自杀菌材料(磺化聚合物)涂覆或保护。在一些实施方案中，保护材料包含磺化聚合物，基本上由磺化聚合物组成，或由磺化聚合物组成。磺化聚合物涂覆透明面板的表面以在预定接触持续时间内杀死至少95％的微生物。面罩包括固定透明板在佩戴者的面部前方的附接结构。
自杀菌材料-磺化聚合物：磺化聚合物是指具有磺酸盐基团例如酸形式(例如-SO3H磺酸)或盐形式(例如-SO3Na)的-SO3的聚合物。术语“磺化聚合物”也覆盖含有磺酸盐的聚合物例如聚苯乙烯磺酸盐。
磺化聚合物选自全氟磺酸聚合物(例如磺化四氟乙烯)、磺化聚烯烃、磺化聚酰亚胺、磺化聚酰胺、磺化聚酯、聚苯乙烯磺酸盐、磺化嵌段共聚物、磺化聚烯烃、磺化聚砜例如聚醚砜、磺化聚酮例如聚醚醚酮、磺化聚苯醚、及其混合物。
磺化聚合物的特征为被充分或选择性磺化以含有10-100mol％的磺酸或磺酸盐官能团(“磺化程度”)，基于待磺化的单体单元或嵌段的数目，以在与涂层材料接触的120分钟内杀死至少95％的微生物。在一些实施方案中，磺化聚合物具有>25mol％、或>50mol％、或<95mol％、或25-70mol％的磺化程度。磺化程度可通过NMR或离子交换能力(IEC)计算。
在一些实施方案中，磺化聚合物是磺化的四氟乙烯，其具有(1)聚四氟乙烯(PTFE)主链,(2)在簇区域中以磺酸基终止的乙烯基醚侧链(例如-O-CF2-CF-O-CF2-CF2-)。
在一些实施方案中，磺化聚合物是聚苯乙烯磺酸盐，实例包括聚苯乙烯磺酸钾、聚苯乙烯磺酸钠、聚苯乙烯磺酸钠和聚苯乙烯磺酸钾的共聚物(例如聚苯乙烯磺酸盐共聚物)，其分子量为20,000-1,000,000道尔顿，或>25,000道尔顿，或>40,000道尔顿，或>50,000、或>75,000、或>100,000道尔顿、或>400,000道尔顿，或<200,000、或<800,000道尔顿，或至多1,500,000道尔顿。聚苯乙烯磺酸盐聚合物可是交联的或未交联的。在一些实施方案中，聚苯乙烯磺酸盐聚合物为未交联的且水溶性的。
在一些实施方案中，磺化聚合物是聚砜，其选自芳族聚砜、聚亚苯基砜、芳族聚醚砜、二氯二苯氧基砜、磺化取代的聚砜聚合物及其混合物。在一些实施方案中，磺化聚合物是磺化聚醚砜共聚物，其可由包括磺酸盐例如对苯二酚2-磺酸钾(HPS)与其它单体例如双酚A和4-氟苯砜的反应物制备。聚合物的磺化程度可受聚合物主链中HPS单元的量控制。
在一些实施方案中，磺化聚合物是磺化聚醚酮。在一些实施方案中，磺化聚合物是磺化聚醚酮酮(SPEKK)，其通过将聚醚酮酮(PEKK)磺化获得。可使用二苯醚和苯二碳酸衍生物来制备聚醚酮酮。磺化PEKK可作为溶于醇和/或水的产物得到，例如随后用来涂覆面罩或用在喷涂应用中。
在一些实施方案中，磺化聚合物是含有磺酸侧基的磺化聚(芳醚)共聚物。在一些实施方案中，磺化聚合物是磺化的聚(2,6-二甲基-l,4-苯醚)，常称作磺化聚苯醚。在一些实施方案中，磺化聚合物是磺化的聚(4-苯氧基苯甲酰-1,4-苯撑)(S-PPBP)。在一些实施方案中，磺化聚合物是具有2-6个磺酸侧基/聚合物重复单元的磺化聚苯撑，并表征为具有0.5-5.0meq(SO3H)/g聚合物，或至少6meq/g(SO3H)/g聚合物。
在一些实施方案中，磺化聚合物是磺化聚酰胺，例如脂族聚酰胺，如尼龙-6和尼龙-6,6，部分芳族聚酰胺和聚芳酰胺，例如聚(对苯二甲酸苯基二酰胺)，其具有作为胺侧基与聚合物主链中的氮原子化学键合的磺酸盐基团。磺化聚酰胺可具有20-100％的酰胺基团的磺化水平，其中磺化遍及大部分聚酰胺。在一些实施方案中，磺化限于在表面处的高密度的磺酸盐基团，例如，＞10％、＞20％、＞30％或＞40％，或至多100％的的磺化酰胺基团在表面处(在表面的50nm内)。
在一些实施方案中，磺化聚合物是磺化聚烯烃，其含有至少0.1meq、或>2meq、或>3meq、或>5meq或0.1-6meq的磺酸/g的聚烯烃。在一些实施方案中，磺化聚合物是磺化聚乙烯。磺化聚烯烃可通过由聚合选自以下的烯烃或烯烃混合物获得的固体聚烯烃的氯磺化形成：乙烯、丙烯、丁烯-1、4-甲基戊烯-1、异丁烯和苯乙烯。磺酰氯基团然后可例如在水性碱例如氢氧化钾或在水二甲亚砜(DMF)混合物中水解形成磺酸基团。在一些实施方案中，通过将粉末、纤维、纱线、织造织物、膜、预制件等的任何形式的聚烯烃物体浸没或通过含有三氧化硫(SO3)、三氧化硫前体(例如氯磺酸、HSO3Cl)、二氧化硫(SO2)或其混合物的液体，形成磺化聚烯烃。在其它实施方案中，使聚烯烃物体与磺化气体例如SO2或SO3或气态反应性前体或者在升高的温度下释放气体SOx的磺化添加剂接触。
待磺化的聚烯烃前体可为例如聚-α-烯烃，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚异丁烯、乙烯丙烯橡胶或氯化的聚烯烃(例如聚氯乙烯或PVC)，或聚二烯例如聚丁二烯(例如聚-1,3-丁二烯或聚-1,2-丁二烯)、聚异戊二烯、二环戊二烯、乙叉基降冰片烯或乙烯基降冰片烯，或它们的均相或异相复合材料，或它们的共聚物(例如EPDM橡胶，即乙烯丙烯二烯单体)。在一些实施方案中，聚烯烃选自低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、非常低密度聚乙烯(VLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高分子量聚乙烯(HMWPE)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。
在一些实施方案中，磺化聚合物是磺化聚酰亚胺，例如热塑性和热固性形式的芳族聚酰亚胺，其具有优异的化学稳定性和高模量性能。磺化聚酰亚胺可通过二酐与二胺的缩合聚合制备，其中单体单元之一含有磺酸、磺酸盐或磺酸酯基团。还可通过芳族聚酰亚胺前体的直接磺化，使用磺化剂例如氯磺酸、三氧化硫和三氧化硫络合物，来制备聚合物。在一些实施方案中，如通过离子交换能力IEC测量的磺化聚酰亚胺中磺酸基团的浓度为从0.1meq/g变化至大于3meq/g，或至少6meq/g。
在一些实施方案中，磺化聚合物是磺化聚酯，其由用含有硫酸酐的气体直接磺化任何形式例如纤维、纱线、织造织物、膜、片等的聚酯树脂形成，聚酯的表面上磺酸盐基团的浓度范围为从0.1meq/g变化至大于3meq/g，例如直至5meq/g、或至少6meq/g。
在一些实施方案中，磺化聚合物是选择性磺化的荷负电的阴离子嵌段共聚物。术语“选择性磺化”的定义包括磺酸以及中和的磺酸盐衍生物。磺酸盐基团可为金属盐、铵盐或胺盐的形式。
根据应用和期望的性能，磺化聚合物可被改性(或官能化)。在一些实施方案中，磺化聚合物被各种金属平衡离子中的任一种中和，其中金属包括碱金属、碱土金属和过渡金属，其中至少10％的磺酸基团被中和。在一些实施方案中，磺化聚合物被无机或有机阳离子盐例如基于铵、
Figure BDA0003892391830000071
吡啶
Figure BDA0003892391830000072
锍等的那些中和。盐可为单体的、低聚物的或聚合物的。在一些实施方案中，磺化聚合物被各种含有伯胺、仲胺或叔胺的分子中和，其中>10％的磺酸或磺酸盐官能团被中和。
在一些实施方案中，磺酸或磺酸盐官能团通过与有效量的具有140-10,000分子量的聚氧化烯基胺的反应而被改性。含胺中和剂可为单官能或多官能的、单体的、低聚物的或聚合物的。在供选择的实施方案中，磺化聚合物被供选择的阴离子官能团例如膦酸或丙烯酸和烷基丙烯酸改性。
在一些实施方案中，含胺聚合物用于改性磺化聚合物，形成称为团聚体的一类材料。作为实例，中和剂是聚合物胺，例如含有苄胺官能团的聚合物。实例包括在美国专利9,849,450中描述的4-二甲基氨基苯乙烯的均聚物和共聚物，其通过引用并入本文。在一些实施方案中，中和剂选自含有乙烯基苄基胺官能团的聚合物，例如由含有聚对甲基苯乙烯的嵌段共聚物经由溴化-胺化策略或通过含有苯乙烯类单体的胺的直接阴离子聚合而合成的聚合物。用于官能化的胺官能团的实例包括但不限于对乙烯基苄基二甲基胺(BDMA)、对乙烯基苄基吡咯烷(VBPyr)、对乙烯基苄基-双(2-甲氧基乙基)胺(VBDEM)、对乙烯基苄基哌嗪(VBMPip)和对乙烯基苄基二苯基胺(VBDPA)。在一些实施方案中，还可使用对应的含磷聚合物用于磺化聚合物的官能化。
在一些实施方案中，含胺官能团或膦官能团的单体或嵌段可被酸或质子给体中和，从而产生季铵或
Figure BDA0003892391830000081
盐。在其它实施方案中，使含有叔胺的磺化聚合物与烷基卤化物反应形成官能团例如季铵化的盐。在一些实施方案中，磺化聚合物可同时含有阳离子和阴离子官能团以形成所谓的两性离子聚合物。
在一些实施方案中，磺化聚合物是选择性磺化的荷负电阴离子嵌段共聚物，该“选择性磺化”的定义包括磺酸以及中和的磺酸盐衍生物。磺酸盐基团可为金属盐、铵盐或胺盐的形式。在一些实施方案中，磺化嵌段聚合物具有一般结构A-B-A、(A-B)n(A)、(A-B-A)n、(A-B-A)nX、(A-B)nX、A-D-B、A-B-D、A-D-B-D-A、A-B-D-B-A、(A-D-B)nA、(A-B-D)nA(A-D-B)nX、(A-B-D)nX或其混合物；其中n是0-30或在一些实施方案中2-20的整数；和X是偶联剂残基。每个A和D嵌段是耐磺化的聚合物嵌段。每个B嵌段易受磺化影响。对于具有多个A、B或D嵌段的结构，A嵌段、B嵌段或D嵌段中的多个可相同或不同。
在一些实施方案中，A嵌段是选自聚合的(i)对位取代的苯乙烯单体、(ii)乙烯、(iii)3-18个碳原子的α烯烃、(iv)1,3-环二烯单体、(v)在氢化前具有小于35mol％的乙烯基含量的共轭二烯的单体、(vi)丙烯酸酯、(vii)甲基丙烯酸酯和(viii)它们的混合物中的一个或多个链段。如果A链段是1,3-环二烯或共轭二烯的聚合物，则该链段将在嵌段共聚物的聚合之后并在嵌段共聚物的磺化之前被氢化。A嵌段还可以含有至多15mol％的乙烯基芳族单体例如B嵌段中存在的那些。
在一些实施方案中，A嵌段选自对位取代的苯乙烯单体，其选自对甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、对正丙基苯乙烯、对异丙基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对仲丁基苯乙烯、对异丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对癸基苯乙烯的异构体、对十二烷基苯乙烯的异构体和以上单体的混合物。对位取代的苯乙烯单体的实例包括对叔丁基苯乙烯和对甲基苯乙烯，其中对叔丁基苯乙烯是最优选的。单体可以是单体的混合物，这取决于具体来源。在一些实施方案中，对位取代的苯乙烯单体的整体纯度为至少90重量％、或>95重量％、或>98重量％的对位取代的苯乙烯单体。
在一些实施方案中，嵌段B包含一个或多个聚合的乙烯基芳族单体的链段，所述单体选自未取代的苯乙烯单体、邻位取代的苯乙烯单体、间位取代的苯乙烯单体、α-甲基苯乙烯单体、1,1-二苯乙烯单体、1,2-二苯乙烯单体及其混合物。除了指出的单体和聚合物外，在一些实施方案中B嵌段还包含的单体与选自1,3-丁二烯、异戊二烯及其混合物的共轭二烯的氢化共聚物，其乙烯基含量为20-80mol％。这些具有氢化二烯的共聚物可为无规共聚物、递变共聚物、嵌段共聚物或受控分布共聚物中的任一种。嵌段B是选择性磺化的，含有约10-100mol％的磺酸或磺酸盐官能团，基于单体单元的数目。在一些实施方案中，B嵌段的磺化程度为10-95mol％、或15-80mol％、或20-70mol％、或25-60mol％、或>20mol％、或>50mol％。
D嵌段包含选自异戊二烯、1,3-丁二烯及其混合物的共轭二烯的氢化聚合物或共聚物。在其它实例中，D嵌段是具有>1000、或>2000、或>4000、或>6000的数均分子量的丙烯酸酯、硅氧烷聚合物或异丁烯的聚合物中的任一种。
偶联剂X选自本领域已知的偶联剂，包括聚烯基偶联剂、二卤代烷烃、卤化硅、硅氧烷、多官能的环氧化物、氧化硅化合物、一元醇与羧酸的酯(例如苯甲酸甲酯和己二酸二甲酯)和环氧化油。
可通过改变磺化的量、磺酸基团至磺化盐的中和程度以及控制聚合物中磺酸盐基团的位置，来改变和控制磺化的嵌段共聚物的抗微生物性能和机械性能。在一些实施方案中并且取决于应用，例如需要水分散性/溶解性的应用，或在其它范围需要用水基清洁剂不断擦拭的足够耐久性的应用，磺化嵌段共聚物可被选择性磺化以获得期望的水分散性或机械性能，例如具有连接到内部嵌段或中间嵌段或者在磺化嵌段共聚物的外嵌段内的磺酸官能团，如在美国专利号US8084546中，其通过引用并入本文。如果外(硬)嵌段被磺化，在暴露于水时，硬结构域的水合可导致那些结构域的塑化和软化，从而允许分散或溶解。
在一些实施方案中的磺化共聚物公开于专利公开号US9861941、US8263713、US8445631、US8012539、US8377514、US8377515、US7737224、US8383735、US7919565、US8003733、US8058353、US7981970、US8329827、US8084546、US8383735、US10202494和US10228168中，其相关部分通过引用并入本文。
在一些实施方案中，磺化嵌段共聚物具有一般结构A-B-(B-A)1-5，其中每个A是非弹性磺化单乙烯基芳烃聚合物嵌段和每个B是基本上饱和的弹性α-烯烃聚合物嵌段，所述嵌段共聚物被磺化至足以在总聚合物中提供至少1重量％的硫和提供对于每个单乙烯基芳烃单元至多一个磺化成分的程度。磺化聚合物可以它们的酸、碱金属盐、铵盐或胺盐的形式使用。
在一些实施方案中，磺化嵌段共聚物是在中心链段中磺化的磺化聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯。在一些实施方案中，磺化嵌段共聚物是在它们的主链中具有C＝C位点的磺化叔丁基苯乙烯/异戊二烯无规共聚物。在一些实施方案中，磺化聚合物是磺化的SBR(苯乙烯丁二烯橡胶)，如公开在US 6,110,616中，其通过引用并入本文。在一些实施方案中，磺化聚合物是水分散性BAB三嵌段，其中B是疏水嵌段例如烷基或(如果它被磺化，则它变为亲水的)聚(叔丁基苯乙烯)和A是亲水嵌段例如磺化的聚(乙烯基甲苯)，如公开在US 4,505,827中，其通过引用并入本文。在一些实施方案中，磺化的嵌段共聚物是官能化的、选择性氢化的嵌段共聚物，其具有至少一个烯基芳烃聚合物嵌段A和至少一个基本上完全氢化的共轭二烯聚合物嵌段B，其中基本上全部的磺酸官能团接枝到烯基芳烃聚合物嵌段A上(如公开在US5516831中，其通过引用并入本文)。在一些实施方案中，磺化聚合物是水溶性聚合物、叔丁基苯乙烯/苯乙烯的磺化的二嵌段聚合物、或叔丁基苯乙烯-苯乙烯-叔丁基苯乙烯的磺化的三嵌段聚合物，如公开在US 4,492,785中，其通过引用并入本文。在一些实施方案中，磺化的嵌段共聚物是部分氢化的嵌段共聚物。
在一些实施方案中，磺化聚合物是中间嵌段-磺化的三嵌段共聚物、或中间嵌段-磺化的五嵌段共聚物或例如聚(对叔丁基苯乙烯-b-苯乙烯磺酸酯-b-对叔丁基苯乙烯)、或聚[叔丁基苯乙烯-b-(乙烯-交替-丙烯)-b-(苯乙烯磺酸酯)-b-(乙烯-交替-丙烯)-b-叔丁基苯乙烯]。
在一些实施方案中，磺化聚合物含有>15mol％、或>25mol％、或>30mol％、或>40mol％、或>60mol％的磺酸或磺酸盐官能团，基于可用于或易于磺化的聚合物中的单体单元(例如苯乙烯单体)的数目。
在一些实施方案中，磺化聚合物具有>0.5meq/g、或>0.75meq/g、或>1.0meq/g、或>1.5meq/g、或>2.0meq/g、或>2.5meq/g、或<5.0meq/g的离子交换能力。
任选的添加剂：在一些实施方案中，磺化聚合物还含有以下物质或可与以物质下络合，或另外与以下物质形成混合物、配混物等：抗生素例如对羟基苯甲酸丁酯和三氯生，例如抗微生物表面活性剂、脂质、纳米颗粒、肽、抗生素或抗病毒药、含季铵和鏻的聚合物、壳聚糖和其它天然存在的抗微生物聚合物、离子交换树脂、金属基微米和纳米结构材料例如银、铜、锌和钛及其氧化物，以增强抗微生物效力。
在一些实施方案中，磺化聚合物还包含添加剂用于装饰或安全作用，例如发光添加剂，如将帮助或能够使磺化聚合物层发亮的磷光和荧光添加剂。
在一些实施方案中，任选的添加剂是在特殊UV或黑光示踪剂下发亮的光学增亮剂添加剂，从而允许物理检查以验证想要表面被涂覆或保持完整，从而提供预期的抗微生物/自消毒效果。
在一些实施方案中，光学添加剂是UV稳定剂，例如本领域已知的UV吸收剂、淬灭剂。
在一些实施方案中，磺化聚合物还包含将帮助用颜色改变pH指示剂发出其抗微生物效果的信号或给出其指示的添加剂。实例包括百里酚蓝、甲基橙、溴甲酚绿、甲基红、溴百里酚蓝、苯酚红和酚酞。颜色改变意为色度从明亮至较暗颜色改变，或反之亦然。颜色指示剂可表明是否推荐保护层的抗微生物活性的恢复、再生或再活化。以充足的量引入颜色指示剂使得当磺化聚合物材料的效力改变时，例如当它的表面pH增加2.0以上时，立即观察到颜色色度的明显改变。在一些实施方案中，颜色指示剂的量为在经常触摸的表面上作为保护层施涂的磺化聚合物的量的0.1-20重量％。
除了以上任选的组分外，可以任何组合掺入其它添加剂例如增塑剂、增粘剂、表面活性剂、成膜添加剂、染料、颜料、交联剂、UV吸收剂、催化剂、高度共轭的颗粒、片材或管(例如炭黑、石墨烯、碳纳米管)等，只要它们没有降低材料的效力即可。
磺化聚合物的性能：当作为薄保护层施涂时，磺化聚合物表征为透明的。透明度是指光学清晰度，意为透射通过足够的光以允许观察者通过膜的可视性。虽然可以存在一些雾度或着色，但是这样的雾度或着色没有显著干扰可视性。在一些实施方案中，抗微生物磺化聚合物层的透射率为至少90％或至少91％，或清晰度为至少99％或99.5％，或雾度值<1.5％、或<1.25％、或<1.0％、或<0.75％。可根据ASTM D-1003测量雾度。这是与具有94.5％的透射率、0.1的雾度和100％的清晰度的透明丙烯酸层对比。
在一些实施方案中，磺化聚合物表征为具有抗起雾性能，具有>5分钟的T起雾，即在约5分钟内在具有磺化聚合物涂层的基材表面上没有形成雾。在一些实施方案中，T起雾>15分钟、或>30分钟。
在一些实施方案中，磺化聚合物表征为被充分磺化以具有>0.5meq/g、或1.5-3.5meq/g、或>1.25meq/g、或>2.2meq/g、或>2.5meq/g、或>4.0meq/g、或<4.0meq/g的IEC。
在一些实施方案中，磺化聚合物表征为具有<3.0、或<2.5、或<2.25、或<2.0、或<1.80的表面pH。据信，作为在保护层中存在磺酸官能团的结果，充分低的表面水平将对于接触表面的微生物具有灾难性影响。
在一些实施方案中，磺化聚合物在＜30分钟的暴露或＜5分钟的暴露内或与微生物的接触中有效地破坏/灭活至少99％、或至少99.5％、或至少99.9％的微生物，所述微生物包括但不限于MRSA、抗万古霉素屎肠球菌、X-MuLV、PI-3、SARS-CoV-2、抗碳青霉烯鲍氏不动杆菌和流感A病毒。在使用含有季铵基团的聚合物的实施方案中，材料有效杀死的目标微生物包括金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色葡萄球菌、大肠杆菌、立枯丝核菌和尖孢镰刀菌。磺化聚合物甚至在4小时之后、或12小时之后、或至少24小时、或至少48小时仍有效杀死微生物。
在一些实施方案中，磺化聚合物是磺化的嵌段共聚物，例如中间嵌段-磺化的五嵌段共聚物，其含有>40mol％的磺酸或磺酸盐官能团，基于单体单元的数目。在模拟清洁磺化聚合物膜表面的测试中，2400次清洁或磨损循环代表在使用中200天(至少6个月)每天6次清洁(每次用乙醇和/或季铵化合物清洁剂进行4次摩擦运动)。
在面罩上施涂保护层的方法：磺化聚合物可作为涂层或作为自粘合保护膜施涂到面罩的透明板上作为保护性涂层。可在制备面板前后以及在面板引入面罩中前后，将磺化聚合物施涂至基材上，作为厚度<1000μm、或>1μm、或>5μm、或>10μm、或<500μm、或<200μm、或<100μm、或1-1000μm、或1-500μm、或1-200μm、或1-100μm的保护层用于自杀菌表面。
基底或基材(用于形成面板)由各种材料形成。实例包括但不限于聚酯例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯、二乙二醇碳酸烯丙酯、聚丙烯酸酯例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、乙酸丁酸纤维素、玻璃、及其组合。基材可为通过已知方法例如吹塑、流延、挤出、注塑等形成的材料的膜、片、板或面中的任一种。基材的厚度使得它足够硬以防止塌陷，但足够柔韧以弯曲，例如0.001-2mm、或0.01-0.5mm、或0.1-0.4mm、或<0.5mm、或至少0.05mm。
在一些实施方案中，磺化聚合物材料以至多10重量％、或至多20重量％、或至多50重量％的量分散在溶剂中，用于涂覆基底或基材作为保护层。取决于使用的磺化聚合物，示例性溶剂包括但不限于水、异丙醇、丙酮、N,N-二甲基乙酰胺、1-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二氧戊环、2-甲氧基乙醇、二甲基甲酰胺或苄醇。在一些实施方案中，通过以下步骤施涂磺化聚合物：在合适溶剂中制备聚合物的溶液，然后流延到待随后形成为面板的基材上，其中使用流延刀调节保护性聚合物层的厚度，之后进行干燥。
在一些实施方案中，通过包括但不限于将基材喷涂或浸没到含有磺化聚合物的溶液或分散体的方法在面板上形成保护性磺化聚合物层。可顺序施涂多个涂层。面板可作为单件用磺化聚合物材料涂覆，或面板可由大件的涂覆基材切割成形成面板的形状而形成。
在一些实施方案中，将磺化聚合物层施涂在面板上作为剥离-粘贴膜。首先剥离所述剥离-粘贴膜以去除任选的载体/防粘衬里(如果存在)，然后直接施加到基底或基材上作为保护层。在膜被置于面板上之后，可用橡胶滚轴或手指的轻微敲击以去除膜和面板之间的滞留空气。在用作面板的保护层覆盖物一段时间之后，可剥离具有磺化聚合物保护层的可释放的剥离-粘贴膜，并用新的剥离-粘贴膜替换用于保护。
在使用具有抗起雾性能(例如具有>15、或>30分钟的T起雾)的磺化聚合物材料的实施方案中，磺化聚合物材料用于同时涂覆接触微生物的透明面板的外表面以及面向佩戴者的内表面以最小化佩戴过程的雾形成。
将参考显示面罩的各种实施方案与附接结构的不同实施方案的附图。
图1说明面板的截面构造的实施方案，其中透明基材上具有保护性抗微生物聚合物层。在这个实施方案中，面板102在两个表面上具有抗微生物聚合物作为保护层。如显示，透明基材140具有适于面对佩戴者(未显示)设置的第一表面142(即内表面142)和与内表面142相对设置的第二表面144(即外表面144)。使用磺化聚合物来涂覆或施涂至两个表面上作为第一聚合物膜150和第二聚合物膜152。聚合物膜可施涂为单独层(例如通过流延)或通过涂覆基材140的第一和第二表面，从而形成层压体结构。第一聚合物膜150限定暴露于微生物例如病毒或细菌的面板102的外表面138。第二聚合物膜152施涂为与基材140的内表面142接合和邻接，并由此限定面对面罩的佩戴者的内表面136。
第一和第二聚合物膜可为相同的或不同的磺化聚合物。在一些实施方案中，第二聚合物膜152包含来自Kraton Corporation具有抗起雾性能的磺化的嵌段共聚物材料，从而允许佩戴者通过面板102更好地看见。在一些实施方案中，随时间推移可将磺化聚合物膜的额外的“新鲜”或新层施涂至第一聚合物膜上，以使面板继续充当自杀菌保护设备。
图2说明面罩100的实施方案。面罩100包括适于布置在佩戴者200(未显示)的面部前方的透明面板102。面板102在形状上可以是平的，或显著弯曲的，具有顶边104、与顶边104相对设置的底边106、第一侧边108和第二侧边110。当面罩100固定到佩戴者200时，顶边104可以邻近佩戴者200的前额设置，而底边106远离佩戴者200的前额设置。因此，底边106可以相对于顶边104邻近佩戴者的下巴设置。第一侧边108和第二侧边110从顶边104延伸至底边106，并彼此相对设置。
面罩100可以包括用于固定面板102到佩戴者200的附接结构120，其适于将面板120设置在佩戴者200的面部前方。附接结构120适于固定面罩100到佩戴者的头部，并包括在与第一侧边108和顶边102相邻的位置与面板102连接的第一带122，和在与第二侧边110和顶边102相邻的位置与面板102连接的第二带124。附接结构120包括用于将第一带122与第二带124附接的连接器126。
在一些实施方案中，连接器126可以包括与第一带122附接的凸部件128和与第二带124附接并适于与凸部件128可移除接合的凹部件130。在一些实施方案(未显示)中，连接器126可以是具有与第一带122附接的钩部件和与第二带124附接的环部件的钩环组件。在一个实施方案(未显示)中，第一带122和第二带124可以与面板102的内表面136胶粘附接。在一些实施方案(未显示)中，面板102可以包括从内表面136延伸至外表面并邻近侧边108、110布置的开口，和带122、124可以通过将带122、124中每个的一部分插入穿过各开口并然后打结从而与面板102附接。应理解，带122、124可以通过本领域已知的任何机制或方法与面板102附接。
在实施方案(未显示)中，附接结构120可以为一端附接或系在或靠近第一侧边108的顶部和另一端附接或系在或靠近第二侧边110的顶部的单个弹性带。
在一些实施方案(未显示)中，面板102可以内置作为分防护服(例如个人防护装备)的一部分。
图3说明面罩300的供选择的实施方案。面罩300与面罩100类似，其差异在附接结构302和泡沫部件306。应理解，面罩100、300的类似部件由相同的附图标记表示。附接结构302是与面罩300的面板102连接的弹性带304并适于固定面罩300至佩戴者200的头部，使得面板102在佩戴者的面部前方。泡沫部件306与面板102的内表面136附接并邻近面板102的顶边104布置。泡沫部件306向佩戴者200的前额提供缓冲效果，并且可为可移除的。
图4说明面罩400的又一供选择实施方案，其与面罩100类似但具有不同的附接结构402。面罩100、300和400的类似部件由相同的附图标记表示。附接结构402包括与面罩400的面板102附接且从第一侧边108向外延伸的第一带404和与面板102附接的且从第二侧边110向外延伸的第二带406。连接器408用于使第一带404与第二带406附接。连接器408可以是与第一带404附接的扣环410，其适于与第二带406可移除接合。扣环410可以与第一带404通过缝合或通过魔术贴(未显示)附接。如本领域已知的，第二带406通过将一部分的第二带406插入扣环410内从而与扣环410附接。在一些实施方案中，第一带404和第二带406彼此整体形成并且一部分带与面板102的内表面136胶粘附接(或通过魔术贴)，并以弧形的方式从第一侧边108向第二侧边110延伸。
图5说明面罩500的又一实施方案，其具有不同的附接结构502。附接结构502可以是与面罩500的面板506附接的眼镜的框架504。面板506在功能上与面罩100的面板102类似，具有透明的层压体。框架504包括彼此间隔布置的和从面板506的侧壁512、514向外延伸的两个镜腿或臂508、510。第一镜腿508从第一侧边512延伸，而第二镜腿510从第二侧边514向外延伸。框架504包括适于支撑在佩戴者200的鼻上的鼻梁架520和在鼻梁架520下固定的鼻垫522、524。鼻垫522、524适于邻接佩戴者200的鼻子，并帮助将框架504以及因此将面板506保持在适当位置，同时提供舒适性和紧密贴合性。
框架504包括从鼻梁架520延伸到第一镜腿508的第一弧形部分530，和从鼻梁架520延伸到第二镜腿510的第二弧形部分532。面板506可以与两个弧形部分530、532附接，使得鼻梁架520、鼻垫522、524和弧形部分530、532布置在佩戴者200(未显示)的面部和面板506之间。两个镜腿508、510适于搁置在佩戴者200的耳朵上，以将面罩固定在佩戴者200上。鼻梁架520、鼻垫522、524和弧形部分530、532中的一个或多个可以邻接面板506的内表面，并且可以与面板506接合/附接。在一些实施方案中，框架504和面板506可以整体形成。或者，面板506可以与框架504可移除接合。另外或任选地，面罩500可以包括与弧形部分530、532和鼻梁架520中的任一个接合的缓冲垫(未显示)，并且适于接触佩戴者200的眼睛和鼻子周围以提供缓冲效果。
图6说明面罩600的另一实施方案，其中面板602经由边缘部分630和632附接至眼镜604或者与眼镜604可移除接合。面板602类似于其它实施方案中的面板。图7说明可与可拆卸面板(未显示)一起使用的保护眼镜604的实施方案。
眼镜包括两个镜腿或臂608、610(图6中未显示)，布置成彼此间隔开并且适于搁置在佩戴者200的耳朵上，和适于支撑在佩戴者200(未显示)的鼻子上的鼻梁架620。眼镜604可以包括从鼻梁架620延伸到第一镜腿608的第一边缘部分630，和从鼻梁架620延伸到第二镜腿610的第二边缘部分632。为了便于面板602的可移除接合，眼镜604可以包括多个夹子640(如图7中显示)。面板602可以布置在边缘部分630、632和缓冲垫638之间。在一个实施方案中，面板602(未显示)可以与边缘部分630和632整体形成。
任选地，眼镜604可以包括与边缘部分630、632和鼻梁架620接合的缓冲垫638，并且适于接触或密封佩戴者200的眼睛和鼻子周围以提供缓冲效果。应注意，透镜634和636也可用磺化聚合物层保护或涂覆。
图8说明又一面罩800，其中与图1中的面罩100类似的部件由相同的附图标记表示。结构802包括第一臂804和与第一臂804间隔开并相对布置的第二臂806，从而便于将面罩800固定到佩戴者头部(未显示)。第一臂804从第一侧边108向外延伸，并且适于基本上沿着第一侧例如头的右侧和右肩上方布置。类似地，第二臂806从第二侧边110向外延伸，并且适于基本上沿着第二侧例如头的左侧和左肩上方布置。每个臂804、806可以包括接合结构，例如第一接合结构808，例如至少一个第一切口810，和第二接合结构812，例如至少一个第二切口814，其可适于与束带或耳环接合，从而便于将面罩800固定到佩戴者。
在一些实施方案(未显示)中，面板102包括用于使面板搁置在佩戴者的鼻子上的鼻腔和/或缓冲。在又其它实施方案(未显示)中，成型第一臂和第二臂使得它们贴合在佩戴者的耳垂周围，从而保持面罩固定以保护佩戴者的面部。
图9说明面罩900的又一实施方案，其具有与图1中的附接结构120不同的附接结构902。附接结构902包括第一臂904和与第一臂902间隔开并相对布置的第二臂(未显示)，从而便于将面罩900固定到佩戴者的头部。第一臂902从面罩900的面板906的第一侧边908向外延伸，并且适于基本上沿着第一侧例如头的右侧和右肩上方布置。第二臂(未显示)从面板906的第二侧边向外延伸，并且适于基本上沿着第二侧例如头的左侧和左肩上方布置。每个臂可以包括接合结构例如第一臂902包括接合结构910例如孔912，以便于将面板906固定在佩戴者200的面部前方。
附接结构902包括适于布置在佩戴者200的头部上方的帽920，并且可以包括保持结构，例如适于与第一臂902和第二臂的接合结构接合的第一保持结构922和第二保持结构(未显示)。保持结构922可以是从帽920向外延伸的突起924。第一臂902和第二臂可以与帽920接合，使得突起924延伸穿过各个孔912，以便面板906支撑在各个突起924上，使得面板906可相对于帽920在第一位置(例如向上位置)和第二位置(例如向下位置)之间旋转。形成面板906使其形状或轮廓与佩戴者200的面部轮廓对应。
在一些实施方案(未显示)中，面罩的面板仅覆盖鼻子和嘴。面罩具有两个与眼镜类似的围绕佩戴者耳朵的可调节的臂或镜腿。
图10说明又一面罩1000，其包括面板1002、支撑面板1002并沿面板1002的边缘延伸的框架1004。面罩包括适于设置在佩戴者(未显示)的头部上并枢转地连接到框架1004的帽(头盔或帽子)1006。框架1004和帽1006一起限定将面罩1000固定到佩戴者的附接结构1008，使得面板1002布置在佩戴者的面部前方。
图11说明另一面罩实施方案1100。面罩1100适于仅覆盖一部分佩戴者(未显示)的面部。面罩1100包括面板1102和框架1104，该框架1104支撑面板1102并沿着面板1102的边缘延伸，使得框架1104围绕面板1102。具有涂有磺化聚合物层的透明层压体的面板1102适于设置在佩戴者眼睛的前方，因此也可以用作保护性眼镜。如显示，框架1104可以包括鼻部1106，当面板1102固定在佩戴者200的面部上时，所述鼻部1106限定搁置在佩戴者鼻梁架上的鼻腔。框架1104包括适于沿着佩戴者200的前额延伸的顶部件1108，和从顶部件1108向下延伸的两个侧部件1110、1112。面罩1100可以包括附接到顶部件并且适于邻接佩戴者200的前额的垫1114。垫1114可以包括提供缓冲效果的橡胶基材料。
可授予专利的范围由权利要求书限定，权利要求书包括本领域技术人员想到并且可未被附图说明的其它实施例，例如具有可移除的透明面板的面罩，该面板可被移除并用另一面板替换，或者可夹在眼镜框上的面罩，或者具有钩环紧固件组件(例如魔术贴)带用于作为面罩的附接结构使用的面罩。面罩也可为与形成面板的基材一体的附接结构的单件，或者连接到使用者穿戴的防护服的面罩，面罩是防护服的头部服装的集成部分，或者用于插入防护服或防护头部服装中或者用于附接到帽或帽子(例如使用钩环紧固件例如魔术贴)上的可移除面板。
实施例
实施例1：进行测试以评价磺化聚合物的抗微生物功效和长期抗病毒性能，具有52％磺化的聚[叔丁基苯乙烯-b-(乙烯-交替-丙烯)-b-(苯乙烯-共聚-苯乙烯磺酸酯)-b-(乙烯-交替-丙烯)-叔丁基苯乙烯]的磺化的五嵌段共聚物(SPBC)的膜样品从甲苯和1-丙醇的1:1混合物中制备。磺化聚合物膜样品经历在3种常见消毒剂(70％乙醇、氯化苯甲烃铵和季氨)的存在下的2200个循环的磨损测试，并暴露于浓度107pfu/ml的SARS-CoV-2病毒悬浮液。
在2小时的接触之后，通过用500μl的含有10％血清的DMEM组织培养基洗涤两次而从每个样品回收活病毒，并通过连续稀释噬斑试验测量。Gibco Dulbecco's改良伊格尔培养基(DMEM)是支持许多不同哺乳动物细胞生长的基础培养基。结果表明，在代表大约一年的清洁(6次消毒擦拭/天)的磨损测试之后，表面pro Gibco Dulbecco's改良伊格尔培养基(DMEM)是广泛使用的支持许多不同哺乳动物细胞生长的基础培养基。
实施例2：在这个实施例中，通过将磺化的嵌段聚合物溶液(在1:1比例的甲苯/1-丙醇中的磺化的嵌段聚合物)流延到1mil(25.4μm)厚的Mylar片上来构造多层层压体。
流延在具有流延叶片例如Elcometer 4340的机械流延台上进行，所述流延叶片控制流延在基材上的溶液的厚度和速度。将取决于所需厚度的设定量的磺化聚合物倾倒在基材上。在液体上拉动流延叶片，在基材上产生均匀厚度。接着将材料置于其中溶剂可缓慢蒸发的腔室中。在所有溶剂蒸发之后，流延完成，从而形成厚度为0.0176英寸(0.044cm)-0.0003英寸(0.00076cm)的层压体结构。
使用表面pH测量探针(EDT Direction Limited型号E8087)测量抗微生物层的表面pH。对于pH测试而言，将约0.02ml的水的小水滴置于抗微生物层上。将探针置于水滴的顶部，并与层的表面接触，5分钟后测量pH，得到2.0的pH。
实施例3：在可见光下在室温下浸入二氧化硫/氯气混合物(3:1体积比)中六小时使0.5mm厚的聚乙烯平片氯磺化。然后将氯磺化的聚乙烯片在50℃下浸入1N NaOH中两天以将磺酰氯侧基(--SO2Cl)水解为磺酸基(--SO3Na+)。通过在室温下用1N HCl处理该片四小时获得磺酸形式。然后用去离子水洗涤该片并在真空下干燥。每g聚乙烯的磺酸基的毫当量(meq)通过用NaOH滴定测定，并发现为1.69meq/g。可将磺化聚乙烯片切割成合适的尺寸以保护表面。
实施例4：将二氯甲烷(50ml，66g)和氯磺酸(0.7-1.4g)依次加入到广口玻璃瓶(120ml容量，2英寸直径)。将10ml该溶液加入到广口玻璃罐(410ml，3英寸直径)中的二氯甲烷(50ml，66g)中。向该混合物加入1mil(0.001英寸，0.0025cm)无色PPS(聚苯硫醚)膜。使该膜在25℃下反应不同的时间，同时悬浮在反应溶液中。在变化的反应时间之后，然后将黑色膜加入蒸馏水(200ml)并且膜变成浅黄色。用更多的水(约2升)充分洗涤该膜，然后在水(250ml)中煮沸约1小时。然后将该膜悬浮于1摩尔氯化钠(220ml)中并通过用0.01摩尔氢氧化钠滴定至pH 7终点来测定磺化的量。随着反应时间的磺化量(以meq/g SO3H计)为0.64(1小时)、1.27(6.5小时)、1.71(16小时)、1.86(24小时)、2.31(48小时)和2.6(60小时)。磺化的聚(苯硫醚)膜可用于抗微生物应用，作为与面罩一起使用的涂层材料或保护膜。
如本文所用，术语“包含/包括”意为包括在该术语之后确定的要素或步骤，但任何此类要素或步骤不是穷举的，并且实施方案可包括其它要素或步骤。虽然术语“包含”和“包括”在本文中已用于描述各个方面，但术语“基本上由...组成”和“由...组成”可代替“包含”和“包括”使用以提供本公开内容的更具体方面并且也被公开。
就本说明书和所附权利要求书的目的而言，除非另外指出，否则说明书和权利要求书中使用的表示数量、百分比或比例的所有数字应理解为在所有情况下都由术语“约”修饰。因此，除非指出相反情况，以下说明书和所附权利要求书中列出的数值参数是近似值，其可取决于寻求获得的所需性能而变化。应指出如本说明书和所附权利要求书中使用的，除非清楚和明确地限制为一个所指物，否则单数形式“一个”、“一种”和“所述/该”包括复数所指物。如本文使用，术语“包括”和它的语法变体意为非限制性的，使得列表中项目的记载不排除可被取代或添加到所列项目的其它类似项目。
除非另外规定，本文所用的所有技术和科学术语具有与所公开公开内容所属领域的技术人员常理解的相同含义。对元素、材料或其它组分的种类的记载，从中可选择单独的组分或组分的混合物，意在包括所列组分和它们混合物的所有可能的亚种类组合。
可授予专利的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实施例。如果这些其它实施例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等同结构要素，则它们意在处于权利要求的范围内。在不与本文不一致的程度上，本文提及的所有引用文献均通过引用并入本文。

Claims (15)

1.一种面罩，其包括构造为面向佩戴者的面部的至少一部分延伸的透明面板，所述透明面板包括：
具有适于面对佩戴者的面部设置的第一表面和与第一表面相对放置的第二表面的基材，和
第一表面和第二表面中至少之一受到磺化聚合物层的保护，其中所述磺化聚合物层用于在与所述透明面板接触的120分钟内杀死至少90％的微生物，
其中所述磺化聚合物层基本上由磺化聚合物组成，所述磺化聚合物选自全氟磺酸聚合物、聚苯乙烯磺酸盐、磺化的嵌段共聚物、磺化聚烯烃、磺化聚酰亚胺、磺化聚酰胺、磺化聚酯、磺化聚砜、磺化聚酮、磺化聚(芳醚)及其混合物，和所述磺化聚合物具有>10％的磺化程度；和
其中所述磺化聚合物层具有至少>1μm的厚度。
2.根据权利要求1所述的面罩，其中所述磺化聚合物具有>0.5meq/g的离子交换能力(IEC)。
3.根据权利要求1所述的面罩，其中所述磺化聚合物层具有至少>5μm的厚度以在六个月的保护之后在120分钟的接触内杀死>95％的微生物。
4.根据权利要求1所述的面罩，其中所述磺化聚合物具有10-100mol％的磺化程度。
5.根据权利要求1所述的面罩，其中所述磺化聚合物是具有以下一般结构的选择性磺化的荷负电阴离子嵌段共聚物：A-B-A、(A-B)n(A)、(A-B-A)n、(A-B-A)nX、(A-B)nX、A-D-B、A-B-D、A-D-B-D-A、A-B-D-B-A、(A-D-B)nA、(A-B-D)nA(A-D-B)nX、(A-B-D)nX或其混合物，其中
n是0-30的整数，
X是偶联剂残基，
每个A和D嵌段是耐磺化的聚合物嵌段，
每个B嵌段是易磺化的嵌段，
A嵌段选自聚合的(i)对位取代的苯乙烯单体、(ii)乙烯、(iii)3-18个碳原子的α烯烃、(iv)1,3-环二烯单体、(v)在氢化前具有小于35mol％的乙烯基含量的共轭二烯的单体、(vi)丙烯酸酯、(vii)甲基丙烯酸酯和(viii)其混合物；
B嵌段是乙烯基芳族单体，和
D嵌段是选自异戊二烯、1,3-丁二烯及其混合物的共轭二烯的氢化聚合物或共聚物；和
其中为了涂层材料在30分钟的接触内杀死至少99％的微生物，嵌段B被选择性磺化以含有10-100mol％的磺酸或磺酸盐官能团，基于单体单元数。
6.根据权利要求1所述的面罩，其中所述磺化聚合物层具有<3.0的表面pH。
7.根据权利要求1所述的面罩，其中用至少一种选自铵、
Figure FDA0003892391820000023
吡啶
Figure FDA0003892391820000022
和锍盐的盐中和所述磺化聚合物。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的面罩，其中通过浸涂、喷涂、分散涂敷、溶剂流延，将所述磺化聚合物层施涂至所述第一表面和第二表面之一上，或者将所述磺化聚合物层作为剥离-粘贴膜胶粘连接到所述第一表面和第二表面之一上。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的面罩，其还包括与所述面板连接且构造为将所述面板固定在佩戴者的面部前方的附接结构。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的面罩，其中所述附接结构是与所述面板的第一侧边和第二侧边附接的弹性带。
11.根据权利要求1-7中任一项所述的面罩，其中所述附接结构包括：
与所述面板的第一侧边附接的第一带，
与所述面板的第二侧边附接的第二带，和
具有与第一带附接的第一部件和与第二带附接的第二部件并适于与第一部件可移除接合以便于所述附接结构与佩戴者头部接合的连接器。
12.根据权利要求1-7中任一项所述的面罩，其中所述透明面板是可移除的。
13.根据权利要求1-7中任一项所述的面罩，其中所述附接结构包括以下任一个：
适于戴在佩戴者的头部上的帽，其中所述面板适于与所述帽可移除接合；
与所述面板可移除接合的眼镜框架；
钩环紧固件组件；和
由佩戴者穿戴的防护服。
14.根据权利要求1-6中任一项所述的面罩，其中形成所述面板的基材包括选自以下的材料：聚酯、聚碳酸酯、二甘醇碳酸烯丙酯、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、乙酸丁酸纤维素、玻璃及其组合，和其中形成所述面板的基材具有0.001-2mm的厚度。
15.根据权利要求1-6中任一项所述的面罩，其中面对穿戴者的面部的第一表面被T起雾>15分钟的磺化聚合物层保护。
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