[发明专利]一种生物降解口罩及其制备方法

说明书

本发明提供了一种生物降解口罩，采用可降解高分子纤维和聚偏二氟乙烯纤维混纺后，得到蓬松结构的纤维膜，使得该生物降解口罩具有高过滤效率、低空气阻力的优点，不产生水珠，提高佩戴舒适性，且符合生物降解的标准，解决废弃口罩的污染问题。本发明提供的生物降解口罩的制备工艺稳定，可以连续工业生产，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于生活用品领域，具体涉及一种生物降解口罩及其制备方法。

背景技术

由于新型冠状病毒(2019-nCoV)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，并且，PP材料疏水，佩戴时间长了，口罩内层表面容易凝结水珠，影响佩戴舒适性。

现在的专利中，可降解口罩的专利，几乎都是通过静电纺丝技术制备的口罩过滤层。纤维集合体对微粒对捕集方式，有两种，一种是表面过滤，只能过滤除去粒径大于等于过滤介质孔径的颗粒；一种是深层过滤，当颗粒物直径小于过滤介质表面孔径时，颗粒物不能被介质表面捕获，进入到过滤介质内部被补集。极细粒子在空气中做布朗运动，过滤介质的空间厚度越大，颗粒物在过滤介质内部被捕获的概率越大。但是，静电纺丝制备的纳米纤维膜，由于纤维直径细，纤维膜堆积紧密，膜厚度比较薄，只能靠表面过滤。为了解决这个问题，常用的方法有制备梯度孔径的多层纳米纤维膜(如中国专利 CN111501199A)、多层纤维膜复合法(如中国专利CN104921342A)，这两种方法工艺复杂，不利于工业生产。因此，需要提供一种能够稳定工业生产的生物降解口罩，既能为人们提供健康防护，还能被生物降解，缓解环境压力。

发明内容

目前可降解材料带有亲水基团，在纤维表面形成水膜，从而导致驻极电荷难以长期保存，添加驻极体的话，驻极体在纺丝溶液中不稳定，会逐渐沉降，工业生产时，影响工艺稳定性。为了解决以上问题，本发明提供了一种生物降解的口罩，采用聚偏二氟乙烯和可降解高分子混纺，得到生物降解口罩，该口罩具有高过滤效率、低空气阻力、防止产生水珠的优点，而且可以稳定、连续工业生产。

本发明的目的之一在于提供一种生物降解口罩，包括内层、外层、阻隔过滤层、耳带，其中，所述的内层和外层为可降解布层，所述的阻隔过滤层包含可降解高分子材料、聚偏二氟乙烯。

其中，所述的可降解布层选自可降解无纺布、棉布中的至少一种；所述的可降解无纺布选自聚乳酸无纺布、聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯共聚酯无纺布中的至少一种；

所述的可降解高分子材料选自聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乳酸-己内酯共聚物、聚乳酸-羟基乙酸-己内酯共聚物中的至少一种；

所述的阻隔过滤层中，所述的聚偏二氟乙烯和可降解高分子材料的重量比为1:0.5～1:5，优选为1:1～1:3；

所述的耳带由生物可降解弹性体胶条或可降解布层包覆生物基可降解弹性体内芯制备得到，其中，所述的可降解布层选自可降解无纺布、棉布中的至少一种，所述的生物基可降解弹性体选自生物基可降解聚酯弹性体。

本发明的另一目的在于提供一种上述生物降解口罩的制备方法，包括先将包含有所述的可降解高分子材料、聚偏二氟乙烯在内的组分制备成所述的阻隔过滤层，再覆有内层、外层，并连接耳带后，即得所述的生物降解口罩。

具体地，所述的阻隔过滤层的制备方法包括：

步骤(1)纺丝液的制备：将可降解高分子材料溶解在溶剂S1中，将聚偏二氟乙烯溶解于溶剂S2中，分别配制成可降解高分子材料溶液、聚偏二氟乙烯溶液；

步骤(2)纳米纤维膜的制备：将步骤(1)中得到的可降解高分子材料溶液、聚偏二氟乙烯溶液进行静电纺丝，得到蓬松结构的纳米纤维膜；