[发明专利]一种口罩用复合过滤材料及其制备方法、防护口罩

说明书

本发明公开了一种口罩用复合过滤材料及其制备方法、防护口罩，其中防护口罩的加工方法为：采用静电纺丝法将口罩用复合过滤材料添加至聚氨酯纤维中，用过热压制备得到夹心层，外层和内层使用普通无纺布材料，加工即得防护口罩；所述口罩用复合过滤材料由改性活性炭和以纤维素与氨基酸、1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和4‑二甲氨基吡啶反应、再经过高锰酸钾氧化得到中间体进行反应制得。本发明的防护口罩过滤效果好，可以有效过滤空气中的PM2.5等有害物质、杀菌抗病毒，呼气及吸气阻力小。

技术领域

本发明涉及过滤材料技术领域，具体涉及一种口罩用复合过滤材料及其制备方法、防护口罩。

背景技术

随着人们对环境空气质量越来越重视，对空气净化器械和防护口罩等也提出了更高要求，而过滤材料就是其中最重要的关键材料。高效的过滤材料具有过滤效率高、气流阻力小、机械强度大和均匀性好等特点。防护口罩以人体呼吸力为净化动力，净化大气环境以满足人体对洁净空气的需求。传统的纱布类口罩，孔径较大，对阻隔小粒径的PM2.5及病毒细菌等防护效果差，且舒适度也需要改进。中国专利CN105077760A公开了一种雾霾防护口罩，其中口罩主体包括内层无纺布、过滤层和外层无纺布；所述无纺布层设置在所述内层无纺布与过滤层之间和/或外层无纺布与过滤层之间；所述设置在外层无纺布与过滤层之间的无纺布层具有通孔，所述通孔的位置与外层无纺布的通孔位置相同，本发明的雾霾防护口罩能对雾霾起到一定的防护作用，还可以指示颗粒物的富集程度，方便使用者及时更换口罩，但口罩的舒适度较差，且过滤性能与抗菌性能还有待改进。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种口罩用复合过滤材料及其制备方法、防护口罩。

本发明采用的技术方案是：

防护口罩的加工方法为：采用静电纺丝法将口罩用复合过滤材料添加至聚氨酯纤维中，添加质量占比为0.3-0.7％，用过热压制备得到厚度为0.02-0.08mm的夹心层，外层和内层使用普通无纺布材料，加工为折叠型平板口罩，即得防护口罩。

所述口罩用复合过滤材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将活性炭与0.5-2mol/L的氢氧化钠水溶液按质量比1：(15-30)混合均匀，在400-800rpm下搅拌3-6h，过滤、干燥后再置于70-800℃、0.05-0.3g/min的水蒸气下进行处理1-3h，得到活化的活性炭；将4-8重量份活化的活性炭和60-150重量份无水乙醇混合，在超声功率300-500W、超声频率30-60kHz下超声20-50min，加入0.8-2重量份硅烷偶联剂，在60-80℃、300-500rpm下搅拌2-5h，洗涤，干燥，得到改性活性炭；所述活性炭可以为市售活性炭或自制活性炭；

S2、将纤维素溶于0.3-1mol/L的吗啉乙磺酸缓冲液中，其中纤维素的浓度为2-5wt％；加入氨基酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺和4-二甲氨基吡啶，在500-800rpm下搅拌10-30min，再置于30-40℃、500-800rpm下反应3-8h，洗涤，干燥，得到中间体A；所述纤维素、氨基酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、4-二甲氨基吡啶的质量比为(2-5):(0.5-2):(1-2):(1-3)；

S3、将2-5重量份中间体A和50-100重量份3-8wt％高锰酸钾水溶液混合均匀，在80-120℃下反应3-6h，制得中间体D；

S4、将3-8重量份改性活性炭分散在80-120重量份水中，加入0.5-2重量份1-羟基苯并三唑、1-4重量份中间体D，在20-40℃下反应3-5h，过滤，干燥，得到口罩用复合过滤材料。

活性炭内部具有晶体结构和孔隙结构，活性炭表面也有一定的化学结构。透气性好、轻便舒适、卫生环保，广泛应用于口罩等防护领域，含有的活性炭的口罩能对环境中的PM2.5、尘埃粒子、氮化物、病毒等有害物质多重隔离，清除有害物质，为人体提供洁净、安全的空气。