一种用于防护口罩的抗菌型熔喷布层制备方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种用于防护口罩的抗菌型熔喷布层的制备方法，所述方法包括步骤S10，预配置定制唾液酸配体功能分子；步骤S20，对所熔喷布进行官能团化预处理得到官能团化熔喷布；步骤S30，将所述定制唾液酸配体功能分子通过化学接枝在所述官能团化熔喷布的表面纤维，形成抗菌型熔喷布层；在不改变关键过滤材料性能的前提下赋予过滤材料广谱、高效的主动抗菌功能，通过对过滤材料表面的改性接枝高亲和定制唾液酸配体功能分子，改性后的过滤材料通过高亲和识别结合病毒表面蛋白来捕获多种病原体颗粒，能有效避免了吸附的病原体颗粒的二次扩散污染；对口罩过滤材料直接进行改性接枝，提高对病原体颗粒的捕获固定能力的同时不影响关键过滤性能。

A preparation method of antibacterial melt blown cloth layer for protective mask

【技术实现步骤摘要】
一种用于防护口罩的抗菌型熔喷布层制备方法
本专利技术涉及卫生用品制备
，特别是涉及一种用于防护口罩的抗菌型熔喷布层制备方法。
技术介绍
呼吸防护口罩在呼吸道感染疾病的防护方面发挥了重要的作用，如2002年的SARS、2009年的甲型流感、2012年的MERS以及2019年末爆发的新冠肺炎。目前市面上占主流的是一类被动型生物防护口罩，主要通过物理方法如尺寸过滤、静电吸附等来隔离病毒，其主体过滤材料为超细静电纤维的聚丙烯熔喷布，适于口罩熔喷过滤级别有：普通级、BFE95(滤效95％)、BFE99(滤效99％)、VFE95(滤效99％)、PFE95(滤效99％)、KN90(滤效90％)等。防护口罩选用熔喷布的克重越高，防护过滤效果越好，但熔喷层过多，则呼吸阻力增大，呼吸比较困难，一般医用防护口罩选用20g熔喷布，而N95采用40g甚至更高。此外，近年来还开发了数种主动型抗菌生物防护口罩，主要通过在口罩材料中添加某种抗菌成分如纳米银、抗微生物药剂等来制备抗微生物功能层，从而赋予口罩的主动抗菌功能。目前市面上主要应用的是被动型生物防护口罩，主要以物理方式滤除空气中病原体或物理颗粒，其对颗粒物的过滤效率可达到95％甚至99％，理论上可以对人们提供有效的防护。然而，一方面口罩上吸附的具有传染性的病原体可能会再次扩散对环境和人造成二次污染，如Kennedy等以1uM的聚苯乙烯微球模拟炭疽孢子，以2种N95口罩-Moldex2200N95和3M8210为研究对象，其在吸附了2千万微球后，Moldex2200N95处理时平均释放量为0.16％，而3M8210的平均释放量为0.29％(JOccup.Environ.Hyg.,2004,1,7-10)，这提示了口罩上物理吸附的颗粒物仍有可能发生再次扩散；另一方面，在面对具有高传染性、高致病性病原体时，即使少量病原体也能感染人体，因此被动型生物防护口罩可能无法有效阻断高传染性、高致病性病原体，从而无法达到理想的防护效果，尤其在医院等高危地区对临床一线医护人员和就诊患者的防护效果不甚理想；近年来发展的一些主动型抗菌生物防护口罩，主要通过在口罩材料中添加抗菌成分来制备抗微生物功能层赋予了口罩主动抗菌功能。但是，一方面这种抗微生物材料往往作为单独的抗菌功能层被额外引入口罩产品中，增加了口罩中过滤材料的层数和厚度，从而导致口罩呼吸阻力上升，增加了医务人员和呼吸道疾病患者长时间佩戴口罩的呼吸负担；另一方面，在与本专利技术最相似的Innonix公司的RespoKare主动防护口罩中，通过在其抗菌层-BioFriend(TM)纺织物表面接枝天然唾液酸配体分子来模拟人类细胞表面结构捕获病原体，但天然唾液酸配体分子同病毒表面蛋白的识别结合作用是一种低特异、低亲和的结合模式，对多种病原体的识别捕获效率欠佳，且其抗菌层中包含的重金属离子有环境污染风险。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种用于防护口罩的抗菌型熔喷布层制备方法。为了解决上述问题，本专利技术实施例公开了一种用于防护口罩的抗菌型熔喷布层制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S10，预配置定制唾液酸配体功能分子；步骤S20，对所熔喷布进行官能团化预处理得到官能团化熔喷布；步骤S30，将所述定制唾液酸配体功能分子通过化学接枝在所述官能团化熔喷布的表面纤维，形成抗菌型熔喷布层。进一步地，所述步骤S10，预配置定制唾液酸配体功能分子，包括：获取天然唾液酸分子Neu5NAc为初始原料，将所述天然唾液酸分子Neu5NAc在促进剂作用下引入R3基团至羧基得到中间体；所述中间体在氯代及乙酰化试剂制备得到全乙酰氯代糖，所述全乙酰氯代糖在催化剂作用下发生糖基化反应得到2-位延伸侧链的中间体，并在碱作用下脱乙酰，继而与磺酰化试剂反应在9位引入离去基团；所述2-位延伸侧链的中间体在碱作用下与取代试剂发生取代反应引入R1基团，继而一步同时脱除羧基保护基R3和功能侧链保护基R4后，将功能侧链末端基团转换为R2基团，得到定制唾液酸配体功能分子，所述定制唾液酸配体功能分子的通式X如下：其中，R1基团包括氨基、甲酰胺基、乙酰氨基、丙酰氨基、丁酰胺基、苯甲酰胺基及取代的苯甲酰氨基，功能侧链A的通式为或-CmH2mR2，其中n＝0-6；m＝2-10；R2基团包括氨基、叠氮基、巯基。进一步地，所述步骤S20，对所熔喷布进行官能团化预处理得到官能团化熔喷布，包括：将所述熔喷布浸润混有接枝剂和光引发剂形成的混合溶液，自然沥干至无明显液滴后，放入真空箱式紫外仪中照射，所述接枝剂在紫外光照射下经所述光引发剂与所述熔喷布的聚丙烯纤维发生自由基反应，在纤维表面接枝羧基基团，使得所述熔喷布表面官能化，官能化修饰后所述熔喷布通过丙酮和蒸馏水清洗，清洗后烘干待用，其中烘干条件为烘干温度60～80℃，烘干时间30～120min。进一步地，所述接枝剂包括丙烯酸、马来酸酐、丙烯酸酯、甲基丙烯酸，所述接枝剂浓度为0.1-10mM。进一步地，所选光引发剂包括二苯甲酮、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯，其与所述接枝剂的摩尔比为0.1％～5％。进一步地，所述紫外光所选的紫外灯波长为220～400nm范围内单一波长，波长误差范围±2nm，照射时间1～15min。进一步地，所述步骤S30，将所述定制唾液酸配体功能分子通过化学接枝在所述官能团化熔喷布的表面纤维，形成抗菌型熔喷布层，包括：将所述官能团化熔喷布浸润缩合剂溶液，活化所述官能团化熔喷布表面的羧基基团，自然沥干至无明显液滴后，喷洒含所述定制唾液酸配体功能分子的溶液，所述官能团化熔喷布表面活化的羧基与所述定制唾液酸功能分子侧链的末端氨基发生酰胺缩合反应，接枝后所述官能团化熔喷布通过蒸馏水洗净，洗净后烘干，其中烘干条件为烘干温度60～80℃，烘干时间30～120min，得到所述抗菌型熔喷布层。进一步地，所述缩合剂包括1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和氮-羟基丁二酰亚胺的组合物、4-(4,6-二甲氧基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐，所述缩合剂浓度为0.1～20mM。进一步地，所述定制唾液酸配体功能分子的溶液浓度为1～10mM。本专利技术实施例包括以下优点：通过预配置定制唾液酸配体功能分子；对所熔喷布进行官能团化预处理得到官能团化熔喷布；将所述定制唾液酸配体功能分子通过化学接枝在所述官能团化熔喷布的表面纤维，形成抗菌型熔喷布层；一种用于防护口罩的抗菌型熔喷布层制备方法，在不改变关键过滤材料性能的前提下赋予过滤材料广谱、高效的主动抗菌功能，一方面通过对过滤材料表面的改性接枝高亲和定制唾液酸配体分子，改性后的过滤材料通过高亲和识别结合病毒表面蛋白来捕获多种病原体颗粒，这种高亲和识别结合能有效避免了吸附的病原体颗粒的二次扩散污染；另一方面对口罩过滤材料直接进行改性接枝，在大幅提高对病原体颗粒的捕获固定能力的同时不影响关键过滤性能，不需额外抗菌功能层的引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于防护口罩的抗菌型熔喷布层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S10，预配置定制唾液酸配体功能分子；/n步骤S20，对所熔喷布进行官能团化预处理得到官能团化熔喷布；/n步骤S30，将所述定制唾液酸配体功能分子通过化学接枝在所述官能团化熔喷布的表面纤维，形成抗菌型熔喷布层。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于防护口罩的抗菌型熔喷布层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S10，预配置定制唾液酸配体功能分子；
步骤S20，对所熔喷布进行官能团化预处理得到官能团化熔喷布；
步骤S30，将所述定制唾液酸配体功能分子通过化学接枝在所述官能团化熔喷布的表面纤维，形成抗菌型熔喷布层。


2.根据权利要求1所述的用于防护口罩的抗菌型熔喷布层制备方法，其特征在于，所述步骤S10，预配置定制唾液酸配体功能分子，包括：
获取天然唾液酸分子Neu5NAc为初始原料，将所述天然唾液酸分子Neu5NAc在促进剂作用下引入R3基团至羧基得到中间体；所述中间体在氯代及乙酰化试剂制备得到全乙酰氯代糖，所述全乙酰氯代糖在催化剂作用下发生糖基化反应得到2-位延伸侧链的中间体，并在碱作用下脱乙酰，继而与磺酰化试剂反应在9位引入离去基团；所述2-位延伸侧链的中间体在碱作用下与取代试剂发生取代反应引入R1基团，继而一步同时脱除羧基保护基R3和功能侧链保护基R4后，将功能侧链末端基团转换为R2基团，得到定制唾液酸配体功能分子，所述定制唾液酸配体功能分子的通式X如下：



其中，R1基团包括氨基、甲酰胺基、乙酰氨基、丙酰氨基、丁酰胺基、苯甲酰胺基及取代的苯甲酰氨基，功能侧链A的通式为



或-CmH2mR2，其中n＝0-6；m＝2-10；R2基团包括氨基、叠氮基、巯基。


3.根据权利要求1所述的用于防护口罩的抗菌型熔喷布层制备方法，其特征在于，所述步骤S20，对所熔喷布进行官能团化预处理得到官能团化熔喷布，包括：
将所述熔喷布浸润混有接枝剂和光引发剂形成的混合溶液，自然沥干至无明显液滴后，放入真空箱式紫外仪中照射，所述接枝剂在紫外光照射下经所述光引发剂与所述熔喷布的聚丙烯纤维发生自由基反应，在纤维表面接枝羧基基团，使得所述熔喷布表面官能化，官能化修饰后所述熔喷布通过丙酮和蒸馏...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋婵，
申请(专利权)人：深圳市菩安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44