一种多孔薄膜以及多孔性医用防护用品的成形方法技术

本发明专利技术属于复合材料加工成形技术领域，更具体地，涉及一种多孔薄膜以及多孔性医用防护用品的成形方法。将无机纳米材料与高分子材料充分混合，得到混合材料；然后将混合材料加热至熔融态，其中该混合材料中高分子材料熔融，而其中的无机纳米材料不熔融；然后将该熔融态混合材料辊压成膜，降温后得到薄膜材料；最后将薄膜材料置于刻蚀剂中，使得该薄膜材料中的无机纳米材料通过刻蚀除去，以形成纳米微孔，干燥后得到多孔薄膜，利用该多孔薄膜作为过滤材料制成口罩、隔离衣等多孔性医用防护用品其孔隙率可调、透气不透水且韧性高。透气不透水且韧性高。透气不透水且韧性高。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔薄膜以及多孔性医用防护用品的成形方法


[0001]本专利技术属于复合材料加工成形
，更具体地，涉及一种多孔薄膜以及多孔性医用防护用品的成形方法。

技术介绍

[0002]医用防护用品是医护人员的基本保障，起到隔离病菌、有害超细粉尘、酸性溶液、盐溶液的作用。目前市场上常见的口罩和医用防护服主要有聚丙烯纺粘布、聚酯纤维与木浆复合的水刺布、聚丙烯纺粘—熔喷—纺粘复合非织造布、高聚物涂层织物、聚乙烯透气膜/非织造布复合布五种。
[0003]超过62％的医用防护用品采用聚丙烯(PP)无纺布材料，外覆防护服专用透气膜，具有拨水性佳、透气性强，防静电等作用，兼具较佳的防渗透性，在抗多种有机溶剂、酸碱腐蚀的同时，具有较高的耐冲击性。机械性质强韧，质地柔软舒适。不助燃、无毒无刺激性，对皮肤无害。
[0004]然而，大部分无纺布材料采用熔喷法和静电纺丝技术，聚合物溶液或熔体经过熔融挤出、高温及高速热气流或高压静电场、静电驻极、收卷等关键生产工艺流程，该生产工艺流程中无法保证紊乱气流和复杂流场中丝与丝之间均匀地堆积和粘结，导致无纺布的孔隙率、孔径尺寸、比表面积等微孔结构均匀性差，所以现有技术通常通过增加防护产品的厚度(三层克重达60g/m2)来保障防护性能，然而防护产品厚度太大虽然能够一定程度地增加过滤效率，可是往往会导致防护产品透气性较差，因此现有技术的防护产品大多存在过滤效率与透气性等防护性能和使用性能之间无法调和的矛盾。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种过滤效率高且透气性好的多孔薄膜以及多孔性医用防护用品的成形方法，旨在解决现有技术的防护产品大多存在过滤效率与透气性等防护性能和使用性能之间无法调和的矛盾的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种多孔薄膜的成形方法，包括如下步骤：
[0007](1)将无机纳米材料与高分子材料充分混合，得到混合材料；
[0008](2)将步骤(1)所述混合材料加热至熔融态，其中该混合材料中高分子材料熔融，而其中的无机纳米材料不熔融；然后将该熔融态混合材料辊压成膜，降温后得到薄膜材料；
[0009](3)将步骤(2)所述薄膜材料置于刻蚀剂中，使得该薄膜材料中的无机纳米材料通过刻蚀除去，以形成纳米微孔，干燥后得到多孔薄膜。
[0010]优选地，所述无机纳米材料为零维纳米材料、一维纳米材料或二维纳米材料；所述无机纳米材料为无机氧化物纳米材料、无机碳化物纳米材料或无机盐纳米材料。
[0011]优选地，所述无机纳米材料的尺寸为10～200nm。
[0012]优选地，所述高分子材料为有机合成高分子材料或天然高分子材料。
[0013]优选地，所述高分子材料选自聚丙烯、聚乳酸、聚丙烯与聚乳酸的共聚物、纤维素
和壳聚糖。
[0014]优选地，所述无机纳米材料与高分子材料的质量比为1:3～1:5。
[0015]优选地，步骤(2)加热温度介于所述高分子材料的熔融温度和分解温度之间。
[0016]优选地，步骤(2)加热温度比所述高分子材料的熔融温度高出1～10℃。
[0017]优选地，步骤(2)将该熔融态混合材料采用挤出机挤出后在辊压机上辊压成膜。
[0018]优选地，步骤(2)通过多次重复辊压成形，将该熔融态混合材料辊压成膜。
[0019]优选地，所述步骤(2)所述薄膜材料的厚度为1μm～100μm范围。
[0020]优选地，步骤(3)在超声条件下进行刻蚀。
[0021]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种所述的成形方法制备得到的多孔薄膜。
[0022]按照本专利技术的另一个方面，提供了一种所述的成形方法制备得到的多孔薄膜的应用，用于制备多孔性医用防护用品。
[0023]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0024](1)本专利技术提供了一种多孔薄膜的成形方法，通过在高分子材料中混入无机纳米材料，加热至高分子材料熔融温度后辊压成型得到薄膜，然后通过溶剂刻蚀方法去除该薄膜中混入的纳米材料，加工得到孔隙率可调、透气不透水和高韧性的多孔性滤膜。
[0025](2)本专利技术多孔薄膜制备过程中，可以通过调控混合物材料中混入的纳米材料的含量，来调控最终制得的多孔薄膜中孔隙率和薄膜的比表面积，得到孔隙率可调进而过滤性能和透气性可调的多孔隙滤膜。
[0026](3)本专利技术提出的多孔薄膜进而多孔性医用防护用品的制备方法，由于制备得到的多孔薄膜中孔洞为纳米级孔，因此利用该多孔薄膜制备得到的医用防护用品透气性好且不透水。而且由于该多孔薄膜中孔隙均匀，过滤效率高，在制备医用防护用品时不需要通过增加厚度比如设置多层来提高过滤效率，因此在保证较高过滤效率的同时能够确保该用品的透气性，巧妙克服了现有技术防护产品大多存在的过滤效率与透气性等防护性能和使用性能之间无法调和的矛盾。
[0027](4)将本专利技术制备得到的孔隙率可调、透气不透水和高韧性的多孔性滤膜用于制备医用防护用品，比如口罩或隔离衣等，制备得到的医用防护用品轻薄、过滤性能优异且透气性好。
[0028](5)本专利技术相当于提出了一种全新的多孔性医用防护用品的成形方法，这种成形方法无需如传统成形方法那样采用熔喷法和静电纺丝技术，也无需经历高速热气流或高压静电场、静电驻极、收卷等生产工艺流程，制备得到的过滤材料孔隙分布均匀，孔隙率高，单层过滤膜材料即可同时满足过滤性能、透气性以及机械性能的要求。
附图说明
[0029]图1是本专利技术多孔薄膜制备方法流程示意图；
[0030]图2是实施例2制备得到的多孔薄膜表面形貌图；
[0031]图3是实施例制备得到的多孔薄膜内部形貌图；
[0032]图4是实施例2制备得到的多孔薄膜的机械性能测试图。
具体实施方式
[0033]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0034]本专利技术提供的一种多孔薄膜的成形方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0035](1)将无机纳米材料与高分子材料充分混合，得到混合材料；
[0036](2)将步骤(1)所述混合材料加热至熔融态，其中该混合材料中高分子材料发生熔融，而其中的无机纳米材料形态不变，既不熔融，也不分解；然后将该熔融态混合材料辊压成膜，降温后得到薄膜材料；
[0037](3)将步骤(2)所述薄膜材料置于刻蚀剂中，使得该薄膜材料中的无机纳米材料通过刻蚀除去，以形成纳米微孔，干燥后得到多孔薄膜。
[0038]一些实施例中，本专利技术所述无机纳米材料为零维纳米材料(比如纳米微球、不规则纳米粉末等)、一维纳米材料(比如纳米线、纳米纤维等)或二维纳米材料(比如纳米片等)；所述无机纳米材料为无机氧化物纳米材料(包括金属氧化物纳米材料和非金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔薄膜的成形方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将无机纳米材料与高分子材料充分混合，得到混合材料；(2)将步骤(1)所述混合材料加热至熔融态，其中该混合材料中高分子材料熔融，而其中的无机纳米材料不熔融；然后将该熔融态混合材料辊压成膜，降温后得到薄膜材料；(3)将步骤(2)所述薄膜材料置于刻蚀剂中，使得该薄膜材料中的无机纳米材料通过刻蚀除去，以形成纳米微孔，干燥后得到多孔薄膜。2.如权利要求1所述的成形方法，其特征在于，所述无机纳米材料为零维纳米材料、一维纳米材料或二维纳米材料；所述无机纳米材料为无机氧化物纳米材料、无机碳化物纳米材料或无机盐纳米材料。3.如权利要求1所述的成形方法，其特征在于，所述无机纳米材料的尺寸为10～200nm。4.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云明，陈丹，高煌，周华民，张云，黄志高，周何乐子，符岳，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：