一种可重复使用的口罩滤材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可重复使用的口罩滤材及其制备方法。所述滤材由静电纺丝制备的双组分或多组分纳米纤维膜组成，纳米纤维膜由一种低熔点聚合物组分和一种或多种高熔点聚合物组分构成，纳米纤维膜在高于低熔点组分的熔点且低于高熔点组分的熔点的温度下进行热处理，低熔点的组分会热熔并在纳米纤维间形成节点，从而大大增强纳米纤维的力学强度，避免纳米纤维膜在洗涤和消毒过程中发生破损。本发明专利技术的滤材洗消多次后，阻力为20

【技术实现步骤摘要】
一种可重复使用的口罩滤材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及口罩用滤材领域，具体涉及一种高效低阻且机械强度高的耐洗涤和消毒的可重复使用口罩用滤材及其制备方法。

技术介绍

[0002]可重复使用口罩不仅对于解决流行病疫情早期的“口罩慌”具有极其重要的意义，同时可以节省资源，避免大量丢弃的已使用口罩对环境的污染。口罩可重复使用有多种方式，如紫外线消毒、医用酒精消毒、高温蒸汽消毒、水洗涤等。
[0003]但是传统的熔喷布滤材，主要依靠静电作用拦截颗粒物，经过水洗或消毒后静电会被中和，过滤效率大幅下降，难以制备出高性能的耐洗涤和消毒的可重复口罩。基于纳米纤维膜的滤材，如使用静电纺丝制备的纳米纤维膜，具有纤维直径小，比表面积大、孔隙率高的优势，是制备高效低阻滤材的理想材料。其过滤效率相比熔喷布更高，无需静电单靠物理截留就可以实现KN95级别的过滤效果。
[0004]但是由于纳米纤维膜非常细，机械强度低，通常无法承受洗涤和消毒时的外力，会发生破损，导致过滤效果大幅下降。如专利公布CN106237717B报道了一种非织造布/纳米纤维/非织造布的滤材，其虽然具有优良的过滤效果，但是由于纳米纤维膜直径通常在50
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500nm，机械强度低，洗涤或消毒过程中易发生破损，过滤效率大幅降低。
[0005]目前的技术方案均无法更好地解决纳米纤维膜无法耐洗消的问题。

技术实现思路

[0006]技术问题
[0007]为了解决现有技术的问题，本专利技术的目的是提供一种高效低阻且耐多次洗涤和消毒的纳米纤维膜复合滤材及其制备方法。该方法工艺简单易批量生产，滤材性能易调控，经过多次洗消后不会发生明显破损，性能较为稳定，其可以用于制备可重复使用的口罩。
[0008]技术方案
[0009]对于本专利技术的上述目的，本专利技术在第一方面提供一种纳米纤维膜口罩滤材，其特征在于：所述纳米纤维膜至少包括两种熔点不同的聚合物组分，其中一种为低熔点聚合物，另外一种或多种为高熔点聚合物。
[0010]在本专利技术的实施方式中，所述低熔点聚合物例如包括但不限于热塑性聚氨酯弹性体(TPU)热熔胶或聚乙内酯PCL。
[0011]在本专利技术的实施方式中，所述高熔点聚合物包括但不限于聚丙烯腈(PAN)聚醚砜(PES)聚偏氟乙烯(PVDF)醋酸纤维素(CA)高熔点的弹性聚氨酯TPU、聚丙烯酸PAA、聚酰亚胺PI等材料。
[0012]在本专利技术的实施方式中，所述低熔点组分的质量占比在5％
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50％之间。
[0013]在本专利技术的实施方式中，对所述纳米纤维膜进行热处理，热处理温度介于高熔点和低熔点聚合物的熔点之间，优选60
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150℃，热处理时间1分钟
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2h。
[0014]在本专利技术的实施方式中，所述纳米纤维膜由静电纺丝(electrospinning)工艺制作而成，纤维直径在20
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1000nm，克重为0.2
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20g/m2。
[0015]在本专利技术的实施方式中，纳米纤维膜口罩滤材的纳米纤维膜包括一种低熔点聚合物PCL，含量为10
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30％，优选20％，和一种高熔点聚合物PAN，含量为70
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90％，优选80％。热处理温度可以为80℃，热处理时间可以为5分钟。
[0016]在本专利技术的实施方式中，纳米纤维膜口罩滤材的纳米纤维膜包括一种低熔点聚合物PCL，含量为15
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45％，优选35％，和一种高熔点聚合物PES，含量为55
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85％，优选65％。热处理温度可以为120℃，热处理时间可以为60分钟。
[0017]在本专利技术的实施方式中，纳米纤维膜口罩滤材的纳米纤维膜包括一种低熔点聚合物低熔点TPU热熔胶，含量为15
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35％，优选25％，和一种高熔点聚合物PAN，含量为65
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85％，优选75％。热处理温度可以为100℃，热处理时间可以为10分钟。
[0018]在本专利技术的实施方式中，纳米纤维膜两侧分别为微米纤维的接收基材和保护层，相互叠合的三层由超声波焊接、高温热压合方式或先压合再超声波焊接的方式复合在一起。所述纳米纤维膜和接收基材和保护层由微米纤维组成，优选熔喷无纺布、纺粘无纺布、针刺无纺布、水刺无纺布、热轧无纺布、热风棉、针织布、梭织布等基材，所述材质可以为聚丙烯PP、聚乙烯PE，聚酯PET、PE/PP或PE/PET材质ES纤维、聚酰胺PA、聚氨酯TPU、乙烯
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醋酸乙烯共聚物EVA等，克重为10
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200g/m2。
[0019]在本专利技术的实施方式中，所述相互叠合的三层由超声波焊接、高温热压合方式或先压合再超声波焊接的方式复合在一起。
[0020]在本专利技术的第二方面，提供了一种制备如本专利技术第一方面所述的纳米纤维膜口罩滤材的方法，所述方法包括：
[0021]步骤1：将包括低熔点聚合物和高熔点聚合物的所述纳米纤维膜的粉末溶于溶剂中，配制混合溶液；
[0022]步骤2：将接收基材卷在滚筒上作为接收基材，选用步骤1制备的混合溶液作为纺丝液，静电纺丝，获得纳米纤维膜；
[0023]步骤3：将制备的接收基材/纳米纤维膜从滚筒上揭下，在其上再覆盖一层保护层，进行热处理，构筑节点，并使纳米纤维膜和接收基材与保护层初步复合在一起，随后通过超声波点焊进一步复合，获得接收基材/纳米纤维膜/保护层的复合口罩滤材。
[0024]在本专利技术第二方式的一些实施方式中，步骤1中采用的低熔点聚合物选自热塑性聚氨酯弹性体(TPU)热熔胶和聚乙内酯(PCL)的材料，并且所述高熔点聚合物包括选自聚丙烯腈(PAN)聚醚砜(PES)聚偏氟乙烯(PVDF)醋酸纤维素(CA)高熔点的弹性聚氨酯TPU、聚丙烯酸PAA、聚酰亚胺PI的材料。
[0025]在本专利技术第二方式的一些实施方式中，步骤1中采用的溶剂是DMF。
[0026]在本专利技术第二方式的一些实施方式中，步骤1中配制的混合溶液中以低熔点聚合物和高熔点聚合物总量计，浓度为1
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25wt％，优选8
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21wt％，更优选12
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18wt％。
[0027]在本专利技术第二方式的一些实施方式中，步骤2中采用的接收基材各自为选自熔喷无纺布、纺粘无纺布、针刺无纺布、水刺无纺布、热轧无纺布、热风棉、针织布和梭织布的基材，所述接收基材和保护层的材质各自选自聚丙烯PP、聚乙烯PE，聚酯PET、PE/PP或PE/PET材质ES纤维、聚酰胺PA、聚氨酯TPU和乙烯
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醋酸乙烯共聚物EVA，其克重为10
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200g/m2，例如
25g/m2的pp纺粘无纺布。
[0028]在本专利技术第二方式的一些实施方式中，步骤2中静电纺丝条件根据所述混合溶液成分和浓度确定。
[0029]在本专利技术第二方式的一些实施方式中，步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米纤维膜口罩滤材，其特征在于：所述纳米纤维膜至少包括两种熔点不同的聚合物组分，其中一种为低熔点聚合物，另外一种或多种为高熔点聚合物。2.如权利要求1所述的纳米纤维膜口罩滤材，其特征在于：所述低熔点聚合物包括选自热塑性聚氨酯弹性体(TPU)热熔胶和聚乙内酯(PCL)的材料，和/或所述高熔点聚合物包括选自聚丙烯腈(PAN)聚醚砜(PES)聚偏氟乙烯(PVDF)醋酸纤维素(CA)高熔点的弹性聚氨酯TPU、聚丙烯酸PAA、聚酰亚胺PI的材料。3.如权利要求1或2所述的纳米纤维膜口罩滤材，其特征在于：相对于所述纳米纤维膜的总重量，所述低熔点聚合物的质量占比在5％
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50％之间。4.如权利要求1或2所述的纳米纤维膜口罩滤材，其特征在于：对所述纳米纤维膜进行热处理，所述热处理的温度介于高熔点聚合物的熔点和低熔点聚合物的熔点之间，优选60
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150℃，所述热处理的时间为1分钟
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2h。5.如权利要求1或2所述的纳米纤维膜口罩滤材，其特征在于：所述纳米纤维膜由静电纺丝(electrospinning)工艺制作而成，纤维直径在20
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1000nm，克重为0.2
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20g/m2。6.如权利要求4所述的纳米纤维膜口罩滤材，其特征在于：纳米纤维膜口罩滤材的纳米纤维膜包括低熔点聚合物PCL，含量为10
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30％，优选20％，和高熔点聚合物PAN，含量为70
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90％，优选80％，热处理温度可以为80℃，热处理时间可以为5分钟。7.如权利要求4所述的纳米纤维膜口罩滤材，其特征在于：纳米纤维膜口罩滤材的纳米纤维膜包括低熔点聚合物PCL，含量为15
‑
45％，优选...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱小倩，杜希，柯岩，张旋，何远涛，张玉高，
申请(专利权)人：广东溢达纺织有限公司，
类型：发明
国别省市：