一种可循环使用的抗病毒口罩及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可循环使用的抗病毒口罩及其制备方法，该口罩的主体部分由外至内依次包括第一层防渗无纺布层、第二层抗病毒聚丙烯熔喷布层、第三层亲肤无纺布层，其中的抗病毒聚丙烯熔喷布层是在聚丙烯熔喷布上喷涂有聚多巴胺改性的核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒。本发明专利技术的方法操作简便、成本低廉，所得口罩能有效阻断废弃口罩的二次病毒污染，重复使用率高，实际应用前景广阔。实际应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种可循环使用的抗病毒口罩及其制备方法


[0001]本专利技术属于新型日用防护品
，涉及一种口罩，具体涉及一种可循环使用的抗病毒口罩及其制备方法。

技术介绍

[0002]口罩作为人们预防呼吸道疾病感染的重要防线，佩戴时可有效阻挡空气中的飞沫、细小颗粒及病菌等进入人体呼吸道，对进入肺部的空气有一定的过滤作用，在人体与外界环境中建立了一层很好的物理保护屏障。近年来爆发的大规模疫情多为呼吸道传染病，如传染性非典型肺炎、甲型H1N1流感，以及2020年爆发的新型冠状病毒肺炎，都是由于病原体变异快、传播速度快、人群普遍易感染、控制难度大等原因在全国甚至全世界大肆流行，造成对口罩、呼吸面罩、防护服等防护材料的迫切需求，更是造成“一罩难求”的局面。普通口罩由三层组成，内外两层是无纺布，中间层是被称为口罩“心脏”的熔喷布，三层布通过物理阻隔和静电吸附的原理只能起到阻挡微尘、固体颗粒、病毒的作用，而无法杀灭病毒，易造成病毒的二次污染。若通过高温、酒精、射线等消毒方式会破坏熔喷布的内层结构，导致其失去过滤防护效果，因此普通口罩无法杀灭和阻断病毒的传播，也无法重复使用。
[0003]随着人们对防病毒口罩需求的日益增长，国内外的抗病毒口罩多数采用在口罩内芯中添加纳米银或中西药抗病毒物质以实现抗病菌功能[孙兴春,陈曦.医用防护口罩专利技术研究进展[J].新材料产业,2020,4(2):13
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15]，或是通过防病毒竹纤维和纳米结构材料替代传统口罩材质来达到防护病菌效果[张婷,张建纲,高东辉,罗啸,谢楠.解析防病毒口罩技术专利趋势[J].纺织科学研究,2020,4(3):31
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34]。中国专利CN202010119362公开了一种抗病菌口罩，当细菌病毒落在口罩上时，会被银离子或者银铜离子杀灭。中国专利CN202010728686公开了一种用纳米纤维材料防病毒口罩，该防病毒口罩结构包括第一棉纤维布层、纳米纤维层和第二棉纤维布层，具有过滤PM2.5、粉尘、病毒等细小可吸入颗粒物的特点，但此类口罩对病菌只起到过滤作用，无法杀灭病菌，且口罩重复利用率低，当口罩废弃后仍然存在病毒二次感染的风险。
[0004]核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒是一类具有特殊结构的新型光催化杀病毒材料，具有独特的核壳中空结构，氧化壳聚糖上的羧基和氨基能分别结合二氧化钛光催化激发的空穴和电子，能有效阻止电子
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空穴的复合，显著增强二氧化钛的光催化活性；且氧化壳聚糖分子链包覆二氧化钛核壳型纳米颗粒的中空层提供了光催化反应场所，能在不侵蚀纤维基体的同时高效保持二氧化钛优异的光催化活性。核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米材料的粒径小、稳定性强、不腐蚀纤维基体材料。同时，氧化壳聚糖C6位的羧基在空间构象上可自由旋转，空间位阻小，化学活性高，易与纤维接触及结合反应，极大提高了核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒与纺织纤维的结合牢度，应用更广泛。因此，本专利技术制备出一种可循环使用的抗病毒口罩及其制备方法，使口罩具有更持久高效的光催化抗病毒杀菌能力，且有效避免细菌和病毒的二次感染，降低废弃口罩的环境污染，对保护一线抗疫人员和普通民众的生命安全具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种可循环使用的抗病毒口罩及其制备方法。
[0006]本专利技术为实现目的，采用如下技术方案：
[0007]一种可循环使用的抗病毒口罩，其特点在于：所述可循环使用的抗病毒口罩的主体部分由外至内依次包括第一层防渗无纺布层、第二层抗病毒聚丙烯熔喷布层、第三层亲肤无纺布层；所述抗病毒聚丙烯熔喷布层是在聚丙烯熔喷布上喷涂有聚多巴胺改性的核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒。其中，核壳型结构纳米微粒能有效避免纳米二氧化钛对聚丙烯熔喷布载体的光腐蚀，保持口罩长久使用性和光催化杀病毒性能，同时发挥氧化壳聚糖优良的抗菌性能；且聚多巴胺的黏附性能优异，可将核壳型纳米微粒通过超声波雾化技术喷涂而牢固黏附在聚丙烯熔喷布层，使抗病毒口罩耐用性好。
[0008]本专利技术所述的可循环使用的抗病毒口罩的制备方法为：
[0009]首先经过电晕充电装置对聚丙烯熔喷布层进行驻极处理；
[0010]然后利用超声波雾化技术，在驻极处理后的聚丙烯熔喷布层上喷涂聚多巴胺改性的核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒的分散液，再经干燥，即获得抗病毒聚丙烯熔喷布层；
[0011]最后将防渗无纺布层、抗病毒聚丙烯熔喷布层和亲肤无纺布层按照由外向内的顺序叠合，即得到可循环使用的抗病毒口罩。
[0012]进一步地，所述驻极处理的驻极电压为5～20kV，驻极时间为2～10s。
[0013]进一步地，所述聚多巴胺改性的核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒的制备方法为：
[0014]将纳米二氧化钛的分散液滴加到氧化壳聚糖溶液中，水热法(水热温度75～90℃，时间2～4h)得到核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒的分散液；
[0015]向三口烧杯中加入质量浓度为1～3g/L的多巴胺溶液，用Tris缓冲液调节溶液pH＝8.0～9.2，在25～35℃下通入氧气搅拌反应12～18h，然后通过恒压漏斗在35min内滴加核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒的分散液，持续强烈搅拌1～2h，再经超声处理20～45min后，即获得聚多巴胺改性的核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒的分散液，其中聚多巴胺与所述核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒的质量比为1:0.25～1。
[0016]更进一步地：所述纳米二氧化钛为锐钛矿型，粒径范围为20～32nm；所述氧化壳聚糖的粘均分子量为1.98～2.86万，脱乙酰度≥93.72％，C6位羧基度为36.59％～53.74％，C2和C3位醛基含量为9.86％～17.61％；所述纳米二氧化钛与所述氧化壳聚糖的质量比为1:2～6；所述核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒的平均粒径为98～208nm，Zeta电位为29.13～43.05mV。
[0017]更进一步地，所述Tris缓冲液是由0.1mol/L三羟甲基氨基甲烷碱溶液与0.1mol/L HCl溶液混合获得。
[0018]进一步地，所述超声波雾化技术的具体方法为：
[0019]首先通过超声波雾化装置将所述聚多巴胺改性的核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒的分散液雾化成微细液滴，然后利用载流气体将其均匀喷涂在驻极处理后的聚丙烯熔喷布层的两面，再经微波干燥，即得到抗病毒聚丙烯熔喷布层。
[0020]更进一步地，所述超声波雾化装置的功率为300～800W，所述载流气体的流量控制
在0.005～0.01mL/min。
[0021]更进一步地，所述微波干燥的微波功率为200～500W，干燥时间为1～2h。
[0022]通过优化聚多巴胺与核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒的质量比、纳米二氧化钛与氧化壳聚糖的质量比、超声波雾化流量、微波干燥时间，可以获得一系列不同杀病毒效果的可循环使用口罩。
[0023]与现有技术相比，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可循环使用的抗病毒口罩，其特征在于：所述可循环使用的抗病毒口罩的主体部分由外至内依次包括第一层防渗无纺布层、第二层抗病毒聚丙烯熔喷布层、第三层亲肤无纺布层；所述抗病毒聚丙烯熔喷布层是在聚丙烯熔喷布上喷涂有聚多巴胺改性的核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒。2.一种权利要求1所述的可循环使用的抗病毒口罩的制备方法，其特征在于：首先经过电晕充电装置对聚丙烯熔喷布层进行驻极处理；然后利用超声波雾化技术，在驻极处理后的聚丙烯熔喷布层上喷涂聚多巴胺改性的核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒的分散液，再经干燥，即获得抗病毒聚丙烯熔喷布层；最后将防渗无纺布层、抗病毒聚丙烯熔喷布层和亲肤无纺布层按照由外向内的顺序叠合，即得到可循环使用的抗病毒口罩。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述驻极处理的驻极电压为5～20kV，驻极时间为2～10s。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述聚多巴胺改性的核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒的制备方法为：将纳米二氧化钛的分散液滴加到氧化壳聚糖溶液中，水热法得到核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒的分散液；向三口烧杯中加入质量浓度为1～3g/L的多巴胺溶液，用Tris缓冲液调节溶液pH＝8.0～9.2，在25～35℃下通入氧气搅拌反应12～18h，然后通过恒压漏斗在35min内滴加核壳型二氧化钛@氧化壳聚糖纳米微粒的分散液，持续强烈搅拌1～2h，再经超声处理20～45min后，即获得聚多巴胺改...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪泳，许云辉，丁朝阳，陈国力，李日新，许成刚，邓梦晴，丁文倩，郭仕豪，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：