一种低阻力高透气性的医用口罩制造技术

本发明专利技术涉及医用口罩技术领域，具体涉及一种低阻力高透气性的医用口罩。本发明专利技术以聚丙烯为原料，先对聚丙烯进行氨基化反应，再与壳聚糖季铵盐衍生物通过二环氧化物进行接枝反应，得到改性聚丙烯；改性聚丙烯与驻极母粒混合熔融挤压形成熔体，熔体从熔喷模头挤出，经定型、冷却，形成熔喷布，对熔喷布进行水刺喷射穿透，水刺后烘干得到水驻极熔喷布；普通无纺布、水驻极熔喷布和防水无纺布经口罩打片、口罩焊耳绳、口罩封边制得低阻力高透气性的N95医用口罩。该口罩通气阻力低，透气性高，过滤效果好，同时亲水性强，且具有良好的抗细菌病毒效果。且具有良好的抗细菌病毒效果。

【技术实现步骤摘要】
一种低阻力高透气性的医用口罩


[0001]本专利技术涉及医用口罩
，具体涉及一种低阻力高透气性的医用口罩。

技术介绍

[0002]N95医用口罩是一种卫生用品，是戴在口鼻部位用于过滤进入口鼻的空气，以达到阻挡有害的气体、气味、飞沫进出佩戴者口鼻的用具。N95医用口罩通常由多层材料复合而成，多层材料可以包括纱布、多层热风防尘棉、pp无纺布、熔喷布等。熔喷布是N95医用口罩最核心的材料，熔喷布多以聚丙烯为主要原料，纤维直径可以达到1～5微米。空隙多、结构蓬松、抗褶皱能力好，具有独特的毛细结构的超细纤维增加单位面积纤维的数量和表面积，从而使熔喷布具有好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性，可用于空气、液体过滤材料、隔离材料、吸纳材料、口罩材料、保暖材料、吸油材料及擦拭布等领域。
[0003]普通熔喷无纺布的过滤效率不到70％，纯粹靠熔喷超细纤维的纤维细、空隙小、孔隙率高的纤维三维集合体的机械阻挡作用是不够的，所以熔喷过滤材料普遍都是会通过静电驻极工艺对熔喷布添加静电电荷效应，利用静电的方法提升过滤效率，使其过滤效率可以达到99.9％到99.99％，电晕放电法是目前使用最多的静电驻极方法。
[0004]电晕放电法是熔喷纤网在收卷前通过静电发生器针状电极(电压一般为5
‑
10KV)一组或多组电晕放电的方式使熔喷材料带上电荷，施加高压时针尖下方的空气(低阻力)产生电晕电离，产生局部击穿放电，载流子受到电场的作用而沉积到熔喷布表面，一部分载流子会深入表层被驻极母粒的陷阱捕获，从而使熔喷布成为驻极体过滤材料。电晕驻极方式，产生的驻极体少，静电吸附强度小，电晕驻极电压较高压，电离的臭氧影响环境，危险系数大，驻极效果不理想导致；无纺布是通过无数细小的丝线组成，丝线排列杂乱无章，此方式只通过电极与无纺布驻极，不能够对无纺布进行物理疏通，导致无纺布通透性较差。
[0005]水驻极又叫水刺驻极，将熔喷布经过冷水冷却处理，把超纯水经过一定的角度、压力、流速对熔喷布进行一个喷刺，靠水与布的摩擦产生静电。水驻极熔喷布技术起初来源于美国，采用水刺驻极可以产生更多的驻极体，从而弥补水刺驻极过程中损失的电极，使无纺布通透性更好，驻极体稳定，保持时间长，吸附性强，保证低阻力高透气性，同时也可以达到好的过滤效果。
[0006]申请号为202110956677.2的专利提供了一种熔喷布生产工艺及高效低阻口罩，其以聚丙烯为原料，能够生产出过滤效率高、阻力小、布面又薄的口罩用熔喷布材料，制得的口罩只需采用单层熔喷布就能符合FFP2标准。但由于聚丙烯无纺布是非极性高结晶材料，分子内不含亲水基团，导致聚丙烯无纺布表面呈现疏水性，亲水性极差，使得细菌极易在其表面发生附粘、滋生，进而形成生物膜，生物膜的形成与持续性细菌感染密切相关，这严重限制了聚丙烯无纺布的应用。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种低阻力高透气性的医用口罩，
该口罩通气阻力低，透气性高，过滤效果好，同时亲水性强，且具有良好的抗细菌病毒效果。
[0008]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0009]本专利技术提供一种低阻力高透气性的医用口罩，包括由内至外的普通无纺布、水驻极熔喷布和防水无纺布，所述水驻极熔喷布以改性聚丙烯为原料制备而成，改性聚丙烯的结构式为：
[0010][0011]式中n为1
‑
4，Chit为羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖衍生物。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述改性聚丙烯的制备方法如下：
[0013]S1、将叔丁醇、3
‑
异丙基
‑
二甲基苄基异氰酸酯、环己烷依次加入三口烧瓶中，在氮气保护下用恒压漏斗逐滴加入二月桂酸二丁基锡催化剂，然后在50
‑
60℃反应7
‑
9h，之后进行减压蒸馏，用环己烷洗涤、提纯，干燥，得到中间体1；
[0014]S2、将聚丙烯颗粒加入高压反应釜中，再依次加入步骤S1所得中间体1、过氧化二异丙苯、甲苯和苯乙烯，进行搅拌，通入氮气10
‑
20min，排除釜内的空气，升温至140
‑
150℃，继续搅拌反应，搅拌桨转速为200
‑
250r/min，反应时间为5
‑
6h，反应釜压力为0.20
‑
0.25MPa，反应结束后，过滤，取滤渣，将所得滤渣溶解于二甲苯中，然后在丙酮中沉降10
‑
12h，沉降完成后取沉降物，将沉降物在90
‑
95℃下真空干燥20
‑
26h，得到中间体2；
[0015]S3、将步骤S2所得中间体2溶于二甲苯中，再加入三氟乙酸，搅拌反应，反应温度为70
‑
80℃，反应时间2
‑
2.5h，之后将反应物倒入过量甲醇中，使反应物中的聚合物沉降，沉降物先用甲醇清洗，然后在碳酸氢钠饱和水溶液中过夜，再在纯水中过夜，固液分离，取固体，将固体倒入甲醇溶液中，搅拌30
‑
60min，过滤，取滤渣，干燥，得到中间体3；
[0016]S4、向反应釜中加入乙腈和水的混合溶液，加入羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖搅拌至溶解，再加入醋酸氯已定，之后滴加吡啶调节pH至6
‑
7，升温至65
‑
70℃，反应10
‑
12h，反应结束后浓缩除去乙腈，加入乙酸乙酯萃取，有机相用水反萃一次，集中收集水相，将收集的水相进行减压浓缩后得中间体4；
[0017]S5、配制含有1.0％S4步骤所得中间体4、1.0％二环氧化物、0.3％氯化钠和1.0％氢氧化钠的抗菌水溶液；
[0018]S6、将步骤S3所得中间体3浸渍于步骤S5所得抗菌水溶液中进行接枝反应，反应温度为20
‑
30℃，反应时间为20
‑
25h，反应完成后，经皂洗、水洗、干燥，即得改性聚丙烯。
[0019]上述步骤S1
‑
步骤S3为聚丙烯氨基化反应过程。
[0020]按上述方案，其中所述二环氧化物的结构通式为：
[0021]式中，n为1
‑
4；其中优选n为2，此时二环氧化物为聚乙二醇二缩水甘油醚，结构式为：
[0022][0023]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中所述3
‑
异丙基
‑
二甲基苄基异氰酸酯与叔丁醇的体积比为1:5
‑
6。
[0024]作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中所述中间体1与聚丙烯颗粒的质量比为1:20
‑
25。
[0025]作为本专利技术的进一步改进，步骤S4中所述羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖的取代度为50
‑
60％，所述水和乙腈的体积比值为1：2
‑
3。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，所述水驻极熔喷布的制备方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低阻力高透气性的医用口罩，其特征在于，包括由内至外的普通无纺布、水驻极熔喷布和防水无纺布，所述水驻极熔喷布以改性聚丙烯为原料制备而成，改性聚丙烯的结构式为：式中n为1
‑
4，Chit为羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖衍生物。2.根据权利要求1所述低阻力高透气性的医用口罩，其特征在于，所述改性聚丙烯的制备方法如下：S1、将叔丁醇、3
‑
异丙基
‑
二甲基苄基异氰酸酯、环己烷依次加入三口烧瓶中，在氮气保护下用恒压漏斗逐滴加入二月桂酸二丁基锡催化剂，然后在50
‑
60℃反应7
‑
9h，之后进行减压蒸馏，用环己烷洗涤、提纯，干燥，得到中间体1；S2、将聚丙烯加入高压反应釜中，再依次加入步骤S1所得中间体1、过氧化二异丙苯、甲苯和苯乙烯，进行搅拌，通入氮气10
‑
20min，排除釜内的空气，升温至140
‑
150℃，继续搅拌反应，搅拌桨转速为200
‑
250r/min，反应时间为5
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6h，反应釜压力为0.20
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0.25MPa，反应结束后，过滤，取滤渣，将所得滤渣溶解于二甲苯中，然后在丙酮中沉降10
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12h，沉降完成后取沉降物，将沉降物在90
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95℃下真空干燥20
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26h，得到中间体2；S3、将步骤S2所得中间体2溶于二甲苯中，再加入三氟乙酸，搅拌反应，反应温度为70
‑
80℃，反应时间2
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2.5h，之后将反应物倒入过量甲醇中，使反应物中的聚合物沉降，取沉降物，沉降物先用甲醇清洗，然后在碳酸氢钠饱和水溶液中过夜，再在纯水中过夜，固液分离，取固体，将固体倒入甲醇溶液中，搅拌30
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60min，过滤，取滤渣，干燥，得到中间体3；S4、向反应釜中加入乙腈和水的混合溶液，加入羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖搅拌至溶解，再加入醋酸氯已定，之后滴加吡啶调节pH至6
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7，升温至65
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70℃，反应10
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12h，反应结束后浓缩除去乙腈，加入乙酸乙酯萃取，有机相用水反萃一次，集中收集水相，将收集的水相进行减压浓缩后得中间体4；S5、配制含有1.0％S4步骤所得中间体4、1.0％二环氧化物、0.3％氯化钠和1.0％氢氧化钠的抗菌水溶液；S6、将步骤S3所得中间体3浸渍于步骤S5所得抗菌水溶液中进行接枝反应，反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚超，曹鹤，侯东辉，程志强，程东杰，王谜，郭月婷，魏福萍，苗瑞华，孟洁，李银平，徐会芳，张超，
申请(专利权)人：河南省超亚医药器械有限公司，
类型：发明
国别省市：