一種防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及霧霾防護技術領域，更具體涉及一種防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著霧霾天氣的增多和納米材料規模化生產，顆粒物的環境暴露和職業接觸機會增加，佩戴口罩是最行之有效的方法之一。口罩主要有棉質口罩、無紡布口罩和含靜電層口罩三類。其中棉質口罩對呼吸阻力較小，但過濾效率低；無紡布口罩過濾效率高，但對呼吸的阻力較大；含靜電層口罩克服了上述兩種口罩的缺陷，具有過濾效率高、對呼吸阻力小的特點。含靜電層口罩所用材料主要為駐極體材料，駐極體材料能在強電場等因素作用下，極化并長期儲存電荷，使顆粒物在電場力的作用下被捕獲。由于呼吸過程伴隨水汽的呼出，會在口罩上吸附水，水的吸附會破壞口罩靜電層，使含靜電層的口罩過濾效率降低，同時水汽凝結在通氣孔中導致呼吸阻力增大。
[0003]因此需對含靜電層口罩進行改進，通過優化表面處理技術，開發出一種能增強口罩內外表層疏水性能的材料，使有效阻止水蒸氣在靜電過濾層的吸附，使材料保持較高的過濾效率和較小的呼吸阻力。
【發明內容】
[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]本發明要解決的技術問題就是如何增加防護口罩用材料的表面疏水性能，而提供一種防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法。
[0006]( 二 )技術方案
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法，該方法包括如下步驟:
[0008]步驟一:表面化學刻蝕處理:將無紡布材料置于堿溶液中處理0.5_4h，備用；表面化學刻蝕處理使無紡布材料表面形成一層納米級凹凸表層并產生大量活性羥基。
[0009]步驟二:接枝硬脂酸分子:向溫度為30?60°C的硬脂酸水溶液中加入步驟一經表面化學刻蝕處理后的無紡布材料，以pH調節劑調節pH值為4?6的條件下，在催化劑的存在下，恒溫保持12?72h，即得防護口罩用疏水薄膜材料。得到的防護口罩用疏水薄膜材料的水接觸角多150度。
[0010]優選地，所述的步驟一還包括取出經表面化學刻蝕處理后的無紡布材料，用去離子水沖洗其表面至pH <9。
[0011]優選地，所述無紡布材料的厚度為0.2-0.8mm。
[0012]優選地，所述的堿溶液為NaOH溶液，溶液濃度為2mol/L?6mol/L。
[0013]優選地，所述的pH調節劑為HCl溶液，溶液濃度為0.lmol/L?0.5mol/Lo
[0014]優選地，所述的硬脂酸的濃度為I?3g/100mL。
[0015]優選地，所述的催化劑為N-羥基琥珀酰亞胺和1-(3- 二甲氨基丙基)-3_乙基碳二亞胺鹽酸鹽，所述的N-羥基琥珀酰亞胺的濃度為0.1?lg/100mL，所述的1-(3- 二甲氨基丙基)-3_乙基碳二亞胺鹽酸鹽的濃度為0.1?lg/100mL。。
[0016]優選地，所述的硬脂酸與N-羥基琥珀酰亞胺和1-(3- 二甲氨基丙基)-3_乙基碳二亞胺鹽酸鹽催化劑的重量比為I?3:0.1?1:0.1?I。
[0017]本發明還提供了使用所述的防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法所制得的防護口罩用疏水薄膜材料。
[0018]所述的防護口罩用疏水薄膜材料的水接觸角多150度，過濾效率多99%，透氣率多 110mm/so
[0019](三)有益效果
[0020]本發明提供的防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法，簡單易行，成本低廉；使用本發明方法所制得的防護口罩用疏水薄膜材料疏水性能優異，可有效阻止水蒸氣在口罩上的吸附，使材料保持高的過濾效率和小的呼吸阻力。
【具體實施方式】
[0021]下面結合實施例對本發明的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不能用來限制本發明的范圍。
[0022]實施例1:
[0023]將無紡布材料置于2mol/L的NaOH溶液中2h，取出后用去離子水沖洗無紡布表面至pH < 9。將處理后的無紡布材料置于盛有去離子水的容器中，在水浴鍋中加熱至50°C并保持恒溫，用0.lmol/L的鹽酸調節溶液pH值為4?6，將2.0g硬脂酸，1.0g N-羥基琥珀酰亞胺和0.5gl-(3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽先后加入上述溶液中，再次用0.lmol/L的鹽酸調節溶液pH值為4?6，恒溫24h后取出。測量水在無紡布上的接觸角為155 度。
[0024]實施例2:
[0025]將無紡布材料置于4mol/L的NaOH溶液中lh，取出后用去離子水沖洗無紡布表面至pH < 9。將處理后的無紡布材料置于盛有去離子水的容器中，在水浴鍋中加熱至30°C并保持恒溫，用0.lmol/L的鹽酸調節溶液pH值為4?6，將1.5g硬脂酸，0.5g N-羥基琥珀酰亞胺和0.5gl-(3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽先后加入上述溶液中，再次用0.lmol/L的鹽酸調節溶液pH值為4?6，恒溫48h后取出。測量水在無紡布上的接觸角為154 度。
[0026]對比例:
[0027]經本發明方法處理后的無紡布和處理前的無紡布的疏水性能指標-水接觸角進行對比:結果表明，沒有處理過的無紡布水接觸角為102度，而經本發明方法處理后的無紡布水接觸角多150度，達到超疏水級別。
[0028]以上實施方式僅用于說明本發明，而非對本發明的限制。盡管參照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發明的技術方案進行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟一:表面化學刻蝕處理:將無紡布材料置于堿溶液中處理0.5-4h，備用； 步驟二:接枝硬脂酸分子:向溫度為30?60°C的硬脂酸水溶液中加入步驟一經表面化學刻蝕處理后的無紡布材料，以pH調節劑調節pH值為4?6的條件下，在催化劑的存在下，恒溫保持12?72h，即得防護口罩用疏水薄膜材料。2.根據權利要求1所述的防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟一還包括取出經表面化學刻蝕處理后的無紡布材料，用去離子水沖洗其表面至PH< 9。3.根據權利要求1所述的防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法，其特征在于，所述無紡布材料的厚度為0.2-0.8mm。4.根據權利要求1所述的防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法，其特征在于，所述的堿溶液為NaOH溶液，溶液濃度為2mol/L?6mol/L。5.根據權利要求1所述的防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法，其特征在于，所述的pH調節劑為HCl溶液，溶液濃度為0.lmol/L?0.5mol/Lo6.根據權利要求1所述的防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法，其特征在于，所述的硬脂酸的濃度為I?3g/100mL。7.根據權利要求1所述的防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法，其特征在于，所述的催化劑為N-羥基琥珀酰亞胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽；所述的N-羥基琥珀酰亞胺的濃度為0.1?lg/100mL，所述的1_ (3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽的濃度為0.1?lg/100mL。8.根據權利要求6或7所述的防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法，其特征在于，所述的硬脂酸與N-羥基琥珀酰亞胺和1-(3- 二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽催化劑的重量比為I?3:0.1?1:0.1?I。9.使用權利要求1-8任一項所述的防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法所制得的防護口罩用疏水薄膜材料。10.根據權利要求9所述的防護口罩用疏水薄膜材料，其特征在于，所述的防護口罩用疏水薄膜材料的水接觸角多150度，過濾效率多99%，透氣率多110mm/so
【專利摘要】本發明公開了一種防護口罩用疏水薄膜材料的制備方法，該方法包括如下步驟：表面化學刻蝕處理：將厚度為0.2-0.8mm無紡布材料置于堿溶液中處理0.5-4h；取出表面化學刻蝕處理后的無紡布材料，用去離子水沖洗其表面至pH＜9；接枝硬脂酸分子：向溫度為30～60℃的硬脂酸水溶液中加入經表面化學刻蝕處理后的無紡布材料，以pH調節劑調節pH值為4～6的條件下，在催化劑的存在下，恒溫保持12～72h，即得防護口罩用疏水薄膜材料。使用本發明方法所制得的防護口罩用疏水薄膜材料疏水性能優異，可有效阻止水蒸氣在口罩上的吸附，使材料保持高的過濾效率和小的呼吸阻力。
【IPC分類】A41D31/00, D06M11/38, D06M13/352, D06M13/188
【公開號】CN104894840
【申請號】CN201510289413
【發明人】趙鵬, 唐仕川, 王玲, 許志珍, 王煜倩, 張元寶
【申請人】北京市勞動保護科學研究所
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月29日