一种防潮口罩过滤棉及其制备方法与应用与流程

1.本发明涉及口罩滤芯技术领域，具体涉及一种防潮口罩过滤棉及其制备方法与应用。


背景技术：

2.由于燃煤、工业排放、道路扬尘等原因，导致大气颗粒物成为影响环境的主要因素之一。pm2.5是指大气中空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，pm2.5粒径小，富含大量的有毒、有害物质，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响很大。近几年，新冠病毒蔓延，大气颗粒物还可能会作为病毒的载体，成为疫情扩散的一种途径。针对这些问题，尚未有具体且有效地解决办法，佩戴口罩成为一种简便且重要的防护措施。
3.口罩是一种卫生防疫用品，一般指戴在口鼻部位，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、病毒等物质的作用，以纱布或纸等材料做成。口罩对进入肺部的空气有一定的过滤作用，在呼吸道传染病流行以及在粉尘等污染的环境中作业时，戴口罩具有非常好的作用。
4.口罩的过滤包括表面过滤、深部过滤、深层过滤和滤饼过滤。过滤材料有着一定尺寸的空隙，当颗粒物的直径大于空隙，就会被拦截在过滤材料上，这种过滤方式为表面过滤；若表面筛滤发生在过滤材料深处部位，则为深部过滤；三维立体空隙结构的材料，能够对部分远小于自身空隙的粒子产生深部过滤，这种现象为深层过滤；随着过滤的持续进行，滤料上形成滤饼，滤饼起到又一层过滤材料的作用，为滤饼过滤。纤维过滤中，深层过滤机理最为复杂，过滤效果也最好。深层过滤捕捉粒子的机理有四种：拦截、惯性碰撞、布朗运动扩散和静电作用，由此实现防护的目的。口罩的过滤性能主要取决于其过滤棉的性能，过滤棉根据材质的不同，可分为四种类型:合成纤维过滤棉、无纺布过滤棉、玻璃纤维过滤棉、活性炭过滤棉。目前市场上的口罩主要有普通民用口罩、医用防护口罩和功能性口罩等。由于利润空间巨大、消费者对质量关注度较低等原因，导致口罩市场繁杂，多数口罩过于侧重过滤防护性能而忽略了舒适性能的保证。如市场上主要销售的n95和kn95系列口罩，其捕获能力高达95％以上，但其密闭性严、透气性差，极易造成人体不适，进而引起呼吸困难。佩戴口罩时，口罩的热湿舒适性对面部的影响非常明显，由呼吸产生的热湿气体若不能有效传递，会造成生理不适，潮湿的口罩也容易滋生细菌。因此，口罩过滤棉的透气性、热湿舒适性应该得到重视。
5.专利wo2022056768a1公开了一种防潮湿口罩，包括口罩本体，口罩本体由无纺布内层以及防水外层组成，无纺布内层和防水外层围合成中空腔体，中空腔体中放置有过滤层，防水外层上开有多个并排设置的透气孔，无纺布内层上设有网格袋，网格袋内放置有亲水棉片，通过亲水棉片来吸收人们佩戴口罩时喷在口罩内侧的水汽，从而使口罩内侧保持干爽，但其透气性能不够好。中国专利cn108158087a公开了一种防水汽口罩，采用单独设置呼吸腔的方法，以活性炭吸附滤芯层和静电过滤棉为过滤层，解决了现有口罩内水汽积聚、
凝结后贴敷于皮肤和水汽对过滤片侵润造成的透气效果变差的问题，但其防潮、透湿性能有待进一步提高。
6.因此，为了较好地满足实际生产以及消费者的需要，有必要提供一种具有良好防护性能的同时，透气性和透湿性优异的防潮口罩用过滤棉。


技术实现要素：

7.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种透气性强、透湿性好、防护性能好的防潮口罩用过滤棉，以满足实际生产和消费者的需求。
8.为达此目的，本发明的技术方案如下：
9.本发明提供了一种防潮口罩用过滤棉，所述防潮口罩用过滤棉由外到内分别包含：静电吸附层、过滤层、吸潮层和纳米喷熔纤维介质层，层与层之间通过聚乙烯醇缩醛胶粘接。
10.在本发明的一些实施方案中，所述静电吸附层呈波浪形结构，其涂层厚度为20-30μm(例如可以是20μm、22μm、24μm、26μm、28μm、30μm或其中任意值)，波峰到波谷的高为1-10mm(例如可以是1mm、3mm、5mm、7mm、10mm或其中任意值)，波峰到波峰的间距为1-10mm(例如可以是1mm、3mm、5mm、7mm、10mm或其中任意值)。
11.在本发明的一些实施方案中，所述静电吸附层通过聚乙烯醇缩醛胶贴附在聚四氟乙烯纤维编织而成过滤层上。
12.在本发明的一些实施方案中，所述静电吸附层包括树脂、光固化单体和添加剂，其中，树脂与光固化单体的质量比为1：0.5-1(例如可以是1：0.5、1：0.7、1：1或其中任意值)；添加剂包括光引发剂和中空发泡微球。
13.在本发明的一些实施方案中，所述树脂的结构式如下：
[0014][0015]
其中，r为甲基或者h；x为甲基、乙基、丁基、丙基、异丙基、辛基、异辛基、苯基、苄基、异冰片基中的一种或多种组合；a为1-5的整数，b为5-50的整数。
[0016]
在本发明的一些实施方案中，所述树脂的制备方法包括以下步骤：
[0017]
(1)将丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯类化合物加入到丙二醇甲醚中混合均匀，混合完成后，加入引发剂混合均匀，得到待滴定液；
[0018]
(2)将丙二醇甲醚加入反应器中，加热到80-110℃；
[0019]
(3)将待滴定液滴加到反应器中，滴加时间为3-5小时，然后在80-110℃下保温反应2-4小时，即得树脂。
[0020]
在本发明树脂的制备方法中，步骤(1)中所述丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯类化合物的摩尔比为1：1-3：3-5(例如可以是1:1:3、1:2:3、1:3:3、1:3:3、1:3:4、1:3:5或其中任意值)；所述丙二醇甲醚的摩尔量为丙烯酸的5-10倍(例如可以是5倍、6倍、7倍、8倍、9
倍、10倍或其中任意值)；所述丙烯酸酯类化合物选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的一种或多种组合；所述引发剂选自偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰，所述引发剂的质量为丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯总质量的3-5％(例如可以是3％、4％、5％或其中任意值)。
[0021]
在本发明树脂的制备方法中，步骤(2)中所述丙二醇甲醚的摩尔量为丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯总摩尔量的1-3倍(例如可以是1倍、2倍、3倍或其中任意值)。
[0022]
在本发明的一些实施方案中，所述静电吸附层的制备方法包括以下步骤：
[0023]
(1)在30-50℃下，将树脂与光固化单体混合均匀；
[0024]
(2)加入光引发剂和中空发泡微球，混合均匀即得静电吸附层。
[0025]
在本发明静电吸附层的制备方法中，步骤(1)中所述光固化单体选自1，6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种组合，所述光固化单体的质量为树脂和光固化单体质量和的1-5％(例如可以是1％、2％、3％、4％、5％或其中任意值)。
[0026]
在本发明静电吸附层的制备方法中，步骤(2)中所述光引发剂选自光引发剂184或光引发剂1173，所述光引发剂的质量为树脂与光固化单体质量和的1-10％，(例如可以是1％、3％、5％、7％、10％或其中任意值)所述中空发泡微球选自日本松本油脂制药株式会社生产的f-50、f-82、f103k、msh-500中的任意一种，其质量为树脂、光固化单体质量和的0.3-0.6％(例如可以是0.3％、0.4％、0.5％、0.6％或其中任意值)。
[0027]
在本发明的一些实施方案中，所述过滤层由聚四氟乙烯纤维编织而成，厚度为0.5-1mm(例如可以是0.56mm、0.57mm、0.58mm、0.59mm、0.6mm、0.61mm、0.62mm、0.63mm、0.64mm、0.65mm、0.66mm、0.67mm、0.68mm、0.69mm、0.7mm、0.71mm、0.72mm、0.73mm、0.74mm、0.75mm、0.76mm、0.77mm、0.78mm、0.79mm、0.8mm、0.81mm、0.82mm、0.83mm、0.84mm、0.85mm、0.86mm、0.87mm、0.88mm、0.89mm、0.9mm、0.91mm、0.92mm、0.93mm、0.94mm、0.95mm、0.96mm、0.97mm、0.98mm、0.99mm、1mm或其中任意值)。
[0028]
在本发明的一些实施方案中，所述吸潮层由吸水聚合物和聚丙烯基碳纤维混合编织而成，厚度为2-4mm(例如可以是2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm、4mm或其中任意值)。
[0029]
在本发明的一些实施方案中，所述吸水聚合物为粉末状聚丙烯酸钠包裹的聚砜中空纤维，所述聚砜中空纤维的孔径为直径1-2mm(例如可以是1mm、1.3mm、1.5mm、1.7mm、2mm或其中任意值)。
[0030]
在本发明的一些实施方案中，所述吸水聚合物的制备方法包括以下步骤：
[0031]
(1)将聚丙烯酸钠固体溶解在去离子水中，备用；
[0032]
(2)将聚砜中空纤维完全浸入到聚丙烯酸钠的水溶液中，放置10-15分钟后取出；
[0033]
(3)将步骤(2)得到的产物进行干燥，干燥完成后低温破碎成粉末状，即为吸水聚合物。
[0034]
在本发明吸水聚合物的制备方法中，步骤(1)所述的聚丙烯酸钠与水的质量比为1：1-2(例如可以是1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2
或其中任意值)。
[0035]
在本发明吸水聚合物的制备方法中，步骤(3)所述的干燥温度为90-110℃(例如可以是90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃、100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃或其中任意温度值)。
[0036]
在本发明吸水聚合物的制备方法中，步骤(3)所述的干燥时间为3-5h(例如可以是3h、3.5h、4h、4.5h、5h或其中任意值)。
[0037]
在本发明的一些实施方案中，所述纳米喷熔纤维介质层的最小dehs颗粒过滤效率为≥25％。
[0038]
在本发明的一些实施方案中，所述纳米喷熔纤维介质层包括纤维过滤层和聚合物涂层，所述纳米喷熔纤维介质层的厚度为0.1-1mm(例如可以是0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm、1mm或其中任意值)。
[0039]
在本发明的一些实施方案中，所述纤维过滤层包括微玻璃纤维、润湿剂和熔体添加剂。
[0040]
在本发明的一些实施方案中，所述润湿剂选自表面活性剂。
[0041]
在本发明的一些实施方案中，所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磷酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠中的一种或多种。
[0042]
在本发明的一些实施方案中，所述表面活性剂的质量为微玻璃纤维的0.05-0.1％(例如可以是0.05％、0.07％、0.09％、0.1％或其中任意值)。
[0043]
在本发明的一些实施方案中，所述熔体添加剂为乙氧基化蓖麻油。
[0044]
在本发明的一些实施方案中，所述熔体添加剂的质量为微玻璃纤维的1-3％(例如可以是1％、2％、3％或其中任意值)。
[0045]
在本发明的一些实施方案中，所述聚合物涂层包括选自丙烯酸酯、羧酸、磺酸酯、多元醇、胺、含硅化合物中的一种或多种组合。
[0046]
在本发明的一些实施方案中，所述聚合物涂层的质量为纳米喷熔纤维介质层的0.01％-5％(例如可以是0.1％、1％、3％、5％或其中任意值)。
[0047]
在本发明的一些实施方案中，所述纳米喷熔纤维介质层的制备方法为：将微玻璃纤维与润湿剂混合，然后加入聚合物涂层和熔体添加剂，混合均匀即为纳米喷熔纤维介质层。
[0048]
一种防潮口罩用过滤棉制备方法，包括以下步骤：
[0049]
(1)将聚丙烯基碳纤维与吸水聚合物混合均匀，然后编织形成吸潮层；
[0050]
(2)加热使聚乙烯醇缩醛胶软化，然后以纳米喷熔纤维介质层为底，在纳米喷熔纤维介质层上涂抹聚乙烯醇缩醛胶，然后覆盖上步骤(1)制得的吸潮层；
[0051]
(3)将静电吸附层涂敷到模具上，在100-110℃的红外灯下快速烘干溶剂，再升温到130-170℃，让微球充分发泡，发泡结束后对涂层进行固化定型；
[0052]
(4)以步骤(2)得到的复合过滤棉为底，通过使用110-120℃将聚乙烯醇缩醛胶软化后，覆盖上静电吸附层和聚四氟乙烯纤维编织而成的过滤层即为防潮口罩用过滤棉。
[0053]
在本发明防潮口罩用过滤棉的制备方法中，步骤(1)中所述聚丙烯基碳纤维与吸水聚合物的质量比为：1000:1-5(例如可以是1000:1、1000:1.1、1000:1.2、1000:1.3、1000:1.4、1000:1.5、1000:1.6、1000:1.7、1000:1.8、1000:1.9、1000:2、1000:2.1、1000:2.2、
1000:2.3、1000:2.4、1000:2.5、1000:2.6、1000:2.7、1000:2.8、1000:2.9、1000:3、1000:3.1、1000:3.2、1000:3.3、1000:3.4、1000:3.5、1000:3.6、1000:3.7、1000:3.8、1000:3.9、1000:4、1000:4.1、1000:4.2、1000:4.3、1000:4.4、1000:4.5、1000:4.6、1000:4.7、1000:4.8、1000:4.9、1000:5或其中任意值)。
[0054]
在本发明防潮口罩用过滤棉的制备方法中，步骤(2)中所述的加热温度为110-120℃(例如可以是110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃、116℃、117℃、118℃、119℃、120℃或其中任意温度值)。
[0055]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0056]
(1)本发明提供的防潮口罩用过滤棉，在纳米喷熔纤维介质层的基础上，设置静电吸附层，通过发泡工艺做出了立体波浪型结构，能够挡住大部分的粉尘污染，另外，由于静电吸附层材料中使用了富含羧酸基团的物质，对于小尺寸的污染会有静电吸附作用，让其变为大尺寸污染物，从而阻拦在外；中间搭配聚四氟乙烯纤维编织而成的过滤层，可以有效阻隔有毒有害物质，使防潮口罩用过滤棉具有较高的过滤效率，赋予防潮口罩用过滤棉良好的防护效果。
[0057]
(2)本发明提供的防潮口罩用过滤棉，通过添加吸潮层，吸潮层中吸水聚合物能够可以有效吸收、排除人体呼出湿热气体，避免呼出的水气使口罩潮湿，影响口罩的使用，同时，加上聚四氟乙烯过滤棉编织成的过滤层的保护，外界水汽不会进入中间层，能够防止口罩受外界水气影响而失效，具有良好的防潮效果。
[0058]
(3)本发明提供的防潮口罩用过滤棉，以吸水聚合物为关键原料，吸水聚合物内部为聚砜中空纤维，外部包裹着强吸水作用的聚丙烯酸钠，在聚丙烯酸钠吸水膨胀的情况下，中空纤维仍然能保持气体的流通，避免了呼吸不畅的问题，具有良好的透气性。
附图说明
[0059]
图1为本发明静电吸附层呈波浪形结构的示意图；
[0060]
图2为本发明制备得到的静电吸附层材料的gpc谱图。
具体实施方式
[0061]
以下将结合具体实施方案来说明本发明。需要说明的是，下面的实施例为本发明的示例，仅用来说明本发明，而不用来限制本发明。在不偏离本发明主旨或范围的情况下，可进行本发明构思内的其他组合和各种改良。
[0062]
在以下实施例中，所使用到的化合物及相关试剂均可从市场购得，其中，聚砜中空纤维购自华东理工大学华昌聚合物有限公司，光引发剂184购自广州市利厚贸易有限公司；玻璃纤维购自济宁红君玻璃纤维有限公司，聚丙烯基碳纤维购自安徽新聚碳纤维有限公司，聚四氟乙烯碳纤维购自东莞市佰凰塑胶材料有限公司。
[0063]
树脂的制备
[0064]
(1)将1mol丙烯酸、3mol甲基丙烯酸甲酯和3mol甲基丙烯酸丁酯加入到10mol丙二醇甲醚中混合均匀，混合完成后，加入15g偶氮二异丁腈混合均匀，得到待滴定液；
[0065]
(2)将10mol丙二醇甲醚加入反应器中，加热到100℃；
[0066]
(3)将待滴定液滴加到反应器中，滴加时间为5小时，然后在110℃下保温反应4小
时，即得树脂。
[0067]
静电吸附层的制备
[0068]
(1)在30℃下，将10g树脂与5g1，6-己二醇二丙烯酸酯混合均匀；
[0069]
(2)加入0.15g光引发剂184和0.75g中空发泡微球msh-500，混合均匀即得静电吸附层。
[0070]
其波浪形的波峰到波谷的高为9mm，波峰到波峰的间距为3mm，涂层厚度为25μm，其gpc结果：mn：3150道尔顿，mw：6343道尔顿，mz：12803道尔顿，mp：4493，多分散性：2.013，mz+1：26084道尔顿，第一反应器停留时间：34.489分钟，第二反应器保留时间41.354分钟，gpc谱图见附图2。
[0071]
吸水聚合物ⅰ的制备
[0072]
(1)将100g聚丙烯酸钠固体溶解在100g去离子水中，备用；
[0073]
(2)将50g聚砜中空纤维(孔径为1mm)完全浸入到聚丙烯酸钠的水溶液中，放置10分钟后取出；
[0074]
(3)对步骤(2)得到的产物在90℃条件下干燥2h，然后在110℃条件下干燥2h，完成干燥后低温破碎成粉末状，即为所需的吸水聚合物ⅰ。
[0075]
吸水聚合物ⅱ的制备
[0076]
(1)将100g聚丙烯酸钠固体溶解在200g去离子水中，备用；
[0077]
(2)将50g聚砜中空纤维(孔径为2mm)完全浸入到聚丙烯酸钠的水溶液中，放置10分钟后取出；
[0078]
(3)对步骤(2)得到的产物在90℃条件下干燥2h，然后在110℃条件下干燥2h，完成干燥后低温破碎成粉末状，即为所需的吸水聚合物ⅱ。
[0079]
纳米喷熔纤维介质层ⅰ的制备
[0080]
将100g微玻璃纤维与0.1g十二烷基硫酸钠混合，然后加入5g丙烯酸甲酯和1g乙氧基化蓖麻油，混合均匀即为纳米喷熔纤维介质层ⅰ，其厚度为1mm。
[0081]
纳米喷熔纤维介质层ⅱ的制备
[0082]
将100g微玻璃纤维与0.05g十二烷基硫酸钠混合，然后加入5g丙烯酸甲酯和3g乙氧基化蓖麻油，混合均匀即为纳米喷熔纤维介质层ⅱ，其厚度为0.1mm。
[0083]
实施例1
[0084]
一种防潮口罩用过滤棉，所述防潮口罩用过滤棉由外到内分别为以下部分：静电吸附层、1mm的过滤层、4mm的吸潮层和1mm纳米喷熔纤维介质层，层与层之间通过聚乙烯醇缩醛胶粘接。
[0085]
制备方法如下：
[0086]
(1)将100g聚丙烯基碳纤维与0.5g吸水聚合物ⅰ混合均匀，然后编织形成吸潮层；
[0087]
(2)取20g聚乙烯醇缩醛胶，加热至110℃使其软化，然后以纳米喷熔纤维介质层为底，在纳米喷熔纤维介质层上涂抹聚乙烯醇缩醛胶，然后覆盖上步骤(1)制得的吸潮层；
[0088]
(3)将静电吸附层涂敷到模具上，在110℃的红外灯下快速烘干溶剂，再升温到130℃，让微球充分发泡，发泡结束后对涂层进行固化定型；
[0089]
(4)以步骤(2)得到的复合过滤棉为底，在复合过滤棉上涂抹聚乙烯醇缩醛胶，覆盖上静电吸附层和聚四氟乙烯纤维编织而成的过滤层，即为防潮口罩用过滤棉。
[0090]
实施例2
[0091]
一种防潮口罩用过滤棉，所述防潮口罩用过滤棉由外到内分别为以下部分：静电吸附层、1mm的过滤层、4mm的吸潮层和1mm纳米喷熔纤维介质层，层与层之间通过聚乙烯醇缩醛胶粘接。
[0092]
制备方法如下：
[0093]
(1)将100g聚丙烯基碳纤维与0.5g吸水聚合物ⅱ混合均匀，然后编织形成吸潮层；
[0094]
(2)取20g聚乙烯醇缩醛胶，加热至110℃使其软化，然后以纳米喷熔纤维介质层为底，在纳米喷熔纤维介质层上涂抹聚乙烯醇缩醛胶，然后覆盖上步骤(1)制得的吸潮层；
[0095]
(3)将静电吸附层涂敷到模具上，在110℃的红外灯下快速烘干溶剂，再升温到130℃，让微球充分发泡，发泡结束后对涂层进行固化定型；
[0096]
(4)以步骤(2)得到的复合过滤棉为底，在复合过滤棉上涂抹聚乙烯醇缩醛胶，覆盖上静电吸附层和聚四氟乙烯纤维编织而成的过滤层，即为防潮口罩用过滤棉。
[0097]
实施例3
[0098]
一种防潮口罩用过滤棉，所述防潮口罩用过滤棉由外到内分别为以下部分：静电吸附层、2mm的过滤层、4mm的吸潮层和1mm纳米喷熔纤维介质层，层与层之间通过聚乙烯醇缩醛胶粘接。
[0099]
制备方法同实施例2。
[0100]
实施例4
[0101]
一种防潮口罩用过滤棉，所述防潮口罩用过滤棉由外到内分别为以下部分：静电吸附层、0.5mm的过滤层、4mm的吸潮层和1mm纳米喷熔纤维介质层，层与层之间通过聚乙烯醇缩醛胶粘接。
[0102]
制备方法同实施例2。
[0103]
实施例5
[0104]
一种防潮口罩用过滤棉，所述防潮口罩用过滤棉由外到内分别为以下部分：静电吸附层、0.5mm的过滤层、1mm的吸潮层和1mm纳米喷熔纤维介质层，层与层之间通过聚乙烯醇缩醛胶粘接。
[0105]
制备方法同实施例2。
[0106]
实施例6
[0107]
一种防潮口罩用过滤棉，所述防潮口罩用过滤棉由外到内分别为以下部分：静电吸附层、0.5mm的过滤层、1mm的吸潮层和0.1mm纳米喷熔纤维介质，层与层之间通过聚乙烯醇缩醛胶粘接。
[0108]
制备方法同实施例2。
[0109]
对比例1
[0110]
与实施例1的区别在于：不添加吸潮层。
[0111]
对比例2
[0112]
与实施例1的区别在于：不添加吸水聚合物。
[0113]
对比例3
[0114]
与实施例1的区别在于：添加的吸水聚合物缺少聚砜中空纤维。
[0115]
对比例4
[0116]
与实施例1的区别在于：添加的吸水聚合物缺少聚丙烯酸钠。
[0117]
对比例5
[0118]
与实施例1的区别在于：缺少四氟乙烯纤维编织而成的过滤层。
[0119]
对比例6
[0120]
与实施例1的区别在于：不添加静电吸附层。
[0121]
对比例7
[0122]
与实施例1的区别在于：不添加纳米喷熔纤维介质层。
[0123]
将上述实施例、对比例所制备的防潮口罩用过滤棉进行性能测试，测试方法如下：
[0124]
(1)透气性：参照标准gb/t 5453-1997《纺织品织物透气性的测定》进行测试；
[0125]
(2)透湿量：参照标准gb/t12704-1991进行测试；
[0126]
(3)过滤效率：参照标准gb 2626-2006进行测试。
[0127]
测定结果见表2：
[0128]
表2实施例、对比例防潮口罩用过滤棉相关指标测定结果
[0129]
编号过滤效率(％)透气率(mm
·
s-1
)透湿量(g
·
m-2
·
24h-1
)实施例195.934834451实施例295.834834448实施例395.634844445实施例495.434864437实施例595.234884434实施例695.134904432对比例190.834354261对比例291.234334285对比例392.834354283对比例492.734774279对比例588.334784381对比例683.534654389对比例784.634644287
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由对比例1、对比例2、对比例3、对比例4、对比例5与实施例1的测试结果比较可知，实施例1制备的防潮口罩用过滤棉，通过防潮层与过滤层的结合，显著提高了其透湿量，具有良好的防潮防水性能，原因在于吸水聚合物可以有效吸收、排除人体呼出湿热气体，同时，过滤层也能防止外界水气的影响；由对比例3与实施例1比较可知，实施例1制备的防潮口罩用过滤棉，通过添加聚砜中空纤维，能有效保持气体的流通，使制备的防潮口罩用过滤棉具有良好的透气性；由对比例5与实施例1比较可知，实施例1制备的防潮口罩用过滤棉，通过添加聚四氟乙烯纤维编织而成的过滤层，可以有效地提高防潮口罩用过滤棉的过滤效率，阻隔有毒有害物质，使防潮口罩用过滤棉具有良好的过滤效果，由对比例6、对比例7与实施例1比较可知，实施例1制备的防潮口罩用过滤棉，在纳米喷熔纤维介质层的基础上，设置静电吸附层，通过发泡工艺做出了如图1所示的立体波浪结构，能够挡住大部分的粉尘污染，另外，由于静电吸附层材料中使用了富含羧酸基团的物质，对于小尺寸的污染会有静电吸附作用，让其变为大尺寸污染物，从而阻拦在外，可以有效阻隔有毒有害物质，使防潮口
罩用过滤棉具有较高的过滤效率，赋予防潮口罩用过滤棉良好的防护效果。综合比较对比例与实施例可知，本发明提供的防潮口罩用过滤棉，通过多层结构设计成波浪形材料、以纳米喷熔纤维介质层为基底、添加吸潮层、静电吸附层，制得的产品具有良好的透气性强、透湿性好和防护性能好，能够满足实际生产和消费者的需求。
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以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种防潮口罩用过滤棉，其特征在于，所述防潮口罩用过滤棉由外到内分别包含：静电吸附层、过滤层、吸潮层和纳米喷熔纤维介质层，层与层之间通过聚乙烯醇缩醛胶粘接。2.根据权利要求1所述的防潮口罩用过滤棉，其特征在于，所述静电吸附层呈波浪形结构，其涂层厚度为20-30μm，波峰到波谷的高为1-10mm，波峰到波峰的间距为1-10mm；所述过滤层由聚四氟乙烯纤维编织而成，厚度为0.5-1mm；所述吸潮层由吸水聚合物和聚丙烯基碳纤维混合编织而成，厚度为2-4mm；所述纳米喷熔纤维介质层的厚度为0.1-1mm。3.根据权利要求1所述的防潮口罩用过滤棉，其特征在于，所述静电吸附层包括树脂、光固化单体和添加剂，其中，树脂与光固化单体的质量比为1：0.5-1；添加剂包括光引发剂和中空发泡微球；所述树脂的结构式如下所示：其中，r为甲基或者h；x为甲基、乙基、丁基、丙基、异丙基、辛基、异辛基、苯基、苄基、异冰片基中的一种或多种组合；a为1-5的整数，b为5-50的整数。4.根据权利要求1所述的防潮口罩用过滤棉，其特征在于，所述静电吸附层的制备方法包括以下步骤：(1)在30-50℃下，将树脂与光固化单体混合均匀；(2)加入光引发剂和中空发泡微球，混合均匀即得静电吸附层。5.根据权利要求4所述的防潮口罩用过滤棉，其特征在于，步骤(1)中所述光固化单体选自1，6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种组合，所述光固化单体的质量为树脂和光固化单体质量和的1-5％；步骤(2)中所述光引发剂选自光引发剂184或光引发剂1173，所述光引发剂质量为树脂与光固化单体质量和的1-10％，所述中空发泡微球选自日本松本油脂制药株式会社生产的f-50、f-82、f103k、msh-500中的任意一种，所述中空发泡微球的质量为树脂、光固化单体质量和的0.3-0.6％。6.根据权利要求2所述的防潮口罩用过滤棉，其特征在于，所述吸水聚合物为粉末状聚丙烯酸钠包裹的聚砜中空纤维，吸水聚合物的制备方法包括以下步骤：(1)将聚丙烯酸钠固体溶解在去离子水中，备用；(2)将聚砜中空纤维完全浸入到聚丙烯酸钠的水溶液中，放置10-15分钟后取出；(3)将步骤(2)得到的产物进行干燥，干燥完成后低温破碎成粉末状，即为吸水聚合物；所述聚砜中空纤维的孔径为直径1-2mm，步骤(1)中所述的聚丙烯酸钠与水的质量比为1：1-2；步骤(3)中所述的干燥温度为90-110℃，所述的干燥时间为3-5h。7.根据权利要求1所述的防潮口罩用过滤棉，其特征在于，所述纳米喷熔纤维介质层的最小dehs颗粒过滤效率为≥25％，所述纳米喷熔纤维介质层包括纤维过滤层和聚合物涂层，所述纤维过滤层包括微玻璃纤维、润湿剂和熔体添加剂。
8.根据权利要求7所述的防潮口罩用过滤棉，其特征在于，所述润湿剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磷酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠中的一种或多种；所述润湿剂的质量为微玻璃纤维的0.05-0.1％；所述熔体添加剂为乙氧基化蓖麻油；所述熔体添加剂的质量为微玻璃纤维的1-3％；所述聚合物涂层包括选自丙烯酸酯、羧酸、磺酸酯、多元醇、胺、含硅化合物中的一种或多种组合，所述聚合物涂层的质量为纳米喷熔纤维介质层的0.01％-5％。9.一种权利要求1-8任意一项所述防潮口罩用过滤棉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将聚丙烯基碳纤维与吸水聚合物混合均匀，然后编织形成吸潮层；(2)加热使聚乙烯醇缩醛胶软化，然后以纳米喷熔纤维介质层为底，在纳米喷熔纤维介质层上涂抹聚乙烯醇缩醛胶，然后覆盖上步骤(1)制得的吸潮层；(3)将静电吸附层涂敷到模具上，在100-110℃的红外灯下快速烘干溶剂，再升温到130-170℃，让微球充分发泡，发泡结束后对涂层进行固化定型；(4)以步骤(2)得到的复合过滤棉为底，通过使用110-120℃将聚乙烯醇缩醛胶软化后，覆盖上静电吸附层和聚四氟乙烯纤维编织而成的过滤层即为防潮口罩用过滤棉；步骤(1)中所述聚丙烯基碳纤维与吸水聚合物的质量比为：1000:1-5；步骤(2)中所述的加热温度为110-120℃。10.权利要求1-8任意一项所述防潮口罩用过滤棉在口罩制备领域的应用。

技术总结
本发明提供了一种防潮口罩用过滤棉及其制备方法与应用，所述防潮口罩用过滤棉由外到内分别包含：静电吸附层、过滤层、吸潮层和纳米喷熔纤维介质层，层与层之间通过聚乙烯醇缩醛胶粘接。其中，静电吸附层呈波浪形结构，其涂层厚度为20-30μm，波峰到波谷的高为1-10mm，波峰到波峰的间距为1-10mm，过滤层由聚四氟乙烯纤维编织而成，厚度为0.5-1mm，吸潮层由吸水聚合物和聚丙烯基碳纤维混合编织而成，厚度为2-4mm，纳米喷熔纤维介质层的厚度为0.1-1mm。该防潮口罩用过滤棉具有良好防护性能的同时，透气性和透湿性优异，在口罩制备领域具有良好的应用前景。应用前景。应用前景。


技术研发人员：赵兴雷 蒋攀 华婷
受保护的技术使用者：嘉兴富瑞邦新材料科技有限公司
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/8/1