一种提高日用防护口罩过滤性能的方法与流程

本发明涉及一种日用口罩加工制备技术领域，特别涉及一种提高日用防护口罩过滤性能的方法。

背景技术：

目前我国室内外空气污染较为严重，在一定程度上构成了对人们身心健康的威胁，国内外也发生过多次的持续性空气污染事件，引起了整个社会的广泛关注。口罩能够阻隔灰尘、飞絮、飞沫等污染物，保护人体健康，是日常生活中重要的防护物品。当然，经历疫情后的人们防护意识大大增强，也认识到了口罩的重要性，自然而然，口罩走进了大众的日常生活作为日常防护的重要物品，口罩的防护性自然是人们关注的重点。

大气中颗粒物的来源种类多，数目多，随着工业发展以及汽车尾气的排放加重，细颗粒污染物逐渐增多，且粒径极小，使得人体大量吸附环境中的污染物，引发人体出现各种病症。现有的防护口罩过滤性能一般，难以阻止小颗粒污染物的吸入，造成颗粒物沉淀在上呼吸道深部，难以排除体外，对人体造成不可逆的伤害。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种提高日用防护口罩过滤性能的方法，得到一种高过滤性的口罩。能够阻隔颗粒大小在100纳米以上的污染物，其具体由以下技术方案加以实现：

一种提高日用防护口罩过滤性能的方法，将制备得到的滤料材料膜作为口罩夹心过滤层使用，面层和背层使用无纺布材料，加工为厚度为0.8-0.9毫米的折叠型平板口罩即可。

所述滤料材料膜的制备方法包括以下步骤：

称取6.6-6.9克聚偏氟乙烯置于烧杯中，加入23-28克二甲基甲酰胺和25-30毫升无水乙醇，在20-25℃下将烧杯置于磁力搅拌器上以340-360转/分钟的速度搅拌20-30分钟，向烧杯中加入1.35-1.40克滤料材料，继续搅拌15-25分钟，然后超声分散40-45分钟，超声功率为80-100瓦，得到分散均匀的混合物，加热至70-76℃，不断搅拌，使得乙醇挥发，得到粘稠物料，使用车辊机连续化压膜，得到厚度为0.15-0.20毫米的滤料材料膜，在35-45℃下晾干即可作为口罩夹心过滤层使用，面层和背层使用无纺布材料，加工为折叠型平板口罩即可。

所述滤料材料制备方法为：称取4.8-5.2克碳酸钙和0.8-0.9克碳酸锶置于大烧杯中，加入60-70毫升去离子水和10-15毫升无水乙醇，在搅拌下向烧杯中滴加质量浓度为7.4-8.2%的氢氧化钠溶液，使体系ph值在9.2-9.4范围，升温煮沸后加入1.0-1.6克质量浓度为6.0-6.2%的醋酸锌水溶液，在300-400转/分钟下搅拌混合30-40分钟，降温冷却至30-34℃，静置2-3小时，完全沉淀后，置于55-60℃烘箱中老化6-7小时，取出，过滤，使用去离子水洗涤3-5次，在80-90℃下干燥10-15小时后，置于坩埚中研磨15-20分钟，送入管式炉中，在氮气氛围下，以8.0-9.0℃/分钟的速度升温至420-440℃，焙烧2.0-2.5小时，自然降温冷却后按照球料比为3.0-3.2:1的比例进行球磨3-5小时，得到粉料即为滤料材料，该滤料材料粒径大小在14-20纳米之间。

本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有防护口罩在过滤小颗粒污染物方面性能不佳的问题，本发明提供了一种提高日用防护口罩过滤性能的方法，将制备得到的滤料材料膜作为口罩夹心过滤层使用，面层和背层使用无纺布材料，加工为折叠型平板口罩即可。所述滤料材料膜能够通过物理机械拦截以及静电吸附作用对空气中的颗粒物进行深度过滤，小颗粒物也容易被滤材捕获，避免对人体造成伤害。过滤效率不会随着呼吸流量增大发生显著性降低变化，同时可满足平静状态、轻度活动状态以及高度活动状态的防护需求，并且该材料不仅对于颗粒物具有高效过滤性，还具有较小的呼吸阻力，保证佩戴的舒适性，不会引起人体不适。当呼吸流量在80-100升/分钟时，呼吸阻力均低于gb2626-2006中规定的限值，相较于现有的防护口罩，综合性能最佳，能够同时满足人体对呼吸舒适性和洁净空气的需求，对于高污染环境场合使用适用性强，本发明降低了企业生产功能性口罩的生产成本，不仅满足了人们对日常防护功能性口罩的需求，还能够有效阻隔病毒细菌的传播，给人们提供健康的呼吸环境，具有高效低阻的良好性能，促进了口罩加工原料资源可持续发展，能够满足运动条件下人体对于洁净空气的需求以及提高口罩市场竞争力的现实意义，显著促进现代化防护口罩业与环保业快速发展以及资源可持续发展，是一种极为值得推广使用的技术方案。

附图说明

图1是按照实施例3和对照组的方法加工制备得到防护口罩，按照gb2626-2006进行使用性能测定呼吸流量（l/min）与过滤效率（%）之间的变化关系。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明所提供的技术方案。

实施例1

一种提高日用防护口罩过滤性能的方法，将制备得到的滤料材料膜作为口罩夹心过滤层使用，面层和背层使用无纺布材料，加工为厚度为0.8毫米的折叠型平板口罩即可。

所述滤料材料膜的制备方法包括以下步骤：

称取6.6克聚偏氟乙烯置于烧杯中，加入23克二甲基甲酰胺和25毫升无水乙醇，在20℃下将烧杯置于磁力搅拌器上以340转/分钟的速度搅拌20分钟，向烧杯中加入1.35克滤料材料，继续搅拌15分钟，然后超声分散40分钟，超声功率为80瓦，得到分散均匀的混合物，加热至70℃，不断搅拌，使得乙醇挥发，得到粘稠物料，使用车辊机连续化压膜，得到厚度为0.15毫米的滤料材料膜，在35℃下晾干即可作为口罩夹心过滤层使用，面层和背层使用无纺布材料，加工为折叠型平板口罩即可。

所述滤料材料制备方法为：称取4.8克碳酸钙和0.8克碳酸锶置于大烧杯中，加入60毫升去离子水和10毫升无水乙醇，在搅拌下向烧杯中滴加质量浓度为7.4%的氢氧化钠溶液，使体系ph值在9.2-9.4范围，升温煮沸后加入1.0克质量浓度为6.0%的醋酸锌水溶液，在300转/分钟下搅拌混合30分钟，降温冷却至30℃，静置2小时，完全沉淀后，置于55℃烘箱中老化6小时，取出，过滤，使用去离子水洗涤3次，在80℃下干燥10小时后，置于坩埚中研磨15分钟，送入管式炉中，在氮气氛围下，以8.0℃/分钟的速度升温至420℃，焙烧2.0小时，自然降温冷却后按照球料比为3.0:1的比例进行球磨3小时，得到粉料即为滤料材料，该滤料材料粒径大小在14-20纳米之间。

实施例2

一种提高日用防护口罩过滤性能的方法，将制备得到的滤料材料膜作为口罩夹心过滤层使用，面层和背层使用无纺布材料，加工为厚度为0.85毫米的折叠型平板口罩即可。

所述滤料材料膜的制备方法包括以下步骤：

称取6.7克聚偏氟乙烯置于烧杯中，加入25克二甲基甲酰胺和28毫升无水乙醇，在23℃下将烧杯置于磁力搅拌器上以350转/分钟的速度搅拌25分钟，向烧杯中加入1.38克滤料材料，继续搅拌20分钟，然后超声分散42分钟，超声功率为90瓦，得到分散均匀的混合物，加热至73℃，不断搅拌，使得乙醇挥发，得到粘稠物料，使用车辊机连续化压膜，得到厚度为0.18毫米的滤料材料膜，在40℃下晾干即可作为口罩夹心过滤层使用，面层和背层使用无纺布材料，加工为折叠型平板口罩即可。

所述滤料材料制备方法为：称取5.0克碳酸钙和0.85克碳酸锶置于大烧杯中，加入65毫升去离子水和13毫升无水乙醇，在搅拌下向烧杯中滴加质量浓度为7.8%的氢氧化钠溶液，使体系ph值在9.2-9.4范围，升温煮沸后加入1.3克质量浓度为6.1%的醋酸锌水溶液，在350转/分钟下搅拌混合35分钟，降温冷却至32℃，静置2.5小时，完全沉淀后，置于58℃烘箱中老化6.5小时，取出，过滤，使用去离子水洗涤4次，在85℃下干燥12小时后，置于坩埚中研磨18分钟，送入管式炉中，在氮气氛围下，以8.5℃/分钟的速度升温至430℃，焙烧2.2小时，自然降温冷却后按照球料比为3.1:1的比例进行球磨4小时，得到粉料即为滤料材料，该滤料材料粒径大小在14-20纳米之间。

实施例3

一种提高日用防护口罩过滤性能的方法，将制备得到的滤料材料膜作为口罩夹心过滤层使用，面层和背层使用无纺布材料，加工为厚度为0.9毫米的折叠型平板口罩即可。

所述滤料材料膜的制备方法包括以下步骤：

称取6.9克聚偏氟乙烯置于烧杯中，加入28克二甲基甲酰胺和30毫升无水乙醇，在25℃下将烧杯置于磁力搅拌器上以360转/分钟的速度搅拌30分钟，向烧杯中加入1.40克滤料材料，继续搅拌25分钟，然后超声分散45分钟，超声功率为100瓦，得到分散均匀的混合物，加热至76℃，不断搅拌，使得乙醇挥发，得到粘稠物料，使用车辊机连续化压膜，得到厚度为0.20毫米的滤料材料膜，在45℃下晾干即可作为口罩夹心过滤层使用，面层和背层使用无纺布材料，加工为折叠型平板口罩即可。

所述滤料材料制备方法为：称取5.2克碳酸钙和0.9克碳酸锶置于大烧杯中，加入70毫升去离子水和15毫升无水乙醇，在搅拌下向烧杯中滴加质量浓度为8.2%的氢氧化钠溶液，使体系ph值在9.2-9.4范围，升温煮沸后加入1.6克质量浓度为6.2%的醋酸锌水溶液，在400转/分钟下搅拌混合40分钟，降温冷却至34℃，静置3小时，完全沉淀后，置于60℃烘箱中老化7小时，取出，过滤，使用去离子水洗涤5次，在90℃下干燥15小时后，置于坩埚中研磨20分钟，送入管式炉中，在氮气氛围下，以9.0℃/分钟的速度升温至440℃，焙烧2.5小时，自然降温冷却后按照球料比为3.2:1的比例进行球磨5小时，得到粉料即为滤料材料，该滤料材料粒径大小在14-20纳米之间。

对照组：使用粒径大小在10-30纳米之间的活性炭粉料代替本发明所述滤料材料，其余保持与实施例3一致，加工得到防护口罩。

性能测试：按照实施例3和对照组的方法加工制备得到防护口罩，按照gb2626-2006进行使用性能测定呼吸流量（l/min）与呼吸效率（%）之间的变化关系，结果如图1所示。

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