[發明專利]基于氧化石墨烯的復合納濾防霾抗菌抑菌口罩及制備方法

有效

• 申請號: 201710038463.0
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106690577B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 曲麗君;田明偉;周珍卉;馬志友;朱士鳳
• 申請（專利權）人: 青島大學;南京同君碳素新材料有限公司
• 主分類號: A41D13/11
• 分類號: A41D13/11;A41D31/02;A41D31/30;A41D31/26;D01F1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于氧化石墨烯的復合納濾防霾抗菌抑菌口罩，包括口罩本體，其特征在于，所述口罩本體的周邊上設置有壓縮痕，所述口罩本體從外到里依次由抗靜電處理層、氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復合納米濾芯層、負離子纖維無紡布層、抗菌抑菌層順序疊合而成，所述抗靜電處理層的外側裸露面上設置有對稱的固定扣，與固定扣可拆卸式的連接有彈力帶，在所述口罩本體中間靠上位置的抗菌抑菌層的外側面上設置有鼻托，在鼻托下側設置有位于抗靜電處理層和氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復合納米濾芯層之間的鋁條，所述口罩本體上設置有一條沿其豎向中心線布置的折疊邊痕，所述折疊邊痕與向外打開的鋁條形成一具有立體呼吸空間的口罩。

2.根據權利要求1所述的基于氧化石墨烯的復合納濾防霾抗菌抑菌口罩，其特征在于，所述口罩本體上與人體面部中嘴或鼻相對應的位置設置有呼氣閥，所述呼氣閥內設置有用于限制顆粒雜物進入口罩內側的擋片。

3.根據權利要求1-2任一項所述的基于氧化石墨烯的復合納濾防霾抗菌抑菌口罩的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）、將丙綸無紡布基材平鋪在內部接地的金屬平板上，所述丙綸無紡布的面密度為30-75g/㎡；

（2）、在反應容器中將氧化石墨烯、納米二氧化硅以4:3的比例混合，在非中性條件下10-80℃攪拌反應1-15h，得到氧化石墨烯/二氧化硅復合物；

（3）、將氧化石墨烯/二氧化硅復合物、高分子聚合物溶解于溶劑中，攪拌至完全溶解，得到紡絲溶液，所述紡絲溶液的質量百分比濃度為5-20wt%；

（4）、將步驟（3）制得的紡絲溶液加入到注射泵內，控制環境濕度為20-60%，環境溫度為20-50℃，使注射泵與噴絲頭通過管道連接，使噴絲頭置于平鋪有丙綸無紡布的金屬平板的上方，噴絲頭與金屬平板的間距為15-35cm，在噴絲頭和金屬平板之間施加高壓電，高壓電電壓為35KV，使通過管道從注射泵到達噴絲頭中的紡絲溶液，以0.1-3.5mL/h 的流量噴出氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復合納米纖維，氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復合納米纖維降落在金屬平板表面的丙綸無紡布基材上，收集丙綸紡布基材上的氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復合納米纖維，得到氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復合納米膜過濾層材料；

（5）、將負載了氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復合納米膜過濾層材料的丙綸無紡布基材從金屬平板上取下，將另一層丙綸無紡布復合于負載了氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復合納米膜過濾層材料的丙綸無紡布基材上，形成丙綸無紡布/氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復合納米膜過濾材料；

（6）、將步驟（5）制得的丙綸無紡布/氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復合納米膜過濾材料靜置1.5-2.5h后放入真空干燥箱，溫度設置為10-30℃，烘干后再靜置10-15h后，得到氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復合納米濾芯層；

（7）、依次將抗靜電處理層、氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復合納米濾芯層、負離子纖維無紡布層、抗菌抑菌層順序疊合后，將周邊熱壓粘合，制得口罩本體，在所述口罩本體上壓制一條沿其豎向中心線布置的折疊邊痕；

（8）、將步驟（7）制得的口罩本體中間靠上位置的抗菌抑菌層的外側面上安裝鼻托，在抗靜電處理層的外側裸露面上安裝對稱的固定扣，在鼻托下側安裝上位于抗靜電處理層和氧化石墨烯/二氧化硅/高分子聚合物復合納米濾芯層之間的鋁條，所述折疊邊痕與向外打開的鋁條形成一具有立體呼吸空間的口罩。

4.根據權利要求3所述的基于氧化石墨烯的復合納濾防霾抗菌抑菌口罩的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）中的高分子聚合物為聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、尼龍、聚羥基丁酸酯、聚羥基丁酸戊酸共聚酯中的任意一種或幾種。

5.根據權利要求3所述的基于氧化石墨烯的復合納濾防霾抗菌抑菌口罩的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）中的溶劑為水、乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、N,N- 二甲基甲酰胺、甲醇、乙醇、甲酸、乙酸中的任意一種或幾種。