[發明專利]一種智能呼吸響應材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810054169.3
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108239326B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 史繼富
• 申請（專利權）人: 深圳理科生科技有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L33/20;C08L71/02;C08L33/04;C08L23/12;C08L33/02;C08L3/02;C08L5/08;C08K9/04;C08K3/22;C08K5/19;C08K3/30
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 方燕;莫瑤江

本發明公開了一種智能呼吸響應材料及其制備方法。該智能呼吸響應材料，按總質量分數100％計，包括如下組分，高分子呼吸響應材料0.5％?95％、納米響應材料0.1％?45％、分散劑1％?20％和水1％?95％。本發明提出的智能呼吸響應材料通過高分子響應材料和納米響應材料的相互耦合作用，實現了快速的智能化的濕度調節，且制備方法簡單易行，具有很好的開發應用潛力。

技術領域：

本發明屬于響應材料技術領域，具體涉及一種智能呼吸響應材料及其制備方法。

背景技術：

最近幾年，隨著空氣霧霾越來越嚴重，人們對呼吸健康的問題也日益關注，口罩成了冬季出行的必備。市場上大多數口罩可以有效隔離霧霾。然而呼吸的濕度問題始終沒有引起人們的關注。醫學研究的結果表明，最適合人類呼吸的空氣濕度為40％-60％。如果空氣濕度低于40％，呼吸道黏膜上的纖毛運動減緩，灰塵、細菌等容易附著在黏膜上，呼吸道干澀難受、引發干咳、鼻腔出血、喉痛、感冒、過敏性鼻炎誘發咽炎、氣管炎、肺炎、支氣管哮喘等，以及某些真菌、細菌和病毒的滋生。而空氣濕度大于60％，會令人憋悶難耐，食欲不振、煩躁、免疫力下降，此時人們會無精打采，易疲倦(松果激素量增多，甲狀腺素及腎上腺素的濃度相對降低)，同時部分細菌、病毒、真菌、塵螨繁殖能力增強。

目前尚無可以對呼吸實現智能響應的材料，當外界環境濕度低時，智能響應增加濕度，而外界環境濕度高時，智能的降低濕度。

發明內容：

本發明的目的是提供一種智能呼吸響應材料及其制備方法，該智能呼吸響應材料實現了快速的智能化的濕度調節，且制備方法簡單易行，具有很好的開發應用潛力。

本發明的第一個目的是提供了一種智能呼吸響應材料，按總質量分數100％計，包括如下組分，高分子呼吸響應材料0.5％-95％、納米響應材料0.1％-45％、分散劑1％-20％和水1％-95％。

本發明提出的智能呼吸響應材料，其工作原理是：濕度的變化會引起空氣壓力差的微小變化，納米響應材料可以感知濕度的變化。當外界濕度＞60％時，納米響應材料利用其多孔高比表面的特性，將空氣中的水分吸附在其表面上，并在壓力差的作用下，利用毛細力將吸附的水分傳遞給高分子呼吸響應材料，實現水分的儲存。當外界濕度＜40％時，在壓力差的驅動下，納米響應材料可以吸收聚合物儲存的水分，然后擴散出來，增加環境濕度。

優選，所述的納米響應材料為卟吩修飾的納米響應材料。卟吩修飾的納米響應材料其增加了納米響應材料的相應靈敏性。卟吩修飾的納米響應材料通過將卟吩和納米響應材料共同分散在乙醇溶液中回流得到，其中卟吩和納米響應材料的混合物中，卟吩所占的質量百分比為0.1％-10％，乙醇溶液與卟吩和納米響應材料的混合物的質量比大于1.5，乙醇溶液質量分數為70％-75％。

上述智能呼吸響應材料，按總質量分數100％計，包括如下組分，高分子呼吸響應材料30％-80％、卟吩修飾的納米響應材料15％-35％、分散劑5％-8％和水20％-60％。

優選，所述的高分子呼吸響應材料選自聚乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚乙二醇、聚丙烯、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸、淀粉、聚丙烯碳酸酯、殼聚糖、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素鈉和吸水無紡布中的一種以上。

所述的納米響應材料選自多孔高比表面的納米氧化物、氮化物、硫化物和硅鋁酸鹽中的一種，還包括染料0％-10％和/或香料0％-10％。染料和香料根據實際情況，做相應的添加即可。

卟吩的結構式如式(Ⅰ)所示：

優選，所述的分散劑選自十二烷基磺酸鈉、十六烷基二甲基氯化銨、十六烷基二甲基溴化銨和OP乳化劑中的一種。在本發明中OP乳化劑指的是OP-10。