[發明專利]一種基于靜電吸附過濾的口罩及其制備方法

在審

• 申請號: 202011196962.0
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112107046A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 李梓維;黃建華;黃明
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: A41D13/11
• 分類號: A41D13/11;A41D31/04;A41D31/02;A41D31/30;A41D31/26
• 代理公司: 長沙市和協專利代理事務所(普通合伙) 43115
• 代理人: 熊曉妹

1.一種基于靜電吸附過濾的口罩，其特征在于：從外到內依次包括外部防飛沫層、靜電過濾層和內部護膚層,所述外部防飛沫層為采用靜電紡絲法制備的聚乙烯醇納米纖維膜，所述靜電過濾層為采用靜電紡絲法制備的復合納米纖維離子交換膜，內部護膚層為靜電紡絲法制備的負載有維生素E的聚丙烯腈納米纖維制成。

2.根據權利要求1所述的基于靜電吸附過濾的口罩，其特征在于：所述復合納米纖維離子交換膜為陰離子交換功能和陽離子交換功能的離子交換膜，陰離子聚合物為聚丙烯酰胺，陽離子聚合物為聚季銨鹽。

3.一種基于靜電吸附過濾的口罩的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1，以具備防水作用的聚合物聚乙烯醇以及分散劑二甲基甲酰胺為前驅體溶液進行電紡，得到外部防飛沫層；

步驟2，將具備電負性的陰離子聚合物聚丙烯酰胺以及高分子聚合物聚乙烯吡咯烷酮溶解在無毒無害的去離子水中，形成穩定的陰離子聚合物前驅體溶液：

步驟3，將具備電負性的陽離子離子聚合物聚季銨鹽以及高分子聚合物聚乙烯吡咯烷酮溶解在無毒無害的去離子水中，形成穩定的陽離子聚合物前驅體溶液；

步驟4，以步驟1中的外部防飛沫層為基底，將陰離子聚合以及陽離子聚合物利用靜電紡絲法進行組合交叉電紡，形成內部具有抑菌、過濾功能的靜電過濾層；

步驟5，以步驟4中的過濾層為基底，將親膚的維生素E以及聚丙烯腈分散在乙酸溶液，進行電紡，形成親膚的內部護膚層。

4.根據權利要求3所述的基于靜電吸附過濾的口罩的制備方法，其特征在于：所述步驟1具體為，將聚乙烯醇分散到二甲基甲酰胺溶液中，其中聚乙烯醇與二甲基甲酰胺溶液中質量百分比為9％-15％，溶液在20-45°下高速攪拌4-6h，首先形成均勻透明的膠體溶液，膠體溶液在10kv-15kv下，10cm-15cm的接收距離，以0.2ml/h-0.5ml/h的注射速度進行電紡，得到的紡織物在真空環境60°-80°下進行干燥。

5.根據權利要求4所述的基于靜電吸附過濾的口罩的制備方法，其特征在于：所述步驟2具體為聚丙烯酰胺與去離子水1以質量比例為1:10混合，混合溶液攪拌2h-4h，形成澄清溶液，再將一定質量的聚乙烯吡咯烷酮分散在去離子水溶液中，其中聚乙烯吡咯烷酮在溶液中所占質量百分比為9％-15％，將溶液攪拌2h-4h,形成均勻穩定的膠體溶液。

6.根據權利要求5所述的基于靜電吸附過濾的口罩的制備方法，其特征在于：所述步驟3具體為聚合物聚季銨鹽與去離子水的質量比例為1:10，將溶液攪拌2h-4h，形成澄清溶液，再將聚乙烯吡咯烷酮分散在去離子水溶液中，其中聚乙烯吡咯烷酮在溶液中所占質量百分比為9％-15％，將溶液攪拌2h-4h,形成均勻穩定的膠體溶液。

7.根據權利要求6所述的基于靜電吸附過濾的口罩的制備方法，其特征在于：所述步驟4具體為：將步驟2與步驟3中形成的均勻膠體溶液通過兩臺設備對同一基底進行交互電紡，使用10kv-15kv高壓，10cm-15cm的接收距離，注射速度為0.2ml/h-0.5ml/h條件下，形成均勻的納米纖維過濾薄膜網絡，將納米薄膜轉移到真空烘箱中，60°-80°下干燥6h-12h,排除水分形成穩定均勻的具有抑菌功能的靜電過濾層。

8.根據權利要求7所述的基于靜電吸附過濾的口罩的制備方法，其特征在于：所述步驟5具體為：將維生素E溶于乙酸溶劑中，攪拌1-2h，將聚丙烯腈分散到溶液中，聚丙烯腈在溶液中所占質量百分比為9％-15％，攪拌4h-6h,在10kv-15kv下，10cm-15cm的接收距離，0.2-0.5ml/h的注射速度，將收集的納米纖維在60°-80°下真空干燥，形成穩定的親膚的納米纖維膜。

9.根據權利要求8所述的基于靜電吸附過濾的口罩的制備方法，其特征在于：所述維生素E與乙酸質量比為(1:20)-(1:15)。