[发明专利]一种口罩用低阻高效复合过滤材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种口罩用低阻高效复合过滤材料，所述低阻高效复合过滤材料按质量百分比计，包括聚丙烯纤维55～74wt％、聚四氟乙烯滤膜26～41wt％、柔软剂2～5wt％和偶联剂1～3.5wt％。本发明还公开了该口罩用低阻高效复合过滤材料的制备方法。相比于传统单一的熔喷聚丙烯纤维过滤材料，该复合过滤材料柔性大幅度提高，增加其曲面贴合性和折叠性，从而提高该复合过滤材料的重复利用率，并且该复合过滤材料具有更高的过滤效率，更低的过滤阻力，从而增加了利用该复合过滤材料制备出口罩的防护效果和佩戴舒适感。

技术领域

本发明属于功能复合材料技术领域，涉及一种口罩用低阻高效复合过滤材料及其制备方法。

背景技术

新冠肺炎疫情自2019年12月爆发以来，截至2020年5月初全球感染超人数已经超过350万人，死亡人数也突破25万，重挫全球经济。此次新型冠状病毒主要传播途径依靠呼吸道飞沫传播和接触传播，由于新型冠状病毒传播能力之强和感染人数之多，造成全球相继出现医疗物资短缺，目前重点物资需求分为五大类，其中医用防护服和医用防护口罩等重点防护用品属于非常紧缺的第一类物资，导致战斗在“抗疫”第一线的医务人员受到极大感染的威胁。因此，医用防护服和医用防护口罩的数量和质量已经成为全球防控新冠肺炎疫情的关键因素。

聚丙烯纤维过滤材料是由聚丙烯原料熔融后经挤压纺丝、拉伸、铺网、粘合成形制成，纤维排列均匀，纤维细度小，纤维网络孔隙率高，具有优异的过滤性能。聚丙烯熔喷纤维过滤材料具有极好的亲油性使其具吸油快、吸油量大的特点，而且具有原料丰富、成本低、生产率高、产品性能优良、用途广泛等特点。同时，生产出的聚丙烯纤维过滤材料具有纤维强度高、耐腐蚀、耐磨性及弹性好等优点，已被广泛应用于生产一次性或限次使用的防护服、手术衣、口罩等医疗防护物资。

聚四氟乙烯滤膜是以聚四氟乙烯为原料，因其分子结构简单和碳氟键的键能高而具备良好的耐热性、耐化学腐蚀和较广的的工作温度范围，在经过膨化拉伸后可以形成一种具有微孔性的空气净化薄膜。聚四氟乙烯滤膜孔隙率高、孔径小且分布均匀，应用聚四氟乙烯滤膜可以在保持空气流通的同时，可以过滤包括细菌在内的所有尘埃颗粒，达到净化且通风的目的，其已经广泛被应用于制药、生化、微电子和实验室空气净化等领域。因此，如何根据聚丙烯纤维过滤材料和聚四氟乙烯滤膜的自身物理化学性质和空气过滤特性，开发出一种低阻高效复合过滤材料应用于口罩生产，对全球的防疫工作具有非常重要的实际意义。

公开号为CN104645715A一种口罩用高效低阻纳米纤维空气过滤材料及其制备方法的专利中，公开了在静电纺丝过程中通过采用蒸汽场补偿与控制技术、同电性电压纺丝技术以及创新性地引入单纤维具有串珠结构的纳米纤维层，一步成型获得了纤维间无粘连、结构蓬松且具有三维立体空腔的网状互通结构的高效低阻复合纳米纤维过滤材料。本发明的一种口罩用高效低阻纳米纤维空气过滤材料，对0.006-2.5μm的颗粒的过滤效率可达99.999％以上，压阻小于30Pa。本发明制备工艺简单，成本低廉，制备的复合过滤材料过滤效率高，阻力压降小，在个体防护口罩领域具有广阔的应用前景。

公开号为CN206534167U一种防雾霾口罩主体材料及口罩的专利中，公开了其中的防雾霾口罩主体材料包括按序层叠复合的第一过滤层和第二过滤层；所述第一过滤层，具体为针刺静电棉；所述第二过滤层，具体为经拒水处理的驻极熔喷无纺布。本实用新型采用了含驻极体的针刺静电棉，不同于普通的静电棉，不仅可实现对PM3的高效过滤效果，具有过滤阻力低、容尘量大等优点，而且具有蓬松效果，大大增加了柔软度和透气性，提升了佩戴的舒适性；在第二过滤层的熔喷无纺布的内表面增设了内层，采用无OIT的抗菌布，可实现抗菌抑菌、预防疾病，同时提高佩戴的舒适度；各层采用了最优的克重、厚度等参数值，使得材料整体更加轻薄、柔软、透气，进一步提升了佩戴的舒适度。