[发明专利]一种抗病毒聚乳酸熔喷材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种抗病毒聚乳酸熔喷材料及其制备方法和应用，包括以下步骤：S1、将乳酸、多元醇和水搅拌混合，得到均一溶液；S2、加热反应得到改性乳酸；S3、将改性乳酸与催化剂混合，得到改性聚乳酸；S4、将改性聚乳酸、碱金属高碘酸盐和相容剂混合均匀，避光反应得到聚乳酸粗品；S5、加入无水乙醇，然后快速搅拌，沉淀出聚乳酸半成品；S6、将聚乳酸半成品用滤膜过滤并干燥；S7、干燥后气流粉碎后即得。本发明提供了一种含端醛基的可杀灭病毒的可降解聚乳酸熔喷材料，该材料柔韧性均一，自身能够发挥杀灭病毒功能，将其用于制造防护口罩，不仅能够解决现有口罩降解性的问题，还能为佩戴者提供足够的细菌、病毒防护和良好的佩戴感受。

技术领域

本发明涉及可降解口罩技术领域，特别涉及一种抗病毒聚乳酸熔喷材料及其制备方法和应用。

背景技术

我国研制的防护口罩对于细菌和噬菌体为指标评价的防护效果已经可以达到99％以上，且过滤效率能够满足N95防护口罩≥95％的要求，但随着医用防护口罩需求激增，目前国内口罩产能已经到达每日1.1亿只以上，这些口罩基本上在一次性使用后丢弃。同时，口罩的主体部分是处于中间起过滤作用的熔喷布层，目前使用最广泛的是聚丙烯熔喷布。聚丙烯材料仅能对油性颗粒物或非油性颗粒物中的一种过滤，能够实现对一定数量细菌的抑制，但不能抑制病毒。并且，聚丙烯构成了口罩产品90％以上的原材料，而聚丙烯是由石油基树脂制成的，属于不可降解的高分子材料，废弃后若焚烧将产生大量有害气体，若掩埋则难以降解，给环境保护带来巨大压力。

近年来聚乳酸作为一种无毒、无刺激、生物相容性良好的高分子材料，能够完全生物降解，降解后的最终产物为二氧化碳和水，因而无毒无害，对环境不会造成污染。同时，聚乳酸的拉伸强度、压缩模量高、透明性好、加工成型方便，已广泛用作纤维制品、包装材料和医疗卫生材料。但由于聚乳酸熔喷材料本身存在的缺陷特别是力学方面的脆性，限制了其发展与应用。国内专利CN101168617A、CN102504507A和CN103726220A公布了聚乳酸中添加共聚酯、聚酯多元醇等增塑剂所制备的柔韧熔喷非织造布，然而这些增韧方式无法确保熔喷布材料性能的均一性。此外，聚乳酸材料本身不具备杀灭病毒达到能力，需要在聚乳酸熔喷布基材中添加各种消毒剂来杀灭病毒，然而这些消毒剂自身对于人体皮肤、粘膜有一定的刺激、损伤，会给最终的口罩使用者带来不好的佩戴感受。因此，亟待研制一种柔韧性均一、自身能够发挥杀灭病毒功能的聚乳酸熔喷材料。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种抗病毒聚乳酸熔喷材料及其制备方法和应用，本发明利用具有柔性的多元醇与乳酸单体进行高温脱水缩合，使其改性聚乳酸作为熔喷材料具有良好的柔韧性，避免了常规聚乳酸在熔喷非织造布制备过程中额外添加增韧剂和相容剂，确保了材料性能的均一性；同时，本发明还通过将改性聚乳酸的端羟基氧化成醛基，使得改性聚乳酸自身因携带醛基具备醛类消毒剂的活性，利用改性聚乳酸的醛基与病毒蛋白上的羟基、氨基结合，使之烷基化，引起蛋白质凝固造成病毒死亡，从而实现杀灭病毒，并由此得到了一种柔韧性均一、自身能够发挥杀灭病毒功能的聚乳酸熔喷材料，克服了现有技术所存在的不足。

本发明采用的技术方案如下：一种抗病毒聚乳酸熔喷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将乳酸、多元醇和水按比例搅拌混合，得到均一溶液；

S2、加热均一溶液至60－80℃，以去除水分，保温一定时间，然后再升温至100－120℃，反应2－4h，得到含柔性单体的改性乳酸；

S3、将改性乳酸与催化剂按比例搅拌混合，在温度130－150℃下，真空保温12－15h，得到改性聚乳酸；

S4、将改性聚乳酸、碱金属高碘酸盐和相容剂混合均匀，然后置于室温下避光反应2－5h，得到聚乳酸粗品；

S5、向聚乳酸粗品中加入无水乙醇，然后快速搅拌，沉淀出聚乳酸半成品；

S6、将聚乳酸半成品用滤膜过滤，并于35－50℃下真空干燥一定时间；