[发明专利]一种多功能口罩及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多功能口罩的制备方法，先用碳掺杂纳米二氧化钛对熔喷无纺布进行表面处理，使其具有抗菌和疏水功能；再用碳掺杂纳米二氧化钛处理后的熔喷无纺布作为接收装置，用静电纺丝技术，将生物质高聚物微/纳米纤维微孔多层膜，沉积到碳掺杂纳米二氧化钛处理后的熔喷无纺布上，再以此为基材，进行组装，形成既能有效阻挡PM2.5，又具有抗菌、自清洁和防护功能的多功能口罩。口罩由内至外依次为生物质高聚物微/纳米纤维微孔多层膜，碳掺杂纳米二氧化钛处理后的熔喷无纺布层。本发明的制备方法，工艺、设备简单，稳定可靠，操作方便，制得的口罩轻而薄，既具有普通口罩的防护功能，又具有防雾霾、抗菌和自清洁功能，在日常外出、实验室和医疗领域应用的潜在能力。该技术简单易行，适用范围广。

技术领域

本发明涉及一种口罩，尤其是一种具有抗菌、自清洁和防护功能的多功能口罩及其制备方法。

背景技术

中国社会科学院、中国气象局联合发布的《气候变化绿皮书：应对气候变化报告(2013)》(以下简称“绿皮书”)指出，近50年来中国雾霾天气总体呈增加趋势。其中，雾日数呈明显减少，霾日数明显增加，且持续性霾过程增加显著。绿皮书称，中国雾霾天气增多最主要的原因是社会石化能源消费增多造成的大气污染物排放逐渐增加，其主要影响因素是石化能源的不完全燃烧造成的有机污染物、碳氧化物的释放，而这些污染的主要来源是热电排放、工业尤其是重化工生产、汽车尾气、冬季供暖、居民生活(烹饪、热水)，以及地面灰尘。产生雾霾天气主要原因是空气中P2.5含量过高。大气颗粒物的粒径在0.01～100μm之间，统称为总悬浮颗粒物，PM2.5指空气动力学直径小于或等于2.5μm的颗粒物。流行病学研究表明，粒径小于2.5μm的气溶胶颗粒物可进入肺部，并沉积于肺泡，而且粒子越小，越容易吸附一些对人类有害的重金属和有机物、细菌和病毒，主要是：增加发病率和死亡率；危害呼吸系统和心血管系统；改变肺功能及其结构；改变免疫功能；增加癌患，如肺癌等，对人类健康造成严重危害。对于雾霾产生源头治理的过程相当复杂和困难，在人体防护和雾霾根源治理两方面相比来说，人体防护技术的开发与进步显得更为方便和有效。外出时佩戴专业防护口罩，是目前天气情况下，保护国人健康的重要方法之一。防霾口罩逐渐成为热销品。

雾霾的主要成因是空气中动力学直径小于或等于2.5μm的颗粒物含量过高，并含有大量有机污染物、碳氧化物、氮氧化物，而目前市面上所大量使用的口罩大部分为纯棉或者无纺布制作的防尘口罩，对于一般稍大的颗粒可以起到过滤阻隔的作用，但是对于雾霾中对人体伤害最大的微/纳米颗粒过滤阻隔效果较差，对有机污染物的催化降解效果几乎为零。起不到明显的防雾霾作用。而所称的防雾霾口罩，其对于雾霾的防护及其中有机污染物的催化效率一般都低于10％，甚至有些低至1.1％，更有些口罩自身含有毒性，对人体造成直接伤害。防霾口罩的质量问题很突出，颇让业界担忧。上海市质量技术监督局日前公布对宣称具PM2.5防护功能口罩的质量安全风险监测结果,69批次样品中超八成产品不合格。并且，大部分口罩都是一次性口罩，造成资源的浪费和环境污染。

目前制备口罩的方法主要有：熔喷无纺布技术、纺粘无纺布技术和机织物织造技术。所用的材料往往是聚丙烯和棉纤维。纺粘无纺布内的纤维直径较粗，一般在15～40μm。熔喷无纺布内的纤维直径平均小于5μm，但粗细不均。并且棉织物容易产生霉菌，聚丙烯无纺布的人体亲和性和舒适性差。

本人于2016年，曾获得相关专利，专利号201610444058.4，名称为一种高效防雾霾与有机污染物口罩及其制备方法，但在使用过程中，发现此口罩中的纳米二氧化钛纤维多孔膜层比较容易破，虽达到很好的效果，但使用寿命不长。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提供一种具有抗菌、自清洁和防护功能的多功能口罩及其制备方法；本发明多功能口罩，是具有抗菌、自清洁、高效的防霾和有机污染物的舒适性多功能口罩；不仅具有重要的经济价值，还具有重要的社会意义；减少资源的浪费和环境污染，具有良好的社会效益和经济效益。

所采用的技术方案如下：