[发明专利]一种可重复使用的口罩滤材及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可重复使用的口罩滤材及其制备方法。所述滤材由静电纺丝制备的双组分或多组分纳米纤维膜组成，纳米纤维膜由一种低熔点聚合物组分和一种或多种高熔点聚合物组分构成，纳米纤维膜在高于低熔点组分的熔点且低于高熔点组分的熔点的温度下进行热处理，低熔点的组分会热熔并在纳米纤维间形成节点，从而大大增强纳米纤维的力学强度，避免纳米纤维膜在洗涤和消毒过程中发生破损。本发明的滤材洗消多次后，阻力为20‑150Pa，对直径为0.3微米的NaCl气溶胶的过滤效果为30‑99.99％，该滤材可以用于制作耐洗涤和消毒的可重复使用口罩。

技术领域

本发明涉及口罩用滤材领域，具体涉及一种高效低阻且机械强度高的耐洗涤和消毒的可重复使用口罩用滤材及其制备方法。

背景技术

可重复使用口罩不仅对于解决流行病疫情早期的“口罩慌”具有极其重要的意义，同时可以节省资源，避免大量丢弃的已使用口罩对环境的污染。口罩可重复使用有多种方式，如紫外线消毒、医用酒精消毒、高温蒸汽消毒、水洗涤等。

但是传统的熔喷布滤材，主要依靠静电作用拦截颗粒物，经过水洗或消毒后静电会被中和，过滤效率大幅下降，难以制备出高性能的耐洗涤和消毒的可重复口罩。基于纳米纤维膜的滤材，如使用静电纺丝制备的纳米纤维膜，具有纤维直径小，比表面积大、孔隙率高的优势，是制备高效低阻滤材的理想材料。其过滤效率相比熔喷布更高，无需静电单靠物理截留就可以实现KN95级别的过滤效果。

但是由于纳米纤维膜非常细，机械强度低，通常无法承受洗涤和消毒时的外力，会发生破损，导致过滤效果大幅下降。如专利公布CN106237717B报道了一种非织造布/纳米纤维/非织造布的滤材，其虽然具有优良的过滤效果，但是由于纳米纤维膜直径通常在50-500nm，机械强度低，洗涤或消毒过程中易发生破损，过滤效率大幅降低。

目前的技术方案均无法更好地解决纳米纤维膜无法耐洗消的问题。

发明内容

技术问题

为了解决现有技术的问题，本发明的目的是提供一种高效低阻且耐多次洗涤和消毒的纳米纤维膜复合滤材及其制备方法。该方法工艺简单易批量生产，滤材性能易调控，经过多次洗消后不会发生明显破损，性能较为稳定，其可以用于制备可重复使用的口罩。

技术方案

对于本发明的上述目的，本发明在第一方面提供一种纳米纤维膜口罩滤材，其特征在于：所述纳米纤维膜至少包括两种熔点不同的聚合物组分，其中一种为低熔点聚合物，另外一种或多种为高熔点聚合物。

在本发明的实施方式中，所述低熔点聚合物例如包括但不限于热塑性聚氨酯弹性体(TPU)热熔胶或聚乙内酯PCL。

在本发明的实施方式中，所述高熔点聚合物包括但不限于聚丙烯腈(PAN)聚醚砜(PES)聚偏氟乙烯(PVDF)醋酸纤维素(CA)高熔点的弹性聚氨酯TPU、聚丙烯酸PAA、聚酰亚胺PI等材料。

在本发明的实施方式中，所述低熔点组分的质量占比在5％-50％之间。

在本发明的实施方式中，对所述纳米纤维膜进行热处理，热处理温度介于高熔点和低熔点聚合物的熔点之间，优选60-150℃，热处理时间1分钟-2h。

在本发明的实施方式中，所述纳米纤维膜由静电纺丝(electrospinning)工艺制作而成，纤维直径在20-1000nm，克重为0.2-20g/m²。

在本发明的实施方式中，纳米纤维膜口罩滤材的纳米纤维膜包括一种低熔点聚合物PCL，含量为10-30％，优选20％，和一种高熔点聚合物PAN，含量为70-90％，优选80％。热处理温度可以为80℃，热处理时间可以为5分钟。