一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料及制备方法与流程

专利2022-06-30  57

本发明涉及一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料及制备方法,属于有机硅材料技术领域。



背景技术:

医用口罩由口罩面体和拉紧带组成,其中口罩面体分为内、中、外三层,内层为亲肤(普通卫生纱布或无纺布),中层为隔离过滤层(超细聚丙烯纤维熔喷材料层),外层为特殊材料抑菌层(无纺布或超薄聚丙烯熔喷材料层)。按照性能特点及适用范围,医用口罩可分为医用防护口罩、医用外科口罩和普通医用口罩,其中医用防护口罩(包括n95和kn95口罩)防护等级最高,是一种密合性自吸过滤式医用防护用品,可滤过空气中的微粒,阻隔飞沫、血液、体液、分泌物微滴和大部分细菌、病毒等病原体,适用于医务人员和相关工作人员对经空气传播的呼吸道传染病的防护,尤其适用于诊疗活动中接触经空气传播或近距离经飞沫传播的呼吸道感染疾病患者时佩戴。但是,现在医用防护口罩在医疗操作和重大卫生防护中的使用效率和安全系数还未达到理想的预期,主要原因有以下四点:1,非油性颗粒物过滤效率不能达到100%,只达到≥95%,且长时间使用,过滤效率逐渐降低;2,只能阻隔大部分细菌、病毒等病原体,不具备消毒杀菌和完全阻隔体液喷溅穿透功能,不能应用于新型冠状病毒等重大卫生事故的医疗操作中,特别是气管切开、气管插管等有可能喷溅的高危操作;3,透气性低,对某些体弱或有心肺系统疾病者不适用,对呼吸困难的呼吸道疾病患者也不太适用;4,抗湿性差,长时间佩戴医用防护口罩,由于口腔内有水蒸气,口罩很容易潮湿,导致过滤效率和安全系数严重降低。因此应继续深入研究,突破现在材料和工艺的限制,提高口罩的使用效率和安全系数。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料及制备方法。

为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供的技术方案是:一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,原料配方包括组份a和组份b:

所述组份a包括下列质量百分比的材料:

所述组份b包括下列质量百分比的材料:

所述组份a和组份b之间的质量比例为0.8-1.2∶1。

优选的技术方案为:所述甲基乙烯基聚硅氧烷为符合通式a、通式b、通式c和通式d的化合物中的至少一种:

[(ch3)2(ch2=ch)sio1/2]a[(ch3)3sio1/2]b[sio4/2]c通式a;

其中,[(ch3)2(ch2=ch)sio1/2]a[ch3)3sio1/2]b为m结构,[sio4/2]c为q结构,mq值为0.5-1;在25℃时,运动粘度为5000-1000000cps,乙烯基官能团质量分数为0.1-1%;

(vime2sio1/2)(me2sio)m(mesio3/2)n通式b;

其中,me为甲基,vi为乙烯基;m/n=1-5;在25℃时,运动粘度为1000-100000cps,乙烯基官能团质量分数为0.5-2%;

(vime2sio1/2)(mesio3/2)m通式c;

其中,me为甲基,vi为乙烯基,m=1-10;在25℃时,运动粘度为1000-50000cps,乙烯基官能团质量分数为0.05-5%;

(vime3sio1/2)2(me2sio)n通式d;

其中me为甲基,vi为乙烯基,n=10-1000;在25℃时,运动粘度为1000-1000000cps,乙烯基官能团质量分数为0.01-5%。

优选的技术方案为:所述甲基含氢聚硅氧烷为符合通式a、通式b、通式c和通式d的化合物中的至少一种:

[(ch3)2r1sio1/2][(ch3)3sio2/2]通式a;

[(ch3)2r1sio1/2][(ch3)2sio2/2]x[r2sio3/2]y通式b;

其中,x=1-5,y=1-5;

[(ch3)3sio1/2]x(ch3)r1sio2/2]y[r2sio3/2]m[sio4/2]n通式c;

其中,x=1-5,y=0-5,m=1-5,n=0-5;

[(ch3)2r1sio1/2]x[(ch3)r2sio2/2]y[r3sio3/2]m[sio4/2]n通式d;

其中,x=1-5,y=0-5,m=1-5,n=0-5;

其中,r1、r2和r3各自独立地代表异丁基三乙氧基、乙烯基三过氧化叔丁基、丁二烯基三乙氧基、氢基和含氢基活泼官能团。

优选的技术方案为:所述扩链剂为符合通式a和通式b的化合物中的至少一种:

(hme2sio1/2)x(mesio3/2)y通式a;

其中,x=1~10,y=1~10;

[hme2sio1/2][me2sio2/2]x[hsio3/2]y通式b;

其中,x=1~10,y=1~10;

其中,me为甲基,y/x=1~5。

优选的技术方案为:所述发泡剂为n,n-二亚硝基五次甲基四胺、苯甲酸、二苯磺酰肼醚、二偶氮氨基苯、对甲苯磺酰肼、偶氮二异丁腈、碳酸氢钠、氧化锌、碳酸氢铵和明矾中的至少一种。

优选的技术方案为:所述增粘剂符合结构通式yrnsix3-n的化合物中的至少一种;其中,y代表乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙乙烯酰氧基或巯基;r代表亚烷基,x代表能够水解的基团,n=0或1。其中y代表乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙乙烯酰氧基或巯基,r代表亚烷基,x代表能够水解的基团,n=0或1。亚烷基为碳原子数2~20的取代或非取代的亚烷基。能够水解的基团是指能够通过水解反应从化合物的主骨架上脱离的基团。例如:-or、-ocor、-o-n=cr2、-nr2、-nhr、卤素,这些式中,r表示取代或非取代的碳原子数1~4的烷基等,优选为-or(即烷氧基)。r的例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基等非取代烷基;氯甲基等取代烷基。这些之中,优选烷基、特别是非取代烷基,更优选为甲基或乙基。羟基没有特别限定,可以为能够水解的基团发生水解而生成的羟基。

优选的技术方案为:所述炔醇抑制剂为3-(三甲基硅基)丙炔醇、1-乙炔基-1-环己醇和1-乙炔基环己醇中的至少一种。

优选的技术方案为:所述消毒杀菌剂为纳米银、丙酸钙、对羟基苯甲酸酯、苯酚、氨基苯磺酸、二氯萘醌或稳定态二氧化氯固体粉末中的至少一种。

优选的技术方案为:所述抗结构化剂为二苯基硅二醇、六甲基二硅氨烷和羟基硅油中的至少一种。

优选的技术方案为:所述弱补强剂为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑中的至少一种。

优选的技术方案为:所述匀泡剂为羟乙基纤维素、羟甲基甲基纤维素、端烯丙基聚醚、甲基纤维素醚、羟内基甲基纤维素和二甲基硅油中的至少一种。

优选的技术方案为:所述铂金催化剂为卡斯特铂金催化剂、氯铂酸-酮、氯铂酸-烯、氯铂酸-酯、氯铂酸-醇、氯铂酸-醚或者聚硅氧烷络合物铂金催化剂中的至少一种,其中铂金属的浓度在500~100000ppm以内。

为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供的技术方案是:一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料的制备方法,所述口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料的原料配方采用上述的原料配方;制备方法包后包括组分a的制备方法和组分b的制备方法;

组份a的制备方法包括:将发泡剂、炔醇类抑制剂和消毒杀菌剂在真空负压的条件下和在循环水冷却条件下分次搅拌分散在由甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基含氢聚硅氧烷、扩链剂和增粘剂所组成的混合体系中,制成组份a;

组份b的制备方法包括:将弱补强剂、匀泡剂和铂金催化剂在真空负压的条件下分次搅拌分散在由甲基乙烯基聚硅氧烷和抗结构化剂所组成的混合体系中,制成组份b。

优选的技术方案为:所述真空负压为-0.08~-0.1mpa;搅拌时的搅拌桨转速为15~70r/min;分散盘转速为1000~2000r/min。

由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有的优点是:

1、本发明的有机硅材料主链由硅-氧链节构成,侧链由有机基团与主链硅原子连接构成,独特的结构使有机硅材料兼备无机与有机材料的性能,高气体渗透性、高弹性以及压缩性和优秀的防水防潮功能等使有机硅材料在医疗应用领域不断拓宽。以有机硅发泡多孔硅凝胶作为消毒杀菌因子的载体,可以抵抗湿气、污物和其他大气组分,减轻机械、冲击和震动引起的机械应力和张力,良好的自修复能力以及可多次破损自修复等。通过熔喷、纺粘、热风或者针刺等工艺制成医用防护口罩,该口罩的有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料截面泡孔细密均匀,曲折通透,不仅保证了口罩足够的呼吸用通道,而且表面积巨大,表面充满粘性和杀毒除菌因子,能够有效粘附与杀灭病毒细菌,确保口罩在长时间使用过程中保持安全卫生。通过多次试验,该口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料均能圆满完成捕捉与粘附病毒和细菌的任务,且杀毒消菌功能优秀,解决了口罩在使用过程中因病毒和细菌污染导致使用效率和安全系数降低的问题。

2、口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料混合固化后截面泡孔细密均匀,曲折通透,不仅保证了口罩足够的呼吸用通道,而且表面积巨大,表面充满粘性和杀毒除菌因子,能够有效粘附与杀灭病毒和细菌,确保口罩在长时间使用过程中保持安全卫生。通过多次试验,该口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料均能圆满完成捕捉与粘附病毒和细菌的任务,且杀毒消菌功能优秀,解决了口罩在使用过程中因病毒和细菌污染导致使用效率和安全系数降低的问题。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本实施例所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

本文中使用的术语的目的仅在于说明特别实施例,并不意图对本发明做限制。除非上下文明确显示,否则本文中使用的单数形式“一”、“一个”亦包括复数形式。

在说明较佳实施例时,可能基于清楚的目的而使用特别的术语;然而,本说明书所揭露者并不意图被限制在所选择的该特别术语;并且应当理解,每一个特定元件包括具有相同功能、以相似方式操作并达成相似效果的所有等效技术。

实施例一:一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料及制备方法

一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,由相同质量比的组份a和组份b合成;所述的组份a包括以下各组分:甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基含氢聚硅氧烷、扩链剂、发泡剂、增粘剂、炔醇类抑制剂和消毒杀菌剂,其中各成分重量百分数如下:甲基乙烯基聚硅氧烷30%、甲基含氢聚硅氧烷56.95%、扩链剂5%、发泡剂5%、增粘剂0.5%、炔醇类抑制剂0.05%%和消毒杀菌剂2.5%;

所述的组份b包括以下各组分:甲基乙烯基聚硅氧烷、抗结构化剂、弱补强剂、匀泡剂和铂金催化剂,其中各成分重量百分数如下:甲基乙烯基聚硅氧烷74.92%、抗结构化剂5%、弱补强剂10%、匀泡剂10%和铂金催化剂0.08%。

优选的实施方式为:所述甲基乙烯基聚硅氧烷的结构式符合下列中的化合物按照等比例构成的混合物:

<a>[(ch3)2(ch2=ch)sio1/2]a[(ch3)3sio1/2]b[sio4/2]c

其中[(ch3)2(ch2=ch)sio1/2]a[(ch3)3sio1/2]b为m结构,[sio4/2]c为q结构,m:q值[即(a b)/c]在0.5~1范围内,本实施例具体为0.8,在25℃时运动粘度在5000-1000000cps,乙烯基官能团质量分数在0.1%-1%以内;本实施例具体为运动粘度为105000cps,乙烯基官能团质量分数在0.6%。

<b>(vime2sio1/2)(me2sio)m(mesio3/2)n,其中me为甲基,vi为乙烯基,m/n=2,在25℃时运动粘度在1000-100000cps,乙烯基官能团质量分数在0.5%-2%以内,本实施例具体为运动粘度在5000cps,乙烯基官能团质量分数在1.2%。

<c>(vime2sio1/2)(mesio3/2)m,其中me为甲基,vi为乙烯基,m=4,在25℃时运动粘度在1000-50000cps,乙烯基官能团质量分数在0.05%-5%;本实施例具体为运动粘度在20000cps,乙烯基官能团质量分数在0.2%。

<d>(vime3sio1/2)2(me2sio)n;其中me为甲基,vi为乙烯基,n=1500,在25℃时运动粘度在1000-1000000cps,乙烯基官能团质量分数在0.01%-5%;本实施例具体为运动粘度在130000cps,乙烯基官能团质量分数在0.5%。

优选的技术方案为,所述的甲基含氢聚硅氧烷的结构式符合下列中的化合物按照等比例构成的混合物:

<a>[(ch3)2r1sio1/2][(ch3)3sio2/2];r1丁二烯基三乙氧基。

<b>[(ch3)2r1sio1/2][(ch3)2sio2/2]x[r2sio3/2]y;

其中,x=3,y=2。r1乙烯基三过氧化叔丁基;r2氢基。

<c>[(ch3)3sio1/2]x[(ch3)r1sio2/2]y[r2sio3/2]m[sio4/2]n;

x=2,y=3,m=2,n=1;r1为异丁基三乙氧基;r2氢基。

<d>[(ch3)2r1sio1/2]x[(ch3)r2sio2/2]y[r3sio3/2]m[sio4/2]n;

其中,x=3,y=2,m=3,n=1;r1为乙烯基三过氧化叔丁基;r2丁二烯基三乙氧基;r3异丁基三乙氧基。

其中,r1、r2和r3为异丁基三乙氧基、乙烯基三过氧化叔丁基、丁二烯基三乙氧基、氢基和含氢基活泼官能团中的一种或几种,在25℃时运动粘度在10~100cps,官能团质量分数在0.001%-0.5%以内;本实施例具体为运动粘度在50cps,官能团质量分数在0.02%。

优选的技术方案为,所述扩链剂结构式符合下列中的化合物按照等比例构成的混合物:

<a>(hme2sio1/2)x(mesio3/2)y;其中,x=5,y=3;

<b>[hme2sio1/2][me2sio2/2]x[hsio3/2]y;

其中,x=7,y=3;

其中me为甲基,y/x=3,在25℃时运动粘度在100~50000cps,官能团质量分数在0.005%-1%以内;本实施例具体为运动粘度在23000cps,官能团质量分数在0.06%。

优选的技术方案为,所述的发泡剂为n,n-二亚硝基五次甲基四胺

优选的技术方案为,所述的增粘剂符合结构通式yrnsix3-n;其中,r代表亚甲基,x代表-och3,n=0或1,y为乙烯基。

优选的技术方案为,所述炔醇抑制剂3-(三甲基硅基)丙炔醇。

优选的技术方案为,所述的消毒杀菌剂为丙酸钙。

优选的技术方案为,所述的抗结构化剂为二苯基硅二醇。

优选的技术方案为,所述的弱补强剂为气相法白炭黑。

优选的技术方案为,所述的匀泡剂为羟乙基纤维素。

优选的技术方案为,所述铂金催化剂为卡斯特铂金催化剂,其中铂金属的浓度在10000ppm以内。

制备方法,包括组分a的制备方法和组分b的制备方法,其中组份a的制备方法如下:将发泡剂、炔醇类抑制剂和消毒杀菌剂在真空负压的条件下和在循环水冷却条件下分次高速搅拌分散在甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基含氢聚硅氧烷、扩链剂和增粘剂混合体系中,制成组份a;

其中组份b的制备方法如下:将弱补强剂、匀泡剂和铂金催化剂在真空负压的条件下分次高速搅拌分散在甲基乙烯基聚硅氧烷和抗结构化剂混合体系中,制成组份b。

所述的真空负压为-0.08~-0.1mpa,搅拌桨转速为15~70r/min;分散盘转速为1000~2000r/min;

实施例二:一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料及制备方法

一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,原料配方包括组份a和组份b:

所述组份a包括下列质量百分比的材料:

所述组份b包括下列质量百分比的材料:

所述组份a和组份b之间的质量比例为1∶1。

优选的技术方案为:所述甲基乙烯基聚硅氧烷为符合通式b和通式d的化合物按照1∶1的质量比例构成的混合物:

(vime2sio1/2)(me2sio)m(mesio3/2)n通式b;

其中,me为甲基,vi为乙烯基;m/n=1;在25℃时,运动粘度为1000cps,乙烯基官能团质量分数为0.5%;

(vime3sio1/2)2(me2sio)n通式d;

其中me为甲基,vi为乙烯基,n=600;在25℃时,运动粘度为800000cps,乙烯基官能团质量分数为4%。

优选的技术方案为:所述甲基含氢聚硅氧烷为符合通式a、和通式c的化合物按照1∶1的质量比例构成的混合物:

[(ch3)2r1sio1/2][(ch3)3sio2/2]通式a;

r1乙烯基三过氧化叔丁基。

[(ch3)3sio1/2]x(ch3)r1sio2/2]y[r2sio3/2]m[sio4/2]n通式c;

其中,x=5,y=0,m=2,n=5;

r1乙烯基三过氧化叔丁基;r2氢基。

优选的技术方案为:所述扩链剂为符合通式a化合物:

[hme2sio1/2][me2sio2/2]x[hsio3/2]y通式b;

其中,x=5,y=10;

其中,me为甲基,y/x=2。

优选的实施方式为:所述发泡剂为n,n-二亚硝基五次甲基四胺。

优选的实施方式为:所述增粘剂符合结构通式yrnsix3-n的化合物中的至少一种;其中,y代表巯基;r代表亚丁基,x代表-ococh3,n=1。

优选的实施方式为:所述炔醇抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇。

优选的实施方式为:所述消毒杀菌剂为二氯萘醌。

优选的实施方式为:所述抗结构化剂为二苯基硅二醇

优选的实施方式为:所述弱补强剂为沉淀法白炭黑。

优选的实施方式为:所述匀泡剂为端烯丙基聚醚。

优选的实施方式为:所述铂金催化剂为聚硅氧烷络合物铂金催化剂,其中铂金属的浓度在75000ppm以内。

制备方法,所述口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料的原料配方采用上述的原料配方;制备方法包后包括组分a的制备方法和组分b的制备方法;

组份a的制备方法包括:将发泡剂、炔醇类抑制剂和消毒杀菌剂在真空负压的条件下和在循环水冷却条件下分次搅拌分散在由甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基含氢聚硅氧烷、扩链剂和增粘剂所组成的混合体系中,制成组份a;

组份b的制备方法包括:将弱补强剂、匀泡剂和铂金催化剂在真空负压的条件下分次搅拌分散在由甲基乙烯基聚硅氧烷和抗结构化剂所组成的混合体系中,制成组份b。

优选的实施方式为:所述真空负压为-0.08mpa;搅拌时的搅拌桨转速为15r/min;分散盘转速为1000r/min。

实施例三:一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料及制备方法

一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,原料配方包括组份a和组份b:

所述组份a包括下列质量百分比的材料:

所述组份b包括下列质量百分比的材料:

所述组份a和组份b之间的质量比例为0.8∶1。

优选的实施方式为:所述甲基乙烯基聚硅氧烷为符合通式a的化合物:

[(ch3)2(ch2=ch)sio1/2]a[(ch3)3sio1/2]b[sio4/2]c通式a;

其中,[(ch3)2(ch2=ch)sio1/2]a[ch3)3sio1/2]b为m结构,[sio4/2]c为q结构,mq值,即(a b)/c]为0.5-1;在25℃时,运动粘度为5000cps,乙烯基官能团质量分数为0.2%。

优选的实施方式为:所述甲基含氢聚硅氧烷为符合通式a的化合物:

[(ch3)2r1sio1/2][(ch3)3sio2/2]通式a;

其中,r1代表异丁基三乙氧基。

优选的实施方式为:所述扩链剂为符合通式a的化合物:

(hme2sio1/2)x(mesio3/2)y通式a;

其中,x=2,y=8;

其中,me为甲基,y/x=4。

优选的实施方式为:所述发泡剂为苯甲酸、二苯磺酰肼醚按照1∶2的质量比例构成的混合物。

优选的实施方式为:所述增粘剂符合结构通式yrnsix3-n的化合物中的至少一种;其中,y代表乙烯基;r代表亚丙基,x代表cl,n=1。

优选的实施方式为:所述炔醇抑制剂为3-(三甲基硅基)丙炔醇、1-乙炔基-1-环己醇和1-乙炔基环己醇按照1∶2∶2的质量比例构成的混合物。

优选的实施方式为:所述消毒杀菌剂为纳米银、对羟基苯甲酸酯和苯酚按照1∶1∶5的质量比例构成的混合物。

优选的实施方式为:所述抗结构化剂为二苯基硅二醇、六甲基二硅氨烷按照1∶1的质量比例构成的混合物。

优选的实施方式为:所述弱补强剂为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑按照1∶5的质量比例构成的混合物。

优选的实施方式为:所述匀泡剂为羟乙基纤维素、端烯丙基聚醚、甲基纤维素醚按照1∶1∶3的质量比例构成的混合物。

优选的实施方式为:所述铂金催化剂为氯铂酸-醇,其中铂金属的浓度在100000ppm以内。氯铂酸用异丙醇或乙醇溶解,得到氯铂酸的醇溶液,即为氯铂酸-醇。

为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供的技术方案是:一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料的制备方法,所述口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料的原料配方采用上述的原料配方;制备方法包后包括组分a的制备方法和组分b的制备方法;

组份a的制备方法包括:将发泡剂、炔醇类抑制剂和消毒杀菌剂在真空负压的条件下和在循环水冷却条件下分次搅拌分散在由甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基含氢聚硅氧烷、扩链剂和增粘剂所组成的混合体系中,制成组份a;

组份b的制备方法包括:将弱补强剂、匀泡剂和铂金催化剂在真空负压的条件下分次搅拌分散在由甲基乙烯基聚硅氧烷和抗结构化剂所组成的混合体系中,制成组份b。

优选的实施方式为:所述真空负压为-0.09mpa;搅拌时的搅拌桨转速为50r/min;分散盘转速为1500r/min。

实施例四:一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料及制备方法

一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,原料配方包括组份a和组份b:

所述组份a包括下列质量百分比的材料:

所述组份b包括下列质量百分比的材料:

所述组份a和组份b之间的质量比例为1.2∶1。

优选的技术方案为:所述甲基乙烯基聚硅氧烷为符合通式c和通式d的化合物按照1∶2的质量比例构成的混合物:

(vime2sio1/2)(mesio3/2)m通式c;

其中,me为甲基,vi为乙烯基,m=10;在25℃时,运动粘度为45000cps,乙烯基官能团质量分数为4.5%;

(vime3sio1/2)2(me2sio)n通式d;

其中me为甲基,vi为乙烯基,n=1000;在25℃时,运动粘度为900000cps,乙烯基官能团质量分数为3%。

优选的技术方案为:所述甲基含氢聚硅氧烷为符合通式b的化合物:

[(ch3)2r1sio1/2][(ch3)2sio2/2]x[r2sio3/2]y通式b;

其中,x=55,y=5;

其中,r1氢基,r2乙烯基三过氧化叔丁基。

优选的技术方案为:所述扩链剂为符合通式b的化合物:

[hme2sio1/2][me2sio2/2]x[hsio3/2]y通式b;

其中,x=2,y=4;

其中,me为甲基,y/x=2。

优选的技术方案为:所述发泡剂为偶氮二异丁腈。

优选的技术方案为:所述增粘剂符合结构通式yrnsix3-n的化合物中的至少一种;其中,y代表氨基;r代表亚甲基,x代表-o-n=cch2ch3,n=1。其中y代表乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙乙烯酰氧基或巯基,r代表亚烷基,x代表能够水解的基团,n=0或1。亚烷基为碳原子数2~20的取代或非取代的亚烷基。

优选的技术方案为:所述炔醇抑制剂为1-乙炔基环己醇。

优选的技术方案为:所述消毒杀菌剂为稳定态二氧化氯固体粉末。

优选的技术方案为:所述抗结构化剂为六甲基二硅氨烷。

优选的技术方案为:所述弱补强剂为沉淀法白炭黑。

优选的技术方案为:所述匀泡剂为羟甲基甲基纤维素。

优选的技术方案为:所述铂金催化剂为氯铂酸-酮,其中铂金属的浓度在2000ppm。

为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供的技术方案是:一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料的制备方法,所述口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料的原料配方采用上述的原料配方;制备方法包后包括组分a的制备方法和组分b的制备方法;

组份a的制备方法包括:将发泡剂、炔醇类抑制剂和消毒杀菌剂在真空负压的条件下和在循环水冷却条件下分次搅拌分散在由甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基含氢聚硅氧烷、扩链剂和增粘剂所组成的混合体系中,制成组份a;

组份b的制备方法包括:将弱补强剂、匀泡剂和铂金催化剂在真空负压的条件下分次搅拌分散在由甲基乙烯基聚硅氧烷和抗结构化剂所组成的混合体系中,制成组份b。

优选的技术方案为:所述真空负压为-0.08mpa;搅拌时的搅拌桨转速为15r/min;分散盘转速为1000r/min。

以上所述者仅为用以解释本发明之较佳实施例,并非企图具以对本发明做任何形式上之限制,是以,凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更,皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。


技术特征:

1.一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,其特征在于:原料配方包括组份a和组份b:

所述组份a包括下列质量百分比的材料:

所述组份b包括下列质量百分比的材料:

所述组份a和组份b之间的质量比例为0.8-1.2:1。

2.根据权利要求1所述的口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,其特征在于:所述甲基乙烯基聚硅氧烷为符合通式a、通式b、通式c和通式d的化合物中的至少一种:

[(ch3)2(ch2=ch)sio1/2]a[(ch3)3sio1/2]b[sio4/2]c通式a;

其中,[(ch3)2(ch2=ch)sio1/2]a[ch3)3sio1/2]b为m结构,[sio4/2]c为q结构,mq值为0.5-1;在25℃时,运动粘度为5000-1000000cps,乙烯基官能团质量分数为0.1-1%;

(vime2sio1/2)(me2sio)m(mesio3/2)n通式b;

其中,me为甲基,vi为乙烯基;m/n=1-5;在25℃时,运动粘度为1000-100000cps,乙烯基官能团质量分数为0.5-2%;

(vime2sio1/2)(mesio3/2)m通式c;

其中,me为甲基,vi为乙烯基,m=1-10;在25℃时,运动粘度为1000-50000cps,乙烯基官能团质量分数为0.05-5%;

(vime3sio1/2)2(me2sio)n通式d;

其中me为甲基,vi为乙烯基,n=10-1000;在25℃时,运动粘度为1000-1000000cps,乙烯基官能团质量分数为0.01-5%。

3.根据权利要求1所述的口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,其特征在于:所述甲基含氢聚硅氧烷为符合通式a、通式b、通式c和通式d的化合物中的至少一种:

[(ch3)2r1sio1/2][(ch3)3sio2/2]通式a;

[(ch3)2r1sio1/2][(ch3)2sio2/2]x[r2sio3/2]y通式b;

其中,x=1-5,y=1-5;

[(ch3)3sio1/2]x(ch3)r1sio2/2]y[r2sio3/2]m[sio4/2]n通式c;

其中,x=1-5,y=0-5,m=1-5,n=0-5;

[(ch3)2r1sio1/2]x[(ch3)r2sio2/2]y[r3sio3/2]m[sio4/2]n通式d;

其中,x=1-5,y=0-5,m=1-5,n=0-5;

其中,r1、r2和r3各自独立地代表异丁基三乙氧基、乙烯基三过氧化叔丁基、丁二烯基三乙氧基、氢基和含氢基活泼官能团。

4.根据权利要求1所述的口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,其特征在于:所述扩链剂为符合通式a和通式b的化合物中的至少一种:

(hme2sio1/2)x(mesio3/2)y通式a;

其中,x=1~10,y=1~10;

[hme2sio1/2][me2sio2/2]x[hsio3/2]y通式b;

其中,x=1~10,y=1~10;

其中,me为甲基,y/x=1~5。

5.根据权利要求1所述的口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,其特征在于:所述发泡剂为n,n-二亚硝基五次甲基四胺、苯甲酸、二苯磺酰肼醚、二偶氮氨基苯、对甲苯磺酰肼、偶氮二异丁腈、碳酸氢钠、氧化锌、碳酸氢铵和明矾中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,其特征在于:所述增粘剂符合结构通式yrnsix3-n的化合物中的至少一种;其中,y代表乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙乙烯酰氧基或巯基;r代表亚烷基,x代表能够水解的基团,n=0或1。

7.根据权利要求1所述的口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,其特征在于:所述炔醇抑制剂为3-(三甲基硅基)丙炔醇、1-乙炔基-1-环己醇和1-乙炔基环己醇中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,其特征在于:所述消毒杀菌剂为纳米银、丙酸钙、对羟基苯甲酸酯、苯酚、氨基苯磺酸、二氯萘醌或稳定态二氧化氯固体粉末中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,其特征在于:所述抗结构化剂为二苯基硅二醇、六甲基二硅氨烷和羟基硅油中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,其特征在于:所述弱补强剂为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,其特征在于:所述匀泡剂为羟乙基纤维素、羟甲基甲基纤维素、端烯丙基聚醚、甲基纤维素醚、羟内基甲基纤维素和二甲基硅油中的至少一种。

12.根据权利要求1所述的口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料,其特征在于:所述铂金催化剂为卡斯特铂金催化剂、氯铂酸-酮、氯铂酸-烯、氯铂酸-酯、氯铂酸-醇、氯铂酸-醚或者聚硅氧烷络合物铂金催化剂中的至少一种,其中铂金属的浓度在500~100000ppm以内。

13.一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料的制备方法,其特征在于:所述口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料的原料配方采用权利要求1-13任一权利要求所述的原料配方;制备方法包后包括组分a的制备方法和组分b的制备方法;

组份a的制备方法包括:将发泡剂、炔醇类抑制剂和消毒杀菌剂在真空负压的条件下和在循环水冷却条件下分次搅拌分散在由甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基含氢聚硅氧烷、扩链剂和增粘剂所组成的混合体系中,制成组份a;

组份b的制备方法包括:将弱补强剂、匀泡剂和铂金催化剂在真空负压的条件下分次搅拌分散在由甲基乙烯基聚硅氧烷和抗结构化剂所组成的混合体系中,制成组份b。

14.根据权利要求13所述的口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料的制备方法,其特征在于:所述真空负压为-0.08~-0.1mpa;搅拌时的搅拌桨转速为15~70r/min;分散盘转速为1000~2000r/min。

技术总结
一种口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料及制备方法,由相同质量比的组份A和组份B合成,组份A包括以下各组分:甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基含氢聚硅氧烷、扩链剂、发泡剂、增粘剂、炔醇类抑制剂和消毒杀菌剂;组份B包括以下各组分:甲基乙烯基聚硅氧烷、抗结构化剂、弱补强剂、匀泡剂和铂金催化剂。该口罩用有机硅多孔透气消毒杀菌纳米过滤材料混合固化后截面泡孔细密均匀,曲折通透,不仅保证了口罩足够的呼吸用通道,而且表面积巨大,表面充满粘性和杀毒除菌因子,能够有效粘附与杀灭病毒和细菌,确保口罩在长时间使用过程中保持安全卫生。

技术研发人员:蒋璐瑶
受保护的技术使用者:苏州桐力光电股份有限公司
技术研发日:2020.02.17
技术公布日:2020.06.05

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