一种基于凹凸棒和季铵盐的杀菌口罩
技术领域
本发明涉及卫生防护用品的技术领域，尤其涉及一种基于凹凸棒和季铵盐的杀菌口罩。
背景技术
作为一种常用的卫生防护用品，口罩的种类和功能各异，其中，普通纱布或无纺布口罩由于功能单一，无法有效隔离病毒等微生物，已逐步被淘汰。随着公共卫生安全事件的频发，如何有效控制和消灭有害细菌及病毒的生长和传播，依然是一项与人类健康息息相关的重要课题。空气中存在多种细菌、病毒、支原体、衣原体等多种微生物，他们通常依附在空气中的悬浮颗粒上随空气传播，可能引起哮喘、肺炎等传染性疾病，重者甚至因感染而死亡。新型冠状病毒的爆发，更让公众意识到出门戴口罩的必要性，选择一款除菌抗病毒的口罩尤为重要；但现有的口罩常存在对粒径小(如小于2.5μm)的颗粒状有害物质的吸附效果不佳，防病毒除菌效果达不到预期效果，吸水后透气性和过滤性差，或不能重复使用的问题。因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于凹凸棒和季铵盐的杀菌口罩，旨在解决现有的口罩不同时具有对粒径小的有害物的进行吸附、防病毒除菌和重复使用的问题。
本发明的技术方案如下：
一种基于凹凸棒和季铵盐的杀菌口罩，包括罩体及连接在所述罩体两侧的耳带，其中，所述罩体的内侧面设有上部开放的滤片袋，所述滤片袋内装有与所述滤片袋的内部大小匹配的滤片，所述滤片包括叠层设置的无纺布层、杀菌层和无纺布层，所述杀菌层由浸有杀菌溶胶的多孔薄膜经固化制得，所述杀菌溶胶包括凹凸棒和季铵盐。
有益效果：本发明中的凹凸棒质轻，具有独特的分散性和吸附性；季铵盐具有良好的抗菌效果；两者结合使得口罩的滤片中的杀菌层同时具有强的除菌抗病毒效果、及好的吸附性，强的除菌抗病毒效果使得本发明的口罩能够过滤空气中的霾重金属离子的同时，进行除菌抗病毒，好的吸附性使得本发明的口罩能够快速吸收呼出的水汽，减少冬天水雾对佩戴眼镜的不利影响；设有可更换滤片的结构使得本发明的口罩可重复使用。
附图说明
图1为实施方式中，一种基于凹凸棒和季铵盐的杀菌口罩的结构示意图。
图2为实施方式中，图1所示的口罩中设有的滤片的截面结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种基于凹凸棒和季铵盐的杀菌口罩，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种基于凹凸棒和季铵盐的杀菌口罩，其结构如图1所示，包括罩体1及连接在所述罩体两侧的耳带4，其中，所述罩体1的内侧面设有上部开放的滤片袋2，所述滤片袋2内装有与所述滤片袋的内部大小匹配的滤片3，进一步，所述滤片3的截面结构如图2所示，其包括叠层设置的无纺布层31、杀菌层32和无纺布层31，所述杀菌层2为由浸有杀菌溶胶的多孔薄膜经固化制得，所述杀菌溶胶包括凹凸棒和季铵盐。
具体的，本实施例中采用的凹凸棒(中文名称：阿塔凝胶，英文名称：Attaplgite，CAS:12174-11-7)，又叫凹凸棒石，其是一种具层链状结构的含水富镁硅酸盐黏土矿物，单斜晶系，晶体为棒状、纤维状，内部多孔道、表面多沟槽，外表面与内表面均发达，可让阳离子、水分子和一定大小的有机分子进入；其质轻，具有独特的分散性和吸附性；季铵盐具有良好的抗菌效果；两者结合使得口罩的滤片中的杀菌层同时具有强的除菌抗病毒效果、及好的吸附性，强的除菌抗病毒效果使得口罩能够过滤空气中的霾重金属离子的同时进行除菌抗病毒，好的吸附性使得口罩能够快速吸收呼出的水汽，减少冬天水雾对佩戴眼镜的不利影响；设有可更换滤片的结构使得口罩可重复使用。
在一种实施方式中，按重量份计，所述杀菌溶胶包括凹凸棒15-20份、季铵盐10-15份、促渗剂5-10份、无水乙醇30-50份和去离子水30-40份。具有上述组分及配比的杀菌溶胶具有好的杀菌抗病毒效果，其浸泡过的多孔薄膜经固化制得的杀菌层不仅具有好的杀菌抗病毒效果，还具有好的吸附性。
进一步在一种实施方式中，按重量份计，所述杀菌溶胶包括凹凸棒15份，季铵盐10份，促渗剂5份，乙醇30份，去离子水30份。具有该配比的杀菌溶胶浸泡过的多孔薄膜经固化制得的杀菌层不仅具有更好的杀菌抗病毒效果和吸附性。
所述促渗剂可为脂肪酸环氧乙烷或硫化琥珀酸二辛酯钠盐，但不限于于此。
在一种实施方式中，所述季铵盐可为十二烷基二甲基苄基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵或十六烷基三甲基溴化铵，但不限于于此。
在一种实施方式中，所述杀菌溶胶的制备方法包括步骤：按重量份计，将去离子水30-40份、无水乙醇30-50份和凹凸棒15-20份进行混合搅拌10-15min，接着向混合液中加入促渗剂5-10份和季铵盐10-15份，在40-45℃搅拌30-40min,得到所述杀菌溶胶。
在一种实施方式中，所述杀菌层的制备方法包括步骤：将所述杀菌溶胶超声20-30min,将所述多孔薄膜在所述杀菌溶胶中浸泡1-2h后取出，接着浸在碱溶液中至固化成膜后取出，晾干，得到所述杀菌层。
进一步在一种实施方式中，所述多孔薄膜可为医用纱布、聚碳酸酯膜、聚砜膜或醋酸纤维膜，但不限于此。
进一步在一种实施方式中，所述碱溶液是浓度为9-12wt％(如9wt％)的NaOH的水溶液。
在一种实施方式中，所述滤片的制备方法包括步骤：将所述无纺布层、所述杀菌层裁成块，依次按照无纺布层、杀菌层、无纺布层的顺序放置成叠层，将所述叠层缝制或压合成片状的一体结构，即制成所述滤片。
在一种实施方式中，在所述罩体的靠近所述滤片袋上部的一侧边缘处设有用于将口罩主体贴合固定在鼻梁上的可塑性金属条。
在一种实施方式中，所述罩体的内侧面还设有软鼻架，所述软鼻架位于所述滤片袋上部。
在一种实施方式中，所述无纺布层由聚酯纤维、聚酰胺纤维、碳纤维、玻璃纤维、甲壳素纤维、亚麻纤维和聚丙烯中的至少一种构成。
在一种实施方式中，所述罩体的材料为医用纱布。
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1基于凹凸棒和十二烷基二甲基苄基氯化铵的杀菌口罩的制备
(1)按重量份计，取去离子水30份，加入无水乙醇30份和凹凸棒15份，搅拌10min左右，待其均匀后加入脂肪酸环氧乙烷5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵10份，在40℃下搅拌30min，得到杀菌溶胶。
(2)将上边得到的杀菌溶胶超声波震荡20min，然后将纱布放进制得的杀菌溶胶，将充分浸透杀菌溶胶的纱布再浸入9wt％氢氧化钠溶液中固化成膜，取出晾干，即制成杀菌层。
(3)取聚丙烯无纺布与上述步骤制得杀菌层剪切成块，按照无纺布/杀层/无纺布的顺序将三者复合缝制成片状的滤片。
(4)选取医用纱布制成罩体，在罩体的内侧设置软鼻架，在软鼻架下部设置上部开放的滤片袋，将上述获得的滤片置于滤片袋，再于罩体上缝制上耳带，即制得基于凹凸棒和季铵盐的杀菌口罩。
实施例2基于凹凸棒和双十八烷基二甲基氯化铵的杀菌口罩的制备
制备步骤同实施例1，不同之处在于：用双十八烷基二甲基氯化铵替换十二烷基二甲基苄基氯化铵。
实施例3杀菌性能测试
分别随机选取实施例1-2制得的口罩及市售口罩各30块，采用国家标准GB/T20944.3-2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：振荡法》进行抗菌性定量测试，测试实施例1-2制得的口罩和市售口罩在水洗前及水洗后对金黄色葡萄球菌抑菌率，测试结果见表1。可知，相对于市售口罩，本发明实施例制得的口罩在水洗前后均具有更好的杀菌效果；表明本发明的口罩中滤片可以更换，清洗后可以重复使用，且吸水后对杀菌效果影响不大。
表1实施例1-2制得的口罩和市售的口罩的抗菌性能测试结果
综上所述，本发明提供的基于凹凸棒和季铵盐的杀菌口罩，由于杀菌层中含有凹凸棒，所以具有良好的吸附效果，可有效的阻挡灰尘大颗粒，吸附小颗粒的雾霾、重金属离子、呼出的水汽；有效的保护人体，减少给佩戴眼镜人士的麻烦；同时由于杀菌层中含有季铵盐，季铵盐具有很强的除菌抗病毒性能；进一步杀菌层中的季铵盐附着在凹凸棒上，使得两者具有协同作用，从而更大效能的发挥抗病毒的特性。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
