防雾医用防护面罩
技术领域
本发明涉及防护用品领域，特别涉及一种防雾医用防护面罩。
背景技术
医护人员在进行手术或清洗医疗用具或是处置具有感染风险的病人或相关操作时，为防止清洗液、飞沫、血液、体液、分泌物等污染物飞溅到医护人员面部，通常会需要佩戴透明的防护面罩，以保护医护人员。但由于佩戴者的呼吸，传统透明的医用防护面罩上很容易产生雾气，导致视野清晰度下降，会影响医护人员的正常工作，不利于医护人员的使用。另外，传统的医用防护面罩通常是通过弹性带固定，长度不方便调节，弹性带太松不能保存固定，太紧则会增加佩戴者的不适感。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种防雾医用防护面罩。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种防雾医用防护面罩，包括弧形透明面屏以及设置在所述弧形透明面屏上的支撑垫、左粘贴带和右粘贴带；
所述左粘贴带上设置有粘贴子扣，所述右粘贴带上设置有可与所述粘贴子扣粘贴的粘贴母扣；
所述弧形透明面屏的表面设置有亲水防雾涂层，所述亲水防雾涂层通过涂覆亲水防雾涂料再经干燥后得到；
所述亲水防雾涂料包括以下重量份的原料：
优选的是，所述支撑垫包括设置在所述弧形透明面屏的内侧的粘贴层以及设置在所述粘贴层上的记忆海绵层。
优选的是，所述亲水防雾涂料包括以下重量份的原料：
优选的是，所述亲水防雾涂料包括以下重量份的原料：
优选的是，所述无机氧化物颗粒为纳米铜、纳米二氧化钛和纳米氧化锌的混合物。
优选的是，所述纳米铜、纳米二氧化钛和纳米氧化锌的粒径均为40nm-100nm。
优选的是，所述固化剂为全甲醚化氨基树脂、甘脲树脂、封闭型异氰酸酯中的一种或多种。
优选的是，所述偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷中的一种或多种。
优选的是，所述溶剂为异丙醇、丙二醇甲醚、三乙醇胺中的一种或多种。
优选的是，所述亲水防雾涂料的制备方法包括以下步骤：
1)将所述溶剂分为两份：第一份溶剂、第二份溶剂；
将所述偶联剂分为两份：第一份偶联剂和第二份偶联剂；
2)将所述N-乙烯基吡咯烷酮、聚酯丙烯酸单体、聚氨酯改性丙烯酸树脂预聚物、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钾加入到所述第一份溶剂中，在60-130℃下搅拌溶解2-5小时，然后降温至35-55℃，并保温，得到第一混合物；
将所述无机氧化物颗粒加入到第一份偶联剂中，搅拌20-60分钟，得到中间混合物；然后将所述中间混合物加入所述第二份溶剂中，搅拌20-60分钟，得到第二混合物；
3)将所述第二混合物加入到所述第一混合物中，搅拌20-60分钟；再加入所述第二份偶联剂，搅拌15-45分钟；最后加入所述固化剂，搅拌10-45分钟；
4)冷却至30℃以下，得到亲水防雾涂料。
本发明的有益效果是：本发明的防雾医用防护面罩主要用于为佩戴者阻隔飞沫、血液、体液、分泌物等具有感染风险的污染物，本发明通过设置左粘贴带和右粘贴带进行固定，能方便调节松紧度；通过设置记忆海绵层，能提高佩戴者的舒适度；本发明通过在弧形透明面屏的表层设置亲水防雾涂层，使弧形透明面屏具有优异的防雾性能、高透光率，能保证佩戴防护面罩的医护人员的视野清晰，既能为医护人员提供保护，又不会影响医护人员的操作，具有很好的市场应用前景。
附图说明
图1为本发明的防雾医用防护面罩的结构示意图。
附图标记说明：
1—弧形透明面屏；2—支撑垫；3—左粘贴带；4—右粘贴带；5—粘贴子扣；6—粘贴母扣；7—粘贴层；8—记忆海绵层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本实施例的一种防雾医用防护面罩，包括弧形透明面屏以及设置在所述弧形透明面屏上的支撑垫、左粘贴带和右粘贴带；
所述左粘贴带上设置有粘贴子扣，所述右粘贴带上设置有可与所述粘贴子扣粘贴的粘贴母扣；
所述弧形透明面屏的表面设置有亲水防雾涂层，所述亲水防雾涂层通过涂覆亲水防雾涂料再经干燥后得到；
所述亲水防雾涂料包括以下重量份的原料：
其中，所述支撑垫包括设置在所述弧形透明面屏的内侧的粘贴层以及设置在所述粘贴层上的记忆海绵层。支撑垫上的记忆海绵层与佩戴者的额头接触，左粘贴带和右粘贴带绕至脑后，并通过粘贴子扣与粘贴母扣粘贴，从而使弧形透明面屏可固定佩戴。粘贴子扣与粘贴母扣配合，能方便调节左粘贴带和右粘贴带的松紧；通过记忆海绵层与佩戴者的额头接触，使记忆海绵层对额头的压力分布均匀，能提高佩戴者的舒适度。
其中，所述无机氧化物颗粒为纳米铜、纳米二氧化钛和纳米氧化锌的混合物。所述纳米铜、纳米二氧化钛和纳米氧化锌的粒径均为40nm-100nm，更优选为60nm-80nm。
其中，亲水防雾涂层的厚度优选为120nm-200nm。
其中，所述固化剂为全甲醚化氨基树脂、甘脲树脂、封闭型异氰酸酯中的一种或多种。所述偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷中的一种或多种，选择硅烷偶联剂同时能对无机氧化物颗粒进行表面改性，促进分散。所述溶剂为异丙醇、丙二醇甲醚、三乙醇胺中的一种或多种。
其中，N-乙烯基吡咯烷酮能有效提高透光性能和固化强度；聚酯丙烯酸单体具有优良的柔韧性和非常低的膜收缩，且具有优异的附着力；聚氨酯改性丙烯酸树脂预聚物的添加能提高韧性和耐候性；甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷能提高透光性能、耐久性和强度；3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钾能提升防雾性能；N-乙烯基吡咯烷酮、聚酯丙烯酸单体、聚氨酯改性丙烯酸树脂预聚物、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钾的复配添加能起到协同增强的效果，可提高材料的透光性、耐久性、亲水性能。
其中，纳米二氧化钛能提高透明性能和粘结强度，通过掺杂纳米铜后能极大提高涂料形成的膜的亲水性能，大大降低接触角；纳米氧化锌能提高透明度、抗老化性能，同时能赋予涂料一定的抗菌性能。纳米二氧化钛、纳米铜、纳米三氧化二铝的复配添加能起到协同增强的效果，大大提高涂料形成的膜的亲水性能、透明性能和强度，同时使涂料具有一定的抗菌性能。
本发明还提供所述亲水防雾涂料的制备方法，其包括以下步骤：
1)将所述溶剂分为两份：第一份溶剂、第二份溶剂；
将所述偶联剂分为两份：第一份偶联剂和第二份偶联剂；
2)将所述N-乙烯基吡咯烷酮、聚酯丙烯酸单体、聚氨酯改性丙烯酸树脂预聚物、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钾加入到所述第一份溶剂中，在60-130℃下搅拌溶解2-5小时，然后降温至35-55℃，并保温，得到第一混合物；
将所述无机氧化物颗粒加入到第一份偶联剂中，搅拌20-60分钟，得到中间混合物；然后将所述中间混合物加入所述第二份溶剂中，搅拌20-60分钟，得到第二混合物；
3)将所述第二混合物加入到所述第一混合物中，搅拌20-60分钟；再加入所述第二份偶联剂，搅拌15-45分钟；最后加入所述固化剂，搅拌10-45分钟；
4)冷却至30℃以下，得到亲水防雾涂料。
其中，无机氧化物颗粒中的纳米铜、纳米二氧化钛和纳米氧化锌存在比表面积大、比表面能大、表面极性较强的特点，导致其自身易团聚，在有机介质中不易均匀分散，会限制了其纳米效应的发挥。所以本发明中，通过将偶联剂分为两份，将所述无机氧化物颗粒加入到第一份偶联剂中，通过硅烷偶联剂能对无机氧化物颗粒进行表面改性，促进分散，能大大提高无机氧化物颗粒的添加效果。
另外，通过将溶剂分为2份，分别溶解相应的原料，然后再混合，能促进各组分充分混匀，提高制得的涂料的综合性能。
以上为本发明的总体构思，以下在其基础上提供具体的实施例和对比例，以作详细说明。
实施例1
一种防雾医用防护面罩，包括弧形透明面屏以及设置在所述弧形透明面屏上的支撑垫、左粘贴带和右粘贴带；所述左粘贴带上设置有粘贴子扣，所述右粘贴带上设置有可与所述粘贴子扣粘贴的粘贴母扣；所述支撑垫包括设置在所述弧形透明面屏的内侧的粘贴层以及设置在所述粘贴层上的记忆海绵层。
所述弧形透明面屏的表面设置有亲水防雾涂层，所述亲水防雾涂层通过涂覆亲水防雾涂料再经干燥后得到；所述亲水防雾涂料包括以下重量份的原料：
所述无机氧化物颗粒为纳米铜、纳米二氧化钛和纳米氧化锌的混合物。所述纳米铜、纳米二氧化钛和纳米氧化锌的粒径均为40nm-100nm。所述固化剂为全甲醚化氨基树脂。所述偶联剂为乙烯基硅烷和氨基硅烷的混合物。所述溶剂为异丙醇和丙二醇甲醚、三乙醇胺的混合物。
亲水防雾涂料的制备方法，其包括以下步骤：
1)将所述溶剂分为两份：第一份溶剂、第二份溶剂；
将所述偶联剂分为两份：第一份偶联剂和第二份偶联剂；
2)将所述N-乙烯基吡咯烷酮、聚酯丙烯酸单体、聚氨酯改性丙烯酸树脂预聚物、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钾加入到所述第一份溶剂中，在80℃下搅拌溶解4小时，然后降温至45℃，并保温，得到第一混合物；
将所述无机氧化物颗粒加入到第一份偶联剂中，搅拌40分钟，得到中间混合物；然后将所述中间混合物加入所述第二份溶剂中，搅拌30分钟，得到第二混合物；
3)将所述第二混合物加入到所述第一混合物中，搅拌30分钟；再加入所述第二份偶联剂，搅拌25分钟；最后加入所述固化剂，搅拌25分钟；
4)冷却至30℃以下，得到亲水防雾涂料。
将弧形透明面屏进行清洗，并采用惰性气体吹干后，将亲水防雾涂料涂覆在弧形透明面屏的表面(内外表面)，经UV固化后得到亲水防雾涂层，亲水防雾涂层的厚度为160nm。
实施例2
与实施例1的区别仅在于亲水防雾涂料中各组分的含量不同，具体为：
所述亲水防雾涂料包括以下重量份的原料：
实施例3
与实施例1的区别仅在于亲水防雾涂料中各组分的含量不同，具体为：
所述亲水防雾涂料包括以下重量份的原料：
以下再提供对比例。
对比例1
与实施例1的不同之处仅在于：不包括N-乙烯基吡咯烷酮。
对比例2
与实施例1的不同之处仅在于：不包括甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
对比例3
与实施例1的不同之处仅在于：不包括3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钾。
对比例4
与实施例1的不同之处仅在于：不包括无机氧化物颗粒。
对比例5
与实施例1的不同之处仅在于：无机氧化物颗粒中不包括纳米二氧化钛和纳米氧化锌，且纳米铜为6重量份。
对比例6
与实施例1的不同之处仅在于：无机氧化物颗粒中不包括纳米铜和纳米氧化锌，且纳米二氧化钛为6重量份。
对比例7
与实施例1的不同之处仅在于：无机氧化物颗粒中不包括纳米铜和纳米二氧化钛，且纳米氧化锌为6重量份。
对比例8
与实施例1的不同之处仅在于：
亲水防雾涂料的制备方法为以下步骤：
1)将所述溶剂分为两份：第一份溶剂、第二份溶剂；
2)将所述N-乙烯基吡咯烷酮、聚酯丙烯酸单体、聚氨酯改性丙烯酸树脂预聚物、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钾加入到所述第一份溶剂中，在80℃下搅拌溶解4小时，然后降温至45℃，并保温，得到第一混合物；
将所述无机氧化物颗粒加入所述第二份溶剂中，搅拌30分钟，得到第二混合物；
3)将所述第二混合物加入到所述第一混合物中，搅拌30分钟；再加入所述第二份偶联剂，搅拌25分钟；最后加入所述固化剂，搅拌25分钟；
4)冷却至30℃以下，得到亲水防雾涂料。
将实施例1-3和对比例1-8制得的亲水防雾涂料涂覆于试片表面(试片的材质和制备方法与弧形透明面屏完全相同，试片表面预先经清洗，并用氮气吹干)，经UV固化后得到亲水防雾涂层，然后对该亲水防雾涂层进行以下性能测试：
测试项目包括如下：
1、接触角测试：JYSP-360型接触角测定仪；
2、雾度：积分球雾度计；
3、透光率：LAMBDA35型分光光度计；
4、附着力：百格法
5、铅笔硬度
按照ASTM D3363-2005《铅笔试验法测定涂膜硬度的标准试验方法》进行测试，YASUDA铅笔硬度计，负荷750g，进行铅笔硬度测试；
6、耐人工老化：测试标准：GBT 14522-2008
7、耐水性：
测试方法：去离子水常温浸泡72小时，检测是否出现起泡、脱落或溶胀，；
评价方法：不出现起泡、脱落或溶胀，则说明耐水性合格；否则为耐水性不合格。
测试结果如下表1所示：
表1：性能检测结果记录表
另外在对比例9中，对未设置亲水防雾涂层的试片进行接触角测试，测试结果显示接触角为44.1°。
从上表的实施例1-3及对比例9的测试结果可以得到以下结论：
本发明的亲水防雾涂料获得的涂层，具有优异的防雾性能、高透光性能，良好的强度、附着力及耐水、耐候性能。
通过对比例1-3与实施例1的对比结果可以得出：N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙-2-烯酰氧基丙烷-1-磺酸钾在提高亲水性能、透明性、防雾性能方面具有重要作用。
通过对比例4与实施例1的对比结果可以得出：无机氧化物纳米粒子对提高抗雾性能、透光性能、附着力、抗老化方面具有重要作用；通过对比例5-7与实施例1的对比结果可以得出：纳米铜、纳米二氧化钛或纳米氧化锌单独使用时效果均不如三者复配使用，可以说明三者复配添加后，在提高涂层的亲水性能、透明性能和抗老化性能方面能起到协同增强的效果。
通过对比例8与实施例1的对比结果可以得出：采用硅烷偶联剂先对无机氧化物颗粒进行表面改性，促进分散，能明显提高无机氧化物颗粒的对涂料的亲水性能、透明性能和抗老化性能的提升效果。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
