一种快速、安全的新型抗菌口罩

本发明属于防护用品，具体涉及一种快速、安全的新型抗菌口罩。

背景技术：

1、口罩是一种卫生防护用品，用于过滤进入口鼻的空气，以达到阻挡有害的气体、气味、飞沫、病毒等物质的作用。然而由于致病菌可以通过飞沫和近距离接触传播，佩戴普通一次性口罩存在传染隐患。其次，随意丢弃的一次性医用口罩细菌污染源持续黏附并继续繁衍。因此设计开发快速抗菌口罩以实现口罩高效快速杀灭细菌既可以延长一次性口罩的使用寿命，节约口罩生产资源，同时可以杀灭黏附在口罩表面的致病菌，有效的解决了病原菌给人类带来的安全隐患。然而，对于抗菌口罩，其自身的抗菌性能和安全性能需要谨慎考虑。

2、经检索，目前有研究者将抗菌剂负载于口罩表面，达到了抑制细菌增殖的效果。如专利cn 113291002 a中公开了一种含氧化亚铜的抗菌口罩，专利cn 115161999 a公开了一种负载鞣酸、氨基接枝海藻酸钠、钙盐及抗菌剂的抗菌口罩。但现有抗菌口罩并无说明其抗菌速度及安全性问题，如不能实现快速杀菌，致病菌的安全隐患仍然存在。除此之外，生物安全性问题也是抗菌口罩能否被广泛使用的关键。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种快速、安全的新型抗菌口罩，包括口罩本体与耳带，所述口罩本体包括外层、中间过滤层与内层，

2、所述中间过滤层采用以下步骤制得：

3、步骤1，取单宁酸（tannic acid，ta）、聚乙烯亚胺（polyethyleneimene，pei）加至去离子水中，搅拌混合，得到配位还原材料（ta/pei）的溶液，其中单宁酸与聚乙烯亚胺的质量比为1：1；

4、步骤2，向步骤1的混合溶液中加入金属盐、蒙脱土（montmorillonite，mmt）和卵磷脂（phosphatidylcholine，pc），搅拌反应，反应液经离心、干燥，得到复合插层剂插层改性蒙脱土抗菌涂料，其中配位还原材料、金属盐、卵磷脂、蒙脱土的质量比为30：4：1：2；

5、步骤3，将熔喷布经等离子体处理后，置于复合插层剂插层改性蒙脱土抗菌涂料的水溶液中浸泡，取出后烘干，得到中间过滤层。

6、进一步地，所述金属盐选自银盐、铜盐和铁盐。

7、更进一步地，所述银盐为agno3，所述铜盐为cu(no3)2，所述铁盐为fecl3。

8、进一步地，步骤1中搅拌的条件为20~30 ℃搅拌0.5 h。

9、进一步地，步骤2中搅拌反应的条件为60 ℃~70 ℃搅拌0.5 h。

10、进一步地，步骤2中离心条件为5000~6000 r/min、5~10 min。

11、进一步地，步骤2中干燥条件为40~50 ℃、1~2 h。

12、进一步地，步骤3中复合插层剂改性蒙脱土材料的水溶液的浓度为10 g/l。

13、天然多酚和金属离子可以通过配位还原作用形成一类多功能的生物相容性材料，之前的研究已经证明该类材料的功能可以通过改变所掺入的金属离子（fe3+、al3+、sm3+等）来调节。重要的是，通过天然多酚配位作用使得金属离子发生自发共还原和歧化反应，使其在层状蒙脱土（mmt）基底或层间原位形成合金纳米粒子，从而发挥其快速抗菌及组织再生特性。同时，形成的复合插层剂中含有“营养素”卵磷脂，可以提高复合插层剂的生物相容性。因此，通过卵磷脂修饰的复合插层剂插层改性蒙脱土形成的抗菌涂层既具备了快速杀菌性能，也具有良好的生物安全性。

14、本发明基于聚乙烯亚胺易与单宁酸分子链上丰富的羟基发生反应，形成亲水性稳定的交联作用，使得涂层与基底材料之间结合更加稳定；卵磷脂包含磷酸、甘油、磷脂等成分，可以为细胞增殖提供营养成分，进而提高复合插层剂的生物相容性。基于单宁酸分子与金属离子的配位作用使得金属离子发生自发共还原和歧化反应，并在蒙脱土基底上原位形成合金纳米粒子，合金纳米粒子会导致细菌细胞膜的破坏，造成细菌死亡。此外，合金纳米粒子可以引起细菌胞内的活性氧（reactive oxygen species，ros）有效渗透到细胞质中，从而氧化细胞内蛋白质并扰乱细菌稳态，进而快速、高效的杀灭致病菌。

15、本发明中，单宁酸/聚乙烯亚胺纳米涂层与金属离子的配位作用使得金属离子发生自发共还原和歧化反应，并在蒙脱土基底上原位形成合金纳米粒子；由磷酸、甘油、磷脂等成分组成的卵磷脂，可以为细胞增殖提供营养成分，进而提高抗菌涂料的生物相容性。

16、本发明提供的抗菌口罩为三层结构，其中外层为疏水性良好的纺粘无纺布，可防止飞沫携带致病菌进入人体内，同时起到外部支撑的作用，使该抗菌口罩可以保持适合人脸大小的形状；芯层采用复合插层剂插层改性蒙脱土抗菌涂料，有效地阻挡并杀死细菌以及具有良好的生物相容性；内层为亲肤材质的纺粘无纺布，增强了口罩与人体面部的服帖及舒适性。

17、本发明提供的新型抗菌口罩芯层采用复合插层剂插层改性蒙脱土抗菌涂料，能够有效负载抗菌剂并杀死细菌，并且杀菌率在1 min内高于99 %，达到快速杀菌的功能；利用修饰剂卵磷脂包含磷酸、甘油、磷脂等成分，可以为细胞增殖提供营养，进而使该口罩在实现快速抗菌的前提下具有良好的生物安全性。

技术特征：

1.一种快速、安全的新型抗菌口罩，包括口罩本体与耳带，所述口罩本体包括外层、中间过滤层与内层，其特征在于，所述中间过滤层采用以下步骤制得：

2.根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，所述金属盐选自银盐、铜盐和铁盐。

3.根据权利要求2所述的口罩，其特征在于，所述银盐为agno3，所述铜盐为cu(no3)2，所述铁盐为fecl3。

4. 根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，步骤1中搅拌的条件为20~30 ℃搅拌0.5h。

5. 根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，步骤2中搅拌反应的条件为60 ℃~70 ℃搅拌0.5 h。

6. 根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，步骤2中离心条件为5000~6000 r/min、5~10 min。

7. 根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，步骤2中干燥条件为40~50 ℃、1~2 h。

8. 根据权利要求1所述的口罩，其特征在于，步骤3中复合插层剂插层改性蒙脱土抗菌涂料的水溶液的浓度为10 g/l。

技术总结本发明公开了一种快速、安全的新型抗菌口罩，包括口罩本体与耳带，所述口罩本体包括外层、中间过滤层与内层，所述中间过滤层负载有由单宁酸、聚乙烯亚胺、金属盐、蒙脱土和卵磷脂制成的抗菌材料。本发明提供的新型抗菌口罩芯层采用复合插层剂插层改性蒙脱土抗菌涂料，能够有效负载抗菌剂并杀死细菌，并且杀菌率在1 min内高于99%，达到快速杀菌的功能；利用修饰剂卵磷脂包含磷酸、甘油、磷脂等成分，可以为细胞增殖提供营养，进而使该口罩在实现快速抗菌的前提下具有良好的生物安全性。技术研发人员：周宁琳,徐晓玉,徐旺,解雨欣,姚晗,谢宇受保护的技术使用者：南京师范大学技术研发日：技术公布日：2024/4/29