一种具有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料的制作方法

本发明涉及一种具有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料，属于卫生健康防御化学有害因素
技术领域：
。本发明的椰壳活性炭纤维材料，应用于防御ld0(最大非致死剂量)低毒气溶胶和低气态毒物的防护口罩组合材料中的核心层；本发明对应标准gbz2.1-2019工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素，4.1，4.2标有致癌性标识以及有可能损伤基因的化学物质，gb/t32610-2016日常防护型口罩技术规范。
背景技术：
：工业企业工作场所不容许高剂量毒物扩散，社会上高剂量毒物中毒事件鲜见，人的呼吸系统健康损害绝大多数是长时间吸入ld0(最大非致死剂量)低毒气溶胶和气态毒物造成的损害效应。呼吸道由上呼吸道鼻、咽、喉和下呼吸道气管、支气管、肺两部分构成，气体、蒸气和气溶胶由此途径进入体内引发中毒，肺组织是吸收毒物的主要器官。气态毒物进入呼吸道的深度取决于其水溶性的大小，水溶性大的毒物如“氨气”在上呼吸道容易被吸收随尿排出，除非浓度超标，一般不容易到达肺部，水溶性小的毒物如“氮氧化物”可以到达肺部溶入血液。如果将水溶性小的毒物增溶成水溶性大的不容易入肺的低毒物，接触者中毒损害风险可大大降低。现有技术活性炭纤维布和活性炭颗粒布只是单一吸附，对水溶性小的气态毒物不具备增溶改大功能，研发有吸附和增溶两种联合作用功能减少气态毒物吸入剂量的新技术新材料是十分必要的。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是针对现有技术活性炭纤维布和活性炭颗粒布只是单一吸附的不足，而提供的一种具有吸附和增溶两种联合作用功能的椰壳活性炭纤维材料及其制备方法与应用；用途是将水溶性小的气态毒物增溶成水溶性大的在上呼吸道被吸收随尿排出的不易入肺的低气态毒物，降低接触者中毒风险。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：本发明首先提供一种具有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料，是将纯品椰壳活性炭粉粒、海藻酸钠/果胶、水混合后形成共聚溶物，共聚溶物按照12±2g/m2的比例定量喷涂浸入到涤纶无纺布上再经复合机熔合后制备而成的；所述的纯品椰壳活性炭粉粒、海藻酸钠/果胶、水的质量比为1：0.6：30。上述技术方案中，所述的涤纶无纺布的规格为32g/m2，所述的共聚溶物喷涂浸入到涤纶无纺布上后得到的材料的规格为44±2g/m2。上述技术方案中，所述的纯品椰壳活性炭粉粒，粒径为200±10目；是通过下述方法制备而成的：将椰壳活性炭粉粒放入豆浆中搅拌20min，椰壳活性炭粉粒经豆浆浸泡沉淀4h后过滤排放出含有重金属杂质的豆浆液，然后用去离子水洗涤椰壳活性炭粉粒从而去除沾有的少量豆浆液，过滤后得到所述的纯品椰壳活性炭粉粒。上述技术方案中，所述海藻酸钠为无毒的水溶性粉末；所述的果胶为无毒的水溶性粉末；所述的水为纯净水、蒸馏水、去离子水中的任意一种。本发明还提供一种所述的具有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料的制备方法，包括以下步骤：(1)制备纯品椰壳活性炭粉粒：先将粒径为200±10目的椰壳活性炭粉粒放入添加有豆浆的豆浆池中进行搅拌，搅拌20min后浸泡沉淀4h；然后过滤排放出含有重金属杂质的豆浆液，再用去离子水洗涤椰壳活性炭粉粒从而去除沾有的少量豆浆液；最后经过滤后得到粒径为200±10目的纯品椰壳活性炭粉粒；(2)制备共聚溶物：将步骤(1)中的得到的纯品椰壳活性炭粉粒、海藻酸钠/果胶、水按照质量比为1：0.6：30的比例混合，搅拌20min后得到共聚溶物；(3)喷涂浸入：将规格为32g/m2涤纶无纺布装到复合机输送架上，复合机温度调至80℃且在该温度下预热20min；然后打开溶物喷涂阀门启动复合机输送装置，将步骤(2)中得到共聚溶物按照12±2g/m2的比例定量喷涂浸入到涤纶无纺布的纤维中，经复合机熔合收卷后得到所述的具有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料。上述技术方案中，步骤(1)中，所述的豆浆是黄豆、纯净水按1:10的质量比混合后磨制而成的，比如100g黄豆加1000ml纯净水后现磨出浆。上述技术方案中，步骤(2)中，所述的水为纯净水、蒸馏水、去离子水中的任意一种；所述的水，温度为30℃。本发明还提供一种所述的具有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料在作为防护口罩组合材料方面的应用。上述技术方案中，所述的具有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料在作为防护口罩组合材料时，优选作为用于防御ld0(最大非致死剂量)低毒气溶胶和低气态毒物的防护口罩组合材料方面的应用，进一步优选作为用于防御ld0(最大非致死剂量)低毒气溶胶和低气态毒物的防护口罩组合材料中核心层方面的应用。本发明的具有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料对低毒物吸附增溶的原理为：(1)吸附：预先经空气氧化处理和豆浆浸泡沉淀去除重金属的多氧纯品椰壳活性炭粉粒含氧基团在中性水中可电离，荷负电，粒径200目的纯品椰壳活性炭粉粒，单峰分布，与小分子低毒物接触面大，吸附低毒物表面斑膜效果好，吸附速率快，纯品椰壳活性炭是微孔杂质少，被吸附的小分子低毒物不易脱附溢出。(2)增溶：海藻酸钠是纯品椰壳活性炭与涤纶无纺布纤维接枝粘合剂，富含多种活性物质，被膜透气性好，遇中性水膨化ph值为7，海藻酸钠是天然高分子原料，可吸收超过自重百倍的水分子，胶冻特性优异，保水能力强，海藻酸钠吸收人体呼出潮气发生反应析出极性真溶液对水溶性小的气态毒物实施增溶使其水溶性加大，增溶效应可以大大提高气态毒物的水溶性促进低毒物在上呼吸道被吸收随尿排出的几率，也可以改变气态毒物结构促进毒性降低或消失。果胶是纯品椰壳活性炭与涤纶无纺布纤维接枝脂衣，脂衣透气性好，可吸收超过自重百倍的水分子，胶冻功能显著，保水能力强，de＞50％果胶酯化度高，遇中性水膨化，果胶吸收人体呼出潮气发生反应析出极性真溶液对水溶性小的气态毒物实施增溶使其水溶性加大，增溶效应可以大大提高气态毒物的水溶性促进低毒物在上呼吸道被吸收随尿排出的几率，也可以改变气态毒物结构促进毒性降低或消失，果胶带负电甲醛带正电引力增溶效应显著，果胶对重金属有良好的吸附。本发明的技术优点在于：(1)现有技术活性炭纤维布和活性炭颗粒布只是单一吸附，对水溶性小的气态毒物不具备增溶改大功能。而本发明的具有吸附增溶的椰壳活性炭纤维材料，它对ld0(最大非致死剂量)低毒气溶胶和水溶性小的低气态毒物具有吸附和增溶两项功能，增溶效应可大大提高气态毒物的水溶性促进低毒物在上呼吸道被吸收随尿排出的几率，也可以改变气态毒物结构促进毒性降低或消失。(2)现有技术活性炭颗粒无纺布固体表面(图1)排序结构不规则，凹凸不平导致吸附状态忽高忽低不稳定。而本发明的具有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料表面(图2)结构平整有序，吸附状态稳定。附图说明图1为现有技术活性炭颗粒无纺布的表面图；图2为本发明实施例1中的椰壳活性炭纤维材料的表面图。具体实施方式以下对本发明技术方案的具体实施方式详细描述，但本发明并不限于以下描述内容：本发明的以下实施例中，所使用的豆浆的技术参数如表1所示，所使用的海藻酸钠的技术参数如表2所示，所使用的果胶的技术参数如表3所示：表1为豆浆的技术参数序号项目参数1蛋白质3.9g/100ml2碳水化合物4.1g/100ml表2为海藻酸钠的技术参数序号项目参数1干燥失重6.9％2ph值7.2表3为果胶的技术参数序号项目参数1半乳糖醛酸78％2脂化度(de)＞50％下面结合具体的实施例对本发明进行阐述：实施例1：一种具有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料，是通过下述方法制备而成的：(1)制备纯品椰壳活性炭粉粒：先将粒径为200±10目的椰壳活性炭粉粒放入添加有豆浆的豆浆池中进行搅拌，搅拌20min后浸泡沉淀4h；然后过滤排放出含有重金属杂质的豆浆液，再用去离子水洗涤椰壳活性炭粉粒从而去除沾有的少量豆浆液；最后经过滤后得到粒径为200±10目的纯品椰壳活性炭粉粒；所述的豆浆是黄豆、纯净水按1:10的质量比混合后磨制而成的(示例：100g黄豆加1000ml纯净水后现磨出浆)。(2)制备共聚溶物：将1g步骤(1)中的得到的纯品椰壳活性炭粉粒、0.6g海藻酸钠放入搅拌桶中，然后加30ml水温为30℃的纯净水，搅拌20min后得到共聚溶物；(3)喷涂浸入：将规格为32g/m2涤纶无纺布装到复合机输送架上，复合机温度调至80℃且在该温度下预热20min；然后打开溶物喷涂阀门启动复合机输送装置，将步骤(2)中得到共聚溶物按照12g/m2的比例定量喷涂浸入到涤纶无纺布的纤维中，经复合机熔合收卷后得到具有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料。现有技术活性炭颗粒无纺布固体表面(图1)排序结构不规则，凹凸不平导致吸附状态忽高忽低不稳定。而本发明的具有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料表面(图2)结构平整有序，吸附状态稳定。本发明实施例1得到的具有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料进行检测，其主要技术参数如表4所示：表4实施例1得到的有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料的技术参数实施例2：一种具有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料，制备方法与实施例1基本相同，所不同是，步骤(2)中使用的是果胶而并非海藻酸钠。本发明实施例2得到的具有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料进行检测，其主要技术参数如表5所示：表4实施例2得到的有吸附增溶功能的椰壳活性炭纤维材料的技术参数上述具体实施方式只是为说明本发明的技术方案和技术特征，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明构思使用活性炭加海藻酸钠或果胶或相同等同物质对水溶性小的气态毒物实施吸附增溶所做的等效变换或修饰或以基本相同或等同的手段，实现相同或等同的功能，达到相同或等同的效果制备的，应用于卫生健康
技术领域：
工作场所空气中化学有害因素时间加权平均容许浓度pc-twa，防御ld0〔最大非致死剂量〕低毒气溶胶和低气态毒物的防护口罩材料及空气污染环境下防御低毒pm2.5颗粒物日常防护型口罩材料，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12