本发明涉及保护膜技术领域，具体的说涉及一种透水防尘保护膜及其制备方法。
背景技术：
口罩是一种卫生用品，一般指戴在口鼻部位用于过滤进入口鼻的空气，以达到阻挡有害的气体、气味、飞沫进出佩戴者口鼻的用具，以纱布或纸等制成。口罩对进入肺部的空气有一定的过滤作用，在呼吸道传染病流行时，在粉尘等污染的环境中作业时，戴口罩具有非常好的作用。但在使用时，会因人体呼吸产生的水蒸气而导致口罩内部产生雾气，影响交谈效果和使用感受。
随着口罩滤气材料的不断发展，现有口罩，通常以多层无纺布、普通织物制作而成，为了增加滤气材料的过滤效果，往往需要增加过滤材料的厚度，但是厚度的增加让使用者感到呼吸的困难，舒适度下降。
通过采用薄膜作为口罩过滤层材料，可以减少过滤材料的厚度，降低使用者的呼吸阻力，提升使用者的体验效果。因此，亟需研发一款防尘性能好，透水透气性能更佳的薄膜作为口罩过滤材料的使用。
技术实现要素：
鉴于以上现有技术的不足之处，本发明的主要目的在于提供一种透水防尘保护膜及其制备方法，以满足口罩过滤层材料特定的功能保护作用，延长口罩的使用寿命，增强其使用效果，从而提升使用者的体验效果。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种透水防尘保护膜，所述保护膜由以下重量份数的原料组成：聚氯乙烯20～30份，聚乙烯三甲基硅烷8～16份，聚乙烯吡咯烷酮2～6份，过氧化二异丙苯1～5份，溶剂50～100份和添加剂3～15份。
所述添加剂由改性纳米二氧化硅、壳聚糖和无水乙醇组成。
所述改性纳米二氧化硅、壳聚糖和无水乙醇的重量比为1：0.5～3：1.5～11。
所述改性纳米二氧化硅的制备方法为：称取5重量份的二茂铁和10重量份的纳米二氧化硅，研磨粉碎混合后，加入15重量份的乙醚和6～13重量份的有机溶胶中，通过行星球磨机球磨混合均匀后，得到改性纳米二氧化硅。
所述有机溶胶由磁性聚合物、苯乙烯和乙二醇单乙醚组成，其重量份数的比例为1：2～5：3～7。所述磁性聚合物为copna树脂或铁磁流体中的一种。
所述溶剂为二苯砜、苯酚、n,n-二甲基甲酰胺或n,n-二甲基乙酰胺中的一种或多种。
所述保护膜还包括抗菌剂、抗静电剂和抗氧化剂。
所述抗菌剂为五氯苯酚、水杨酰苯胺、n-(三氯甲基硫代)邻苯二甲酰亚胺中的一种或多种。
所述抗静电剂为(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐、(n，n’-双(2-羟基乙基)-n-(3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基)甲胺硫酸甲酯盐、硬脂酰胺丙基二甲基-β-羟乙基铵硝酸盐中的一种或多种。
所述抗氧化剂为双酚a、抗氧剂ca、抗氧剂264、亚磷酸三苯酯、亚磷酸苯二异辛酯中的一种或多种。
相应的，一种如上述透水防尘保护膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
s1：按所述重量份数计，称取聚氯乙烯、聚乙烯三甲基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、过氧化二异丙苯以及溶剂加入反应釜中，溶解搅拌得到成膜液；
s2：将成膜液过滤脱泡后，加入添加剂，通过超声均匀分散在成膜液中，并通过挤出和拉伸装置，形成保护膜中间体；
s3：将步骤s2得到的保护膜中间体经过磁场处理后，通过110～130℃的蒸汽进行热处理，再将保护膜中间体浸入20～30℃凝固浴中凝固成保护膜；
s4：将所得保护膜放入甘油中浸泡，然后放入水中浸泡去除多余溶剂，晾干后得到透水防尘保护膜。
所述磁场强度为0.2～2.5t，磁场作用时间为1～10min。
所述凝固浴为环己酮、四氯乙烷或异丙醇中的一种或多种物质的混合液。
所得到的透水防尘保护膜可以作用口罩防尘过滤材料使用。
该透水防尘保护膜由外侧到内侧，孔径呈非对称分布，其中靠近污染环境的外侧孔径为20～30纳米，靠近使用者口部一侧的孔径为50～500纳米，孔径沿外侧到内侧纵向延伸，孔径逐渐增大，以满足外侧大颗粒灰尘、粉尘、有害物质等进入到人体的呼吸道内，造成严重的身体伤害，而当人体由于呼吸作用，致使口罩内部集聚的大量水汽通过薄膜的不对称孔径通道排出口罩外部。
本发明的有益效果：
本发明选用聚氯乙烯和聚乙烯三甲基硅烷作为成膜液的基体，由于没有亲水基团的作用，可以有效阻止口罩内侧水汽的集聚，从而通过口罩内侧的压力大于外侧压力，进一步促进水汽通过保护膜外排，提升了使用者的体验效果。
通过磁场强度和磁场作用时间的控制，可以使添加剂中磁性聚合物和二茂铁发挥协同作用，在保护膜内外侧的分布呈非对称性；而通过利用负载在纳米二氧化硅上的二茂铁的升华作用促使其在保护膜内侧从保护膜中渗出形成孔隙通道，从而影响保护膜内侧的孔径分布大小；所添加的壳聚糖可以有效分散改性纳米二氧化硅在保护膜中的分布，使其更加均匀的发挥作用。
通过抗菌剂、抗静电剂和抗氧化剂的添加，可以进一步延长口罩的使用寿命，提高其安全性能和舒适性能。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
一种透水防尘保护膜，所述保护膜由以下重量份数的原料组成：聚氯乙烯20份，聚乙烯三甲基硅烷8份，聚乙烯吡咯烷酮2份，过氧化二异丙苯1份，二苯砜50份和添加剂3份。
所述添加剂由重量比为1：0.5：1.5的改性纳米二氧化硅、壳聚糖和无水乙醇组成。所述改性纳米二氧化硅的制备方法为：称取5重量份的二茂铁和10重量份的纳米二氧化硅，研磨粉碎混合后，加入15重量份的乙醚和6重量份的有机溶胶中，通过行星球磨机球磨混合均匀后，得到改性纳米二氧化硅。所述有机溶胶由磁性聚合物、苯乙烯和乙二醇单乙醚组成，其重量份数的比例为1：2：3。
相应的，一种如上述透水防尘保护膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
s1：按所述重量份数计，称取聚氯乙烯、聚乙烯三甲基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、过氧化二异丙苯以及二苯砜加入反应釜中，溶解搅拌得到成膜液；
s2：将成膜液过滤脱泡后，加入添加剂，通过超声均匀分散在成膜液中，并通过挤出和拉伸装置，形成保护膜中间体；
s3：将步骤s2得到的保护膜中间体经过磁场处理后，所述磁场强度为0.2t，磁场作用时间为2min，通过110℃的蒸汽进行热处理，再将保护膜中间体浸入20℃环己酮凝固浴中凝固成保护膜；
s4：将所得保护膜放入甘油中浸泡，然后放入水中浸泡去除多余溶剂，晾干后得到透水防尘保护膜。
将所述透水防尘保护膜作为口罩过滤材料制作成样品进行实际测试，在室内温度为35℃，湿度为40％的环境下，随机挑选5个试验者佩戴所制作完成的口罩样品，连续佩戴12h后，5个试验者口罩内侧均未见明显水汽集聚，试验者呼吸自在顺畅，无不适感。
实施例2
一种透水防尘保护膜，所述保护膜由以下重量份数的原料组成：聚氯乙烯25份，聚乙烯三甲基硅烷12份，聚乙烯吡咯烷酮4份，过氧化二异丙苯3份，苯酚70份，添加剂8份，五氯苯酚0.5份，(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐0.3份，双酚a0.6份和亚磷酸三苯酯0.2份。
所述添加剂由重量比为1：2：5的改性纳米二氧化硅、壳聚糖和无水乙醇组成。所述改性纳米二氧化硅的制备方法为：称取5重量份的二茂铁和10重量份的纳米二氧化硅，研磨粉碎混合后，加入15重量份的乙醚和9重量份的有机溶胶中，通过行星球磨机球磨混合均匀后，得到改性纳米二氧化硅。所述有机溶胶由磁性聚合物、苯乙烯和乙二醇单乙醚组成，其重量份数的比例为1：3：5。
相应的，一种如上述透水防尘保护膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
s1：按所述重量份数计，称取聚氯乙烯、聚乙烯三甲基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、过氧化二异丙苯以及苯酚加入反应釜中，溶解搅拌得到成膜液；
s2：将成膜液过滤脱泡后，加入添加剂、五氯苯酚，(3-月桂酰胺丙基)三甲基铵硫酸甲酯盐，双酚a和亚磷酸三苯酯，通过超声均匀分散在成膜液中，并通过挤出和拉伸装置，形成保护膜中间体；
s3：将步骤s2得到的保护膜中间体经过磁场处理后，所述磁场强度为1.5t，磁场作用时间为7min，通过120℃的蒸汽进行热处理，再将保护膜中间体浸入25℃四氯乙烷凝固浴中凝固成保护膜；
s4：将所得保护膜放入甘油中浸泡，然后放入水中浸泡去除多余溶剂，晾干后得到透水防尘保护膜。
将所述透水防尘保护膜作为口罩过滤材料制作成样品进行实际测试，在室内温度为30℃，湿度为60％的环境下，随机挑选5个试验者佩戴所制作完成的口罩样品，连续佩戴12h后，5个试验者口罩内侧均未见明显水汽集聚，试验者呼吸自在顺畅，无不适感。
实施例3
一种透水防尘保护膜，所述保护膜由以下重量份数的原料组成：聚氯乙烯30份，聚乙烯三甲基硅烷16份，聚乙烯吡咯烷酮6份，过氧化二异丙苯5份，n,n-二甲基甲酰胺100份，添加剂15份，水杨酰苯胺0.8份、(n，n’-双(2-羟基乙基)-n-(3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基)甲胺硫酸甲酯盐0.6份、抗氧剂ca0.8份和亚磷酸苯二异辛酯0.3份。
所述添加剂由重量比为1：3：11的改性纳米二氧化硅、壳聚糖和无水乙醇组成。所述改性纳米二氧化硅的制备方法为：称取5重量份的二茂铁和10重量份的纳米二氧化硅，研磨粉碎混合后，加入15重量份的乙醚和13重量份的有机溶胶中，通过行星球磨机球磨混合均匀后，得到改性纳米二氧化硅。所述有机溶胶由磁性聚合物、苯乙烯和乙二醇单乙醚组成，其重量份数的比例为1：5：7。
相应的，一种如上述透水防尘保护膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
s1：按所述重量份数计，称取聚氯乙烯、聚乙烯三甲基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、过氧化二异丙苯以及n,n-二甲基甲酰胺加入反应釜中，溶解搅拌得到成膜液；
s2：将成膜液过滤脱泡后，加入添加剂、水杨酰苯胺、(n，n’-双(2-羟基乙基)-n-(3’-十二烷氧基-2’-羟基丙基)甲胺硫酸甲酯盐、抗氧剂ca和亚磷酸苯二异辛酯，通过超声均匀分散在成膜液中，并通过挤出和拉伸装置，形成保护膜中间体；
s3：将步骤s2得到的保护膜中间体经过磁场处理后，所述磁场强度为2.2t，磁场作用时间为10min，通过130℃的蒸汽进行热处理，再将保护膜中间体浸入30℃异丙醇凝固浴中凝固成保护膜；
s4：将所得保护膜放入甘油中浸泡，然后放入水中浸泡去除多余溶剂，晾干后得到透水防尘保护膜。
将所述透水防尘保护膜作为口罩过滤材料制作成样品进行实际测试，在室内温度为0℃，湿度为60％的环境下，随机挑选5个试验者佩戴所制作完成的口罩样品，连续佩戴12h后，5个试验者口罩内侧均未见明显水汽集聚，试验者呼吸自在顺畅，无不适感。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。