技术领域 [0001]本发明涉及高分子分离膜技术领域，具体地说，涉及一种用于过滤口罩的高分子分离膜材料及其制备方法。 背景技术 [0002]膜分离技术是一种新颖高效的分离技术，它是借助于外界能量或化学位的推动，对两组分或多组分的气体或液体进行分离、分级、提纯或富集。具有绿色技术之称的膜分离技术，与传统的治理方法相比具有分离效率高、能耗低、操作简单、装置较小等优点，在化工、轻工、电子、纺织、冶金，污水处理等领域得到广泛应用。 [0003]在膜技术的发展中，膜材料的开发是极其重要的工作，而高分子材料在膜分离中占有重要地位，高分子分离膜是用人工或天然合成的高分子分离膜，可借助于化学位差的推动对双组份或多组份的溶质和溶剂进行分离、提纯，由于使传统的分离工序发生革命性的变化，所以高分子分离膜广泛地应用于化学工程、生物技术、医学、食品工业、环境保护、石油探测等众多领域。口罩为人们日常出行防尘防病毒的工具，所以将高分子分离膜应用至口罩中，也是现有膜技术的进一步发展的体现。 发明内容 [0004]本发明的目的在于提供一种用于过滤口罩的高分子分离膜材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。 [0005]为实现上述目的，一方面，本发明提供一种用于过滤口罩的高分子分离膜材料，包括以下重量百分比原料组成：有机膜材料30-50％、无机膜材料15-25％、模板分子1-10％、改性溶液5-10％和膜溶剂10-20％。 [0006]作为本技术方案的进一步改进，所述有机膜选自聚酰亚胺、高分子聚乙烯、聚偏氯乙烯、丙烯腈-丙烯酸共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚醚砜和聚矾中的一种或多种混合，该类均为高分子材料，分离快速高效，可在常温下进行。 [0007]作为本技术方案的进一步改进，所述无机膜材料选自陶瓷粉、二氧化硅、氧化铝、钯银合金、钯镍合金和沸石膜中的一种或多种混合，通过无机膜材料与有机膜材料复合共混，可以改善机械性能较弱的高分子有机膜的强度，两者具有先天缺陷的膜进行复合，可充分发挥各自的优点并克服相应的不足。 [0008]作为本技术方案的进一步改进，所述模板分子选自茶碱、咖啡因、谷氨酞胺、色氨酸和谷氨酸中的一种或多种混合，加入模板分子使得制备的高分子分离膜具有分子识别功能。 [0009]作为本技术方案的进一步改进，所述改性溶液至少包括烷基磷酸和三氯硅烷，用作无机膜材料的溶剂，同时对无机膜材料进行改性，进一步增加了材料的机械强度。 [0010]作为本技术方案的进一步改进，所述膜溶剂选自乙醚、乙醇、乙酸和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种混合。 [0011]另一方面，本发明提供了一种用于制备如上述中任意一项所述用于过滤口罩的高分子分离膜材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤； [0012]S1、将无机膜材料加入改性溶液中，通过超声分散机搅拌混合，静置过滤后制得无机膜液； [0013]S2、将有机膜材料加入模板分子使两者交联，然后将产物加入至膜溶剂中，超声分散机搅拌混合，静置过滤后制得有机膜液； [0014]S3、将无机膜液与有机膜液混合制得复合液，将复合液加入模板中，冷却固化后制得分离膜材料。 [0015]本发明中模板分子与膜溶剂反应产生大量有机酸，当有机膜液与无机膜液的混合过程中，有机酸与无机膜液中的无机金属材料反应，使得有机膜液与无机膜液混合更加均匀，从而使制得的分离膜材料渗透性更好，综合性能更好。 [0016]优选的，所述S1中，分散时间为11-15min，温度为70-80℃。 [0017]优选的，所述S2中，分散时间为5-9min，温度为50-60℃。 [0018]与现有技术相比，本发明的有益效果： [0019]1、该用于过滤口罩的高分子分离膜材料及其制备方法中，通过无机膜材料与有机膜材料复合共混，可以改善机械性能较弱的高分子有机膜的强度，两者具有先天缺陷的膜进行复合，可充分发挥各自的优点并克服相应的不足。 [0020]2、该用于过滤口罩的高分子分离膜材料及其制备方法中，加入的模板分子，不仅使制备的高分子分离膜具有分子识别功能，同时可提高高分子分离膜材料的渗透性，增强了分离膜的过滤效果。 [0021]3、该用于过滤口罩的高分子分离膜材料及其制备方法中，制备的分离膜具有较强的机械性能与分离过滤效果，因此使得分离膜材料制备的口罩可进行水洗后二次使用，避免普通口罩清洗时出现口罩损坏或清洗不干净的情况。 附图说明 [0022]图1为本发明的整体流程框图。 具体实施方式 [0023]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0024]实施例1一种用于过滤口罩的高分子分离膜材料及其制备方法，包括： [0025]1、将无机膜材料25％加入改性溶液10％中，通过超声分散机搅拌混合，静置过滤后制得无机膜液，其中超声分散机的分散时间为15min，温度为80℃； [0026]2、将有机膜材料30％加入模板分子1％使两者交联，然后将产物加入至膜溶剂10％中，超声分散机搅拌混合，静置过滤后制得有机膜液，其中超声分散机的分散时间为5min，温度为50℃； [0027]3、将无机膜液与有机膜液混合制得复合液，将复合液加入模板中，冷却固化后制得分离膜材料。 [0028]实施例2一种用于过滤口罩的高分子分离膜材料及其制备方法，包括： [0029]1、将无机膜材料22.5％加入改性溶液9％中，通过超声分散机搅拌混合，静置过滤后制得无机膜液，其中超声分散机的分散时间为14min，温度为77.5℃； [0030]2、将有机膜材料35％加入模板分子2.5％使两者交联，然后将产物加入至膜溶剂12.5％中，超声分散机搅拌混合，静置过滤后制得有机膜液，其中超声分散机的分散时间为6min，温度为52.5℃； [0031]3、将无机膜液与有机膜液混合制得复合液，将复合液加入模板中，冷却固化后制得分离膜材料。 [0032]实施例3一种用于过滤口罩的高分子分离膜材料及其制备方法，包括： [0033]1、将无机膜材料20％加入改性溶液8％中，通过超声分散机搅拌混合，静置过滤后制得无机膜液，其中超声分散机的分散时间为13min，温度为75℃； [0034]2、将有机膜材料40％加入模板分子5％使两者交联，然后将产物加入至膜溶剂15％中，超声分散机搅拌混合，静置过滤后制得有机膜液，其中超声分散机的分散时间为7min，温度为55℃； [0035]3、将无机膜液与有机膜液混合制得复合液，将复合液加入模板中，冷却固化后制得分离膜材料。 [0036]实施例4一种用于过滤口罩的高分子分离膜材料及其制备方法，包括： [0037]1、将无机膜材料17.5％加入改性溶液6％中，通过超声分散机搅拌混合，静置过滤后制得无机膜液，其中超声分散机的分散时间为12min，温度为72.5℃； [0038]2、将有机膜材料45％加入模板分子7.5％使两者交联，然后将产物加入至膜溶剂17.5％中，超声分散机搅拌混合，静置过滤后制得有机膜液，其中超声分散机的分散时间为8min，温度为57.5℃； [0039]3、将无机膜液与有机膜液混合制得复合液，将复合液加入模板中，冷却固化后制得分离膜材料。 [0040]实施例5一种用于过滤口罩的高分子分离膜材料及其制备方法，包括： [0041]1、将无机膜材料15％加入改性溶液5％中，通过超声分散机搅拌混合，静置过滤后制得无机膜液，其中超声分散机的分散时间为11min，温度为70℃； [0042]2、将有机膜材料50％加入模板分子10％使两者交联，然后将产物加入至膜溶剂20％中，超声分散机搅拌混合，静置过滤后制得有机膜液，其中超声分散机的分散时间为9min，温度为60℃； [0043]3、将无机膜液与有机膜液混合制得复合液，将复合液加入模板中，冷却固化后制得分离膜材料。 [0044]上述实施例1-5中，有机膜选自聚酰亚胺、高分子聚乙烯、聚偏氯乙烯、丙烯腈-丙烯酸共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚醚砜和聚矾中的一种或多种混合，该类均为高分子材料，分离快速高效，可在常温下进行； [0045]无机膜材料选自陶瓷粉、二氧化硅、氧化铝、钯银合金、钯镍合金和沸石膜中的一种或多种混合，通过无机膜材料与有机膜材料复合共混，可以改善机械性能较弱的高分子有机膜的强度，两者具有先天缺陷的膜进行复合，可充分发挥各自的优点并克服相应的不足； [0046]模板分子选自茶碱、咖啡因、谷氨酞胺、色氨酸和谷氨酸中的一种或多种混合，加入模板分子使得制备的高分子分离膜具有分子识别功能； [0047]改性溶液至少包括烷基磷酸和三氯硅烷，用作无机膜材料的溶剂，同时对无机膜材料进行改性，进一步增加了材料的机械强度； [0048]膜溶剂选自乙醚、乙醇、乙酸和N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种混合； [0049]其中模板分子与膜溶剂反应产生大量有机酸，当有机膜液与无机膜液的混合过程中，有机酸与无机膜液中的无机金属材料反应，使得有机膜液与无机膜液混合更加均匀，从而使制得的分离膜材料渗透性更好，综合性能更好。 [0050]本发明制备的用于过滤口罩的高分子分离膜材料的相关指标，具体见表1： [0051]表1 [0052] [0053] [0054]根据表1所示，本发明实施例1-5制备的高分子分离膜材料均有较好的断裂强度，同时对于液相的过滤效率均达到了90％以上，证明本发明配比下制备的高分子分离膜材料具有较好的渗透性。 [0055]对比例1一种用于过滤口罩的高分子分离膜材料及其制备方法，包括： [0056]1、将有机膜材料40％加入模板分子5％使两者交联，然后将产物加入至膜溶剂15％中，超声分散机搅拌混合，静置过滤后制得有机膜液，其中超声分散机的分散时间为7min，温度为55℃； [0057]2、将有机膜液加入模板中，冷却固化后制得分离膜材料。 [0058]对比例2一种用于过滤口罩的高分子分离膜材料及其制备方法，包括： [0059]1、将无机膜材料20％加入改性溶液8％中，通过超声分散机搅拌混合，静置过滤后制得无机膜液，其中超声分散机的分散时间为13min，温度为75℃； [0060]2、将有机膜材料40％加入至膜溶剂15％中，超声分散机搅拌混合，静置过滤后制得有机膜液，其中超声分散机的分散时间为7min，温度为55℃； [0061]3、将无机膜液与有机膜液混合制得复合液，将复合液加入模板中，冷却固化后制得分离膜材料。 [0062]本发明制备的用于过滤口罩的高分子分离膜材料具有较好的机械强度和渗透性，与加入的无机膜液和模板分子有较大关系，为了验证相关的技术方案，申请人进行了如下试验： [0063]对比例1-2：采用实施例3的方法，在分别去除无机膜液和模板分子的情况下，检测制备的高分子分离膜材料的相关指标，具体见表2： [0064]表2 [0065] [0066] [0067]根据表2所示，对比例1-2相较于实施例3，在单独去除无机膜液的情况下，分离膜材料的断裂强度下降较为明显，液相过滤效率轻微下降，在单独去除模板分子的情况下，分离膜材料的液相过滤效率下降较为明显，断裂强度轻微下降，因此可以说明，在本发明中无机膜液和模板分子是影响分离膜机械强度和渗透性的重要因素。 [0068]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仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。