[发明专利]包含电荷加强添加剂的驻极体料片

说明书

技术领域

本公开涉及包含电荷加强添加剂的驻极体料片及其用途，所述驻极体料片包括非织造纤维料片，例如非织造热塑性微纤维料片。

背景技术

驻极体为具有准永久性电荷的电介质材料。驻极体可用于多种器件，包括(例如)粘性薄膜、空气过滤器、过滤面罩和呼吸器，并且可用作诸如麦克风、耳机和静电录音机的电声器件中的静电元件。

可以通过将电荷赋予纤维以形成驻极体材料而改善用于气溶胶过滤的微纤维料片的性能。具体地讲，驻极体在提高气溶胶过滤器的颗粒捕集能力方面是有效的。已知在微纤维料片中形成驻极体材料的多种方法。此类方法包括(例如)当熔喷纤维从模孔流出并形成时用带电荷粒子(例如电子或离子)对其进行轰击。其他方法包括(例如)在料片形成后使用直流电晕放电使纤维带电，或者使用梳理法和/或行针法(摩擦起电)使纤维垫带电。最近描述了一种水射流或水滴流以一定压力冲击非织造料片，使得足够提供促进过滤的驻极体电荷方法的方法。

发明内容

本公开中提出了含有电荷加强添加剂的驻极体料片。这些电荷加强添加剂使驻极体料片可通过多种不同的充电机制(例如水充电或直流电晕放电与水充电的组合)容易地带上电荷。

在本文所述的一些实施例中，驻极体料片包含热塑性树脂和含有N-取代氨基碳环芳香族材料的电荷加强添加剂。驻极体料片可以为非织造纤维料片或甚至为非织造微纤维料片的形式。

在本文所述的其他实施例中，驻极体过滤介质包括非织造微纤维料片，该非织造微纤维料片包含热塑性树脂和含有N-取代氨基碳环芳香族材料的电荷加强添加剂的共混物。该驻极体过滤器介质可以包括呼吸器过滤器、室内通风系统过滤器、车辆通风系统过滤器、空调过滤器、熔炉过滤器、室内空气净化过滤器、真空吸尘器过滤器或计算机磁盘驱动器过滤器。

本发明还公开了制备驻极体料片的方法，所述方法包括：提供热塑性材料；提供包含N-取代氨基碳环芳香族材料的电荷加强添加剂；将热塑性材料和电荷加强添加剂进行热熔融混合，形成热塑性共混物；以及通过熔喷该热塑性共混物以形成微纤维料片，并使料片带电。

具体实施方式

可用于本公开中的驻极体料片包括热塑性树脂和电荷加强添加剂的共混物。由此类共混物制备的驻极体料片可表现出强于由热塑性树脂单独制备的驻极体料片的性能。可用的电荷加强添加剂包括N-取代氨基碳环芳香族材料。

驻极体料片可以为多种形式。例如，该料片可以为连续或不连续的膜、或纤维料片。纤维料片尤其可用于形成过滤介质。在一些实施例中，该料片为非织造微纤维料片。微纤维的平均直径通常为1至100微米，并且微纤维无需具有圆形横截面。

术语“一个”和“所述”可与“至少一个”互换使用，以指一个或多个所描述的元素。

术语“烷基”指为烷烃基团的一价基团，所述烷烃是饱和烃。所述烷基可以是直链的、支链的、环状的或它们的组合，通常具有1至20个碳原子。在一些实施例中，所述烷基包含1至18个、1至12个、1至10个、1至8个、1至6个、或1至4个碳原子。烷基的例子包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、环己基、正庚基、正辛基和乙基己基。

术语“烯基”指为烯烃基团的一价基团，所述烯烃为具有至少一个碳-碳双键的烃。烯基可以为直链的、支链的、环状的或它们的组合，并且通常包含2至20个碳原子。在一些实施例中，烯基包含2至18、2至12、2至10、4至10、4至8、2至8、2至6或2至4个碳原子。示例性烯基包括乙烯基、正丙烯基和正丁烯基。

术语“炔基”指为炔烃基的一价基团，所述炔烃是含有至少一个碳-碳三键的烃。炔基可以是直链的、支链的、环状的或它们的组合，并且通常含有2至20个碳原子。在一些实施例中，炔基含有2至18、2至12、2至10、4至10、4至8、2至8、2至6或2至4个碳原子。示例性的炔基包括乙炔基、正丙炔基和正丁炔基。

术语“杂烷基”是指含有杂原子的烷基。这些杂原子可以是悬垂原子(例如卤素，如氟、氯、溴或碘)或链原子，如氮、氧或硫。杂烷基的一个例子为聚烷氧基，例如-CH₂CH₂(OCH₂CH₂)_nOCH₂CH₃。

术语“取代的烷基”是指含有沿烃主链的取代基的烷基。这些取代基可以为烷基、杂烷基或芳基。取代的烷基的一个例子为苄基。