[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

本发明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的方法(水充电(hydrocharging))。

发明内容

仍需要具有改善性质的驻极体料片。本发明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(例如摩擦起电、直流电晕放电、水充电或它们的组合)容易地带上电荷。

在一些实施例中，本发明包括含有热塑性树脂和电荷加强添加剂的驻极体料片，所述电荷加强添加剂包括不含氟化基团的杂环酰亚胺材料。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。

在其他实施例中，本发明包括一种驻极体过滤介质，其包括具有热塑性树脂和电荷加强添加剂的共混物的非织造微纤维料片，所述电荷加强添加剂包括不含氟化基团的杂环酰亚胺材料。该驻极体过滤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，提供可热熔融加工的电荷加强添加剂(包括不含氟化基团的杂环酰亚胺材料)，热熔融混合热塑性材料和电荷加强添加剂以形成共混物，由热熔融共混物形成料片，并且对料片进行静电充电。

具体实施方式

可用于本发明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料片可表现出强于由热塑性树脂单独制备的料片的性能。可用的电荷加强添加剂包括不含氟化基团的杂环酰亚胺材料。

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。微纤维的有效直径(或如果通过例如扫描电镜的方法测量，则为平均直径)通常为1-100微米，或者更通常为2-30微米，并且该微纤维无需具有圆截面。

术语“一个(种)”和“该”与“至少一个(种)”可替换使用，意指一个(种)或多个(种)所描述的要素。

术语“驻极体”是指具有准永久性电荷的材料。电荷可以通过X射线放电测试(如实例部分中所述)进行表征；

术语“烷基”指为烷烃基的一价基团，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。