[发明专利]一种可释放负离子的空气过滤材料及其制备方法

权利要求书

1.一种可释放负离子的空气过滤材料的制备方法，所述的可释放负离子的空气过滤材料包括基材以及设于基材之上的纳米纤维层，基材为网孔状，纳米纤维层包括纳米纤维以及分散于纳米纤维中的吸水保水物质和负离子功能物质，其特征在于，包括：

步骤1：将高聚物溶于溶剂中，加入吸水保水物质和负离子功能物质，搅拌得到纺丝溶液；

步骤2：将纺丝溶液采用静电纺丝接收装置进行静电纺丝，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒(1)，滚筒(1)的表面设有多个空心状的凸起(2)，凸起(2)的一面与滚筒(1)接触，与滚筒(1)的接触面能够连通至滚筒(1)内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒(1)的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭；将基材置于滚筒(1)上，将刻蚀蒸汽从高温蒸汽发生装置送入滚筒(1)，使蒸汽从凸起(2)上的孔上排出，调整静电纺丝参数，进行静电纺丝。

2.如权利要求1所述的可释放负离子的空气过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的可释放负离子的空气过滤材料的吸水率为自身重量的0.5～100倍，保水率为10～90％，负离子释放浓度为500～10000个/cm³，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率1％～20％，对0.3μm～10μm颗粒的过滤效率为80～100％，阻力压降为10～100Pa。

3.如权利要求1所述的可释放负离子的空气过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的基材克重为10～100g/m²，基材的网孔形状为三角形、正方形、长方形或圆形，材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、尼龙或金属，形成网孔的单丝直径为1～50μm，网孔面积为0.3～10mm²；纳米纤维层中纤维的直径为0.02～20μm，孔径为1～30μm，孔隙率为60～99.99％，堆积密度为0.006～0.084g/cm³，克重为0.01～70g/m²。

4.如权利要求1所述的可释放负离子的空气过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的基材的孔和滚筒(1)上的凸起(2)相互嵌合。

5.如权利要求1所述的可释放负离子的空气过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的高聚物为氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龙6、尼龙66、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己内酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚和聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一种或以上；高聚物的质量分数为8wt％～40wt％；吸水保水物质为聚丙烯酸酯类、聚乙烯醇类、醋酸乙烯共聚物类、聚氨酯类、聚环氧乙烷类和淀粉接枝共聚物类树脂中的至少一种；所述的溶剂为甲酸、四氢呋喃、水、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、氯仿、甲酚、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮和甲基乙基酮中的至少一种。

6.如权利要求1所述的可释放负离子的空气过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的吸水保水物质的质量分数为0.01wt％～20wt％，所述负离子功能物质为电气石、硅藻土和粉煤灰中的至少一种；负离子功能物质的质量分数为0.01wt％～20wt％。

7.如权利要求1所述的可释放负离子的空气过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的刻蚀蒸汽的成分为甲酸溶液、乙酸溶液、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、碳酸钠溶液或碳酸镁溶液，浓度为10％～80％，蒸汽送入速度为0.1～3m/s。

8.如权利要求1所述的可释放负离子的空气过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的刻蚀蒸汽的送入方式为间歇送入或连续送入，间歇送入的总时间为10～300min，送入：非送入的时间比例为1:1、1:2、1:3、1:4、4:1、3:1、2:1；连续送入的时间为10～300min，蒸汽从凸起(2)的孔中释放速度为0.1～3m/s。

9.如权利要求1所述的可释放负离子的空气过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的静电纺丝条件包括：电压10～100kV，接收距离5～150cm，灌注速度0.1～10mL/h，滚筒转速20～200r/min，温度10～40℃，湿度10～99％，纺丝时间10～300min。