[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

说明书

本发明提供了一种可释放负离子的空气过滤材料及其制备方法。所述的可释放负离子的空气过滤材料，其特征在于，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、吸水保水物质和负离子功能物质。网孔状负离子过滤材料的制备方法为将高吸水保水性聚合物和负离子功能物质混合配制成溶液后纺丝，或将两者置于不同的储液装置中同时纺丝。本发明的网孔状负离子过滤材料具备纤维与基材结合牢度强、负离子释放量高、装置操作性强等优点，在空气净化器、窗纱、口罩用过滤材料方面具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米纤维领域，涉及一种可释放负离子的空气过滤材料及其静电纺丝方法，特别涉及一种可释放负离子的空气过滤材料及其静电纺丝方法及其静电纺丝方法。

背景技术

雾霾中的颗粒物对人体健康带来极大威胁，雾霾污染问题已造成全球约300万人过早死亡，采取有效措施对其进行防护迫在眉睫。具有负离子释放功能的过滤材料，可利用负离子作为净化因子，对周围空气中进行主动净化，从而有效保障人体健康。现有负离子过滤材料均存在负离子释放量低、净化效果持久性差的问题，无法同时满足人们对过滤产品的性能要求。静电纺纳米纤维由于具有纤维直径小、孔径小、比表面积大、孔隙率高等特点，将其用于空气过滤领域可有效实现空气过滤材料高过滤效率、低空气阻力、高净化因子释放量的性能要求，具备广阔的应用前景。纳米纤维组分中吸水保水物质的加入，可为负离子功能物质提供更多的氢氧根，从而大幅提高负离子的释放量。目前普通静电纺丝方法制备的过滤材料中，纳米纤维与基材的结合牢度达不到应用需求，尤其是接收基材为网孔状时，如窗纱，纤维易内嵌和脱落，丧失使用性能。

现有利用静电纺丝方法制备负离子过滤材料的技术中。专利《负离子过滤无纺布》(ZL201110407879.8)通过静电纺丝技术制备了具有负离子释放功能的无纺布，公开了制备功能无纺布的纺丝液配方以及所用的负离子粉末组分。专利《一种单层支撑性多功能空气过滤膜》(CN201610244080.4)利用聚醚砜等作为基础材料，与溶剂配成溶液，通过加入纳米TiO₂粉体和负离子粉体，实现了纳米纤维膜的多功能性。专利《透光、透气、静电排斥PM2.5空气过滤膜及制备方法》(CN201510307864.2)制备的空气过滤膜至少设有一层无纺布基材或筛网及至少一层超薄静电纺纳米纤维层，通过浸渍和/或喷涂包含粘合剂和电气石纳米颗粒的悬浮液并烘干，使电气石纳米颗粒包裹在材料表面，过程繁琐，表面的电气石纳米颗粒易脱落。

综上所述，现有负离子过滤材料均存在纳米纤维的耐磨性差、负离子的释放量低等问题，且制备方法需要二次复合，过程繁琐，费时费力。为克服上述缺点，本发明采用一种新型静电纺丝接收系统制备一种耐磨性好、可大量释放负离子的高效低阻过滤材料。

发明内容

本发明的目的是克服现有负离子过滤材料制备工序繁琐、负离子释放量低、净化效果持久性差，与纳米纤维层结合牢度差的缺点，提供一种可释放负离子的空气过滤材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种可释放负离子的空气过滤材料，其特征在于，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。

优选地，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。