[发明专利]低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种窗纱及其制作方法，具体是一种透明的可过滤PM2.5颗粒的纳米窗纱。

背景技术

随着快速的工业化、城市化及现代化进程的发展，许多发展中国家都经历着严重的空气污染，尤其是雾霾天气愈发频繁。雾霾是大量悬浮颗粒物(有机和无机的固液混合物)的集体表现，主要含有硫酸盐、硝酸盐、氨、碳氢化合物、氯化钠、黑碳、矿物粉尘和水。当这些悬浮颗粒物的尺寸小于2.5微米时(简称PM 2.5)，易于富集空气中的毒害物质，同时，在可吸入颗粒物中约占70％，对人体健康构成很大的威胁，因而PM 2.5越来越多的受到人们以及科学界的关注。

人们大部分的时间都是呆在室内，室内与室外的空气交换主要是通过窗户来完成，为了保证室内空气的质量，采取一定措施对空气进行净化是十分必要的。目前市场上的窗纱，虽然能有效的进行室内室外空气交换，但窗纱的孔径较大，无法阻隔PM2.5，因此不能改善室内空气质量。虽然，空气净化器能够有效改善室内空气质量，但其昂贵且耗能，普通家庭无法承担，同时，耗能本就是一种污染。其次，空气净化器占用生活空间，在当今寸土寸金的环境下，占用生活空间的消费实在是一种奢侈消费。此外，空气净化器在夜晚使用时的噪音影响睡眠质量。最后，空气净化器的核心过滤材料需要定期的更换，增加使用维护成本。

由于纳米纤维膜在过滤领域一直有着其独特的优势，因而，国内外一些公司开始研发包含有纳米纤维膜结构的窗纱。然而，目前仍存在一些难题亟待解决，这些难题主要可以归为三点：(1)窗纱的力学性能不够，偏软；这个问题包含一组矛盾，采用无纺布作为收集纳米纤维的基材，可以很好的保护后续窗纱制作的纳米纤维，但力学性能和透明度不佳；而力学性能与透光性良好的玻璃纤维网格由于不具有抗静电性，而无法作为收集纳米纤维的基材；(2)窗纱的透明度不够，影响人们对室外环境的视觉享受；(3)窗纱的压降(空气阻力)较大，影响空气交换效率。此外，纳米纤维在窗纱制作的工艺流程中容易被损坏。

根据所公开的发明专利(申请号为201410558611.8)所述，目前现有的含有纳米纤维膜结构的窗纱为：两层无纺布和置于两层无纺布间的纳米纤维层；其制备方法为：利用电场力的作用将PES(聚醚砜)溶液牵拉成纳米纤维，沉积在聚丙烯无纺布上。根据所授权的实用新型专利(授权公告号为CN205000880)所述，目前现有的含有纳米纤维膜结构的窗纱为：附着有纳米纤维的碳无纺布。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有良好力学性能、低压降、高度透明的、并且能够高效过滤PM2.5颗粒的纳米窗纱及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱，所述窗纱包括玻璃纤维网格层和纳米纤维膜层。

作为本发明的低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱的改进：所述窗纱还包括热熔胶膜层。

作为本发明的低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱的进一步改进：

所述窗纱为如下任意一种：

A、窗纱由如下五层组成：

依次排列的玻璃纤维网格层、热熔胶膜层、纳米纤维膜层、空气层、玻璃纤维网格层；

或者依次排列的玻璃纤维网格层、纳米纤维膜层、热熔胶膜层、空气层、玻璃纤维网格层；

所述的空气层间距为5mm～30mm；

B、所述窗纱由如下四层组成：

依次排列的玻璃纤维网格层、纳米纤维膜层、空气层、玻璃纤维网格层；

所述的空气层间距为5mm～30mm；

C、所述窗纱由如下三层组成：

所述窗纱由依次排列(紧贴)的玻璃纤维网格层、热熔胶膜层和纳米纤维膜层组成；

或者，所述窗纱由依次排列(紧贴)的玻璃纤维网格层、纳米纤维膜层和热熔胶膜层组成。

D、所述窗纱由如下二层组成：

所述窗纱由依次排列(紧贴)的玻璃纤维网格层和纳米纤维膜层组成。

作为本发明的低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱的进一步改进：

所述纳米纤维膜层中，纳米纤维的直径为50nm～400nm，纳米纤维膜层的孔径为50nm～1500nm；纳米纤维膜层的面密度为0.5g/m²～4g/m²。

说明：该纳米纤维膜层是用静电纺丝法制备而成。

作为本发明的低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱的进一步改进：所述热熔胶膜层的克重为6g/m²～16g/m²。