[实用新型]一种自驱动式压电防雾霾口罩

说明书

本实用新型公开了一种自驱动式压电防雾霾口罩，所述口罩的主体包括压电防霾多层复合过滤膜和涡轮风机，所述压电防霾多层复合过滤膜包括依次设置的压电过滤层、除菌滤网层和活性炭过滤层。形成压电过滤层的材料的静电吸附效应不仅吸附效率高、风阻低，且无需外加高压输入，因而不产生臭氧，减少了二次污染，实现真正意义上的环保。将所述口罩置于外界环境中，利用涡轮风机产生的微弱压力即可实现利用静电吸附空气中的雾霾颗粒物。

技术领域

本实用新型属于驻极体空气净化技术领域，具体涉及一种自驱动式压电防雾霾口罩。

背景技术

目前，解决人体在室外活动时的环境空气质量问题最直接、有效的途径就是利用佩戴防雾霾口罩对颗粒物进行过滤。而过滤材料则是防雾霾口罩过滤中的核心元件，是直接关系到空气中颗粒物过滤效率的关键因素。传统的过滤材料主要依靠布朗扩散、截留、惯性碰撞、重力沉降等机械阻挡作用，通过纤维网格对空气微粒进行捕获和过滤。但是纤维网格过滤主要针对粒径和重力比较大的颗粒物，对于过滤亚微米级别的颗粒物的效果并不理想。如果进一步减小滤网孔径，增加纤维的密实度，则空气阻力随之也增大，人体活动时呼吸阻力大，舒适度大大降低，进而影响了人体的正常活动。

针对口罩中普通纤维过滤材料中存在的上述问题，一些新型吸附材料，如驻极滤料，复合滤料等的发现和使用引起了广泛的关注。尤其是驻极体空气过滤材料，因其具有高效、低阻、节能、抗菌等优点，是一类非常有应用前景的新型空气过滤材料。这类材料除了具备惯性碰撞、拦截效应、扩散效应等传统滤料作用机理外，还通过库仑力实现对空气微粒的捕获。当空气微粒经过过滤器时，静电力不仅能有效地吸引带电微粒，而且还能以静电感应效应捕获极化的中性粒子，因此具有高效性。相对稀疏的构造在无效率降低的情况下，保证了对气流通过的最小阻力。例如，国外最有名的口罩生产厂商美国3M公司的颗粒物防护口罩就是采用静电纤维，能够过滤超细粉尘。此外，3M公司和美国 DuPont公司还是国际市场上粉尘防护服的主要生产商。

目前，用作空气过滤的驻极体材料主要以高介电常数的储能材料为主，这些材料最大的优点是储能高，放电时间长；但注入电荷的过程十分复杂，每次注入电荷都需要高电场极化，这给实际中的应用带来了很大不便，大大降低了其使用寿命。这不仅给实际中的应用带来了很大不便，而且驻极体聚合物的介电损耗也大大降低了其使用寿命。由于注入的电荷在储存、运输、使用过程中随着环境变化尤其是湿度增加时快速耗散，而无法对静电荷进行补充，因而只能单次使用，大大增加了成本，并且驻极体材料的大量使用，也对环境造成了二次污染。另外，驻极体滤料纤维的生产工艺要求较高，注入电荷的过程十分复杂，且由于大气微粒中带电电荷的中和作用或微粒沉积产生静电力的屏蔽作用使得滤料表面电荷衰减较快，吸附效率降低，耐湿耐热性能差，容易老化等，以及消防要求必须选用不燃材料和火灾时不发生有毒气体的材料等原因，很大程度上限制了有机驻极体滤料的应用，目前还没有这类材料制备的防雾霾口罩的报道。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种自驱动式压电防雾霾口罩，其包括压电防霾多层复合过滤膜和涡轮风机；将所述口罩置于外界环境中，利用涡轮风机产生的压力即可实现利用静电吸附空气中的雾霾颗粒物。

本实用新型提供如下技术方案：

一种自驱动式压电防雾霾口罩，所述口罩的主体包括压电防霾多层复合过滤膜和涡轮风机；

其中，所述压电防霾多层复合过滤膜包括依次设置的压电过滤层、除菌滤网层和活性炭过滤层；

其中，所述压电过滤层为无纺布层，所述无纺布层由具备压电效应的复合材料和作为无纺布层基体材料的聚丙烯(PP)制备得到，所述复合材料包括铌酸锂颗粒和聚合物驻极体，其中，所述聚合物驻极体作为基体，所述铌酸锂颗粒作为填充材料；

所述口罩在涡轮风机的压力驱动下，使过滤膜表面反复产生电荷，通过静电相互作用高效吸附雾霾颗粒。