[发明专利]高效低阻微纳米纤维微观梯度结构过滤材料及其制备方法

权利要求书

1.高效低阻微纳米纤维微观梯度结构过滤材料，其特征在于，包括纳米精细过滤层（A）、微米支撑初级过滤层（B）和保护面层（C）；微米支撑初级过滤层和纳米精细过滤层交互叠加，设置在两层保护面层之间；

所述纳米精细过滤层由平面基体纤维层（D）和锥体结构（E）组成，其中锥体结构（E）的尖端与网格基体纤维层（D）间的纤维形成沿尖端向平面基体纤维层（D）的取向结构，锥体结构（E）的锥角为10~70°，锥体尖端的间距为2~20mm；多个锥体结构（E）在平面基体纤维层（D）均布形成网格状结构；

所述的微米支撑初级过滤层（B）由具有卷曲结构的微米纤维层组成；所述纳米精细过滤层具有网格状结构；

所述的纳米精细过滤层表面带电或不带电；微米支撑过滤层带电或不带电；

所述纳米精细过滤层中纳米纤维的直径为10~1000 nm，克重为0.5~20g/m²；所述微米支撑初级过滤层的纤维材料的直径为1~100μm，克重为10~200g/m²。

2.根据权利要求1所述的高效低阻微纳米纤维微观梯度结构过滤材料，其特征在于，所述微米支撑初级过滤层的纤维材料通过针刺、水刺、纺粘、熔喷或缝编获得的无纺布结构。

3.根据权利要求1所述的高效低阻微纳米纤维微观梯度结构过滤材料，其特征在于，所述微米纤维层的纤维与水平面呈10-50°角，所述微米纤维层的纤维具有Z型、S型、螺旋或波浪卷曲结构；所述微米纤维层的纤维为短纤维时，自身具有卷曲结构；所述微米纤维层的纤维为长丝时，通过复合纺丝工艺获得卷曲结构；所述复合纺丝工艺所获得的复合纤维包括皮芯、偏芯或并列型结构。

4.根据权利要求1所述的高效低阻微纳米纤维微观梯度结构过滤材料，其特征在于，所述微米支撑初级过滤层的材质包括聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚氨酯弹性纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇缩醛纤维、聚乳酸纤维、醋酯纤维、纤维素纤维、聚己内酯纤维、皮芯结构纤维、天然纤维或无机纤维；

所述皮芯结构纤维包括PP/PE、PET/PE、PA/PE、PET/PA、PET/coPET纤维，其中PE、PA或coPET为皮层；

所述天然纤维包括棉、木棉、黄麻、大麻、苎麻、罗布麻、椰壳纤维、菠萝纤维、竹原纤维或秸秆纤维；

所述无机纤维包括玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维或玄武岩纤维。

5.根据权利要求1所述的高效低阻微纳米纤维微观梯度结构过滤材料，其特征在于，所述保护面层的材质包括聚酯纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、聚酰胺纤维或纤维素再生纤维。

6.根据权利要求1所述的高效低阻微纳米纤维微观梯度结构过滤材料，其特征在于，所述保护面层为通过纺粘、热轧或热风成型得到的无纺布材料，克重为10~80 g/m²。

7.根据权利要求1所述的高效低阻微纳米纤维微观梯度结构过滤材料，其特征在于，当压力降为130-300Pa，未加电的高效低阻微纳米纤维微观梯度结构过滤材料对质量中值直径为0.26 μm的NaCl气溶胶的过滤效率为99.9-99.999%；当压力降为30-250Pa，加电处理的高效低阻微纳米纤维微观梯度结构过滤材料对质量中值直径为0.26 μm的NaCl气溶胶的过滤效率为99.9-99.999%，实现高效空气过滤。