[发明专利]一种纳米纤维过滤材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种纳米纤维过滤材料及其制备方法。本发明的纳米纤维过滤材料，包括由上至下依次设置的第一纺粘过滤材料层、纳米纤维过滤材料层和第二纺粘过滤材料层，其中，所述纳米纤维过滤材料层通过无针往复式静电纺丝方法直接纺丝于所述第一纺粘过滤材料层，所述第二纺粘过滤材料层与所述纳米纤维过滤材料层压合连接。本发明制得的纳米纤维过滤材料过滤效率高，过滤阻力低。

技术领域

本发明涉及空气过滤材料技术领域，涉及一种过滤材料及其制备方法，尤其涉及一种纳米纤维过滤材料及其制备方法。

背景技术

21世纪人类创造了前所未有的物质财富，加速推进了文明发展进程，但是同时又出现了环境污染生态破坏等重大问题，从而威胁全人类未来的生存和发展。作为最大的发展中国家，环境污染问题是本世纪我国最关注的焦点问题之一，这一问题解决的好坏是直接影响我国是否可以走好可持续发展道路的决定性因素。

随着社会进步和人们生活水平的提高，室内空气质量对人体健康的影响已经越来越受到关注，同时，随着现代科学和现代工业的发展，特别是电子、精密机械、冶金、宇航、核能、化工等工业以及医疗、制药、食品等部门的发展，对工艺环境的洁净度也提出了更高的要求。这样，过滤器尤其是高效空气粒子过滤器(HEPA)、超低穿透率空气过滤器(ULPA)越来越广泛的应用于各个领域。这使得空气过滤材料的研究和发展取得了极大的进步，但同时人们对空气过滤材料也提出了更高的要求。

(1)在世界范围内，玻璃纤维过滤材料在高效空气过滤材料中仍占据主导地位，但覆膜及驻极材料在某些方面已经取代了它。有人认为，一旦覆膜材料解决了低气流阻力下过滤性能差的问题，覆膜材料将取代玻纤过滤材料。

(2)耐高温过滤材料的发展将会加快。玻纤覆膜的过滤材料、P84纤维、PPS纤维、芳香族纤维、金属纤维、陶瓷纤维等高温过滤材料获得应用，新型金属和陶瓷烧结过滤材料也取得很大进展。

(3)世界范围内的恐怖事件，以及SARS、禽流感、猪流感等突发性公共卫生事件的发生也给各国敲响了警钟，各国纷纷研究开发新型宽谱防护过滤材料，以确保对各种气溶胶(特别是生物气溶胶)的有效防护。

现有的高效空气过滤器(HEPA)和超高效空气过滤器(ULPA)中的核心过滤介质一般为复合超细纤维膜或熔喷纤维非织造材料，二者虽然都可达到较高的过滤效率，但在使用过程中空气阻力会随着容尘量的增加而急剧上升，从而导致能量的大量消耗。此外，玻璃纤维的耐折性较差，在加工和使用过程中容易断裂，影响过滤效率的同时还存在致癌的可能。

随着空气过滤技术的不断发展，很多新材料新技术也不断涌现。其中，纳米纤维滤材，是目前在空气过滤领域推广和应用的最为成熟的新型复合滤材之一。静电纺纤维膜作为一种新型空气过滤材料已经引起了广泛关注，其过滤机理比较复杂，一般认为是拦截效应、惯性效应、扩散效应、重力效应及静电效应五种机理共同作用的结果，各种机理的协同组合模式要综合考虑微粒的尺寸、纤维直径及分布、孔隙率以及气流速度等因素。但是，传统的静电纺丝方法为针式，其喷丝头直径较小，喷丝头表面附近形成的高强电场，使得喷丝头在高压下易受电晕而产生放电的现象，会导致制备的纳米纤维的直径逐渐变大，质量逐渐变差。

CN104289037A公开了一种高效空气过滤复合材料，该发明先将锦纶6切片溶解于甲酸中，搅拌均匀得到均一溶液，通过静电纺丝设备，制备出锦纶6纳米纤维，再以无纺布PP为基地，接收静电纺纳米纤维得到无纺布复合材料。该发明的复合材料用于家用空气净化器、车用空调等方面，可以提高纺粘无纺布的过滤效果。但是，这种复合材料用的时间久后过滤的阻力大，过滤效率有待进一步提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纳米纤维过滤材料及其制备方法，制得的纳米纤维过滤材料过滤效率高，过滤阻力低。

本发明的目的之一在于提供一种纳米纤维过滤材料，为达此目的，本发明采用以下技术方案：