[发明专利]一种高效低阻PM2.5抗菌防霉过滤材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高效低阻PM2.5抗菌防霉过滤材料及其制备方法，包括PM2.5抗菌防霉聚合物溶液的制备、PM2.5抗菌防霉过滤支撑层的制备、PM2.5高效低阻静电棉过滤层的制备和超声波复合制备高效低阻抗菌防霉过滤材料。本发明通过离心纺丝法快速制备出含抗菌防霉纳米粒子的超细聚合物纤维，能够有效抑制微生物的生长，防止过滤材料的二次污染；通过高压电晕处理得到的高效低阻静电棉过滤层，PM2.5过滤效率≥99％，风阻≤10Pa，能有效的阻隔微生物和PM2.5等颗粒，同时高效低阻静电棉过滤层上吸附拦截的微生物也能被抗菌防霉过滤支撑层有效杀灭。该制备方法工艺简单，设备要求低，操作控制方便，生产效率高，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种高效低阻PM2.5抗菌防霉过滤材料的制备方法，属于公共环 保卫生领域。

背景技术

近年来，我国空气质量改善缓慢，大气污染物的排放总量长年居高，尤其是 PM2.5、PM 10等颗粒物浓度超标严重，严重影响了国家社会经济的可持续发 展和人民的生命健康。为此，我国出台了一系列环保政策措施，充分体现出了国 家对环保的空前重视和决定，更进一步将高效低阻长寿命、有害物质协同治理的 非织造布滤料作为未来大气环境治理的核心基础材料。

熔喷过滤布凭借极细的纤维细度(可达1μm)、三维微孔结构，成为亚高效 及以上级别的主打滤料，而经过电晕驻极使熔喷过滤材料中的超细纤维带上静电 荷，使熔喷过滤材料超细纤维过滤再叠加静电吸附过滤，成为高效过滤材料的核 心。但熔喷过滤材料有两个无法解决的缺陷：一是过滤阻力很大；二是其强度很 低，基本无强度。普通蓬松针刺滤料具有较大的孔隙、较高的孔隙率、内部结构 呈三维立体形状、过滤阻力极小等优点，但其过滤效率较差，只能应用于初效过 滤上而不能应用于中高效过滤器中。因此，迫切需要一种既具有良好过滤效率又 具有较低过滤阻力的空气过滤材料。

另外，在一定温、湿度条件下，过滤器过滤粉尘过程中，势必会导致细菌、 霉菌等致病菌的滋生繁殖，造成室内空气的二次污染，危害呼吸健康，这是国际 空气净化行业亟待解决的难题，也是我国防霾健康呼吸急需解决的难题。抗菌防 霉型空气过滤材料是指自身具有灭杀或抑制微生物功能的一类新型功能性净化 材料，一般是通过各种技术和加工工艺将相关整理剂添加到滤材上实现的。

传统制备抗菌防霉过滤材料的方法是通过涂层、浸渍、静电喷涂、磁控溅射 等将抗菌防霉粒子加载到纤维表面。中国专利授权号CN104594024B，发明名称 为“一种制备抗菌防霉纺织品的方法”，该专利所述的抗菌防霉纺织品的主要成 分为平均粒径23nm级触媒氧化锌，将其制成分散液以后，通过将纺织物浸渍在 该分散液的稀释液中，制得抗菌性防霉纺织品，该法制备的抗菌防霉纺织品具有99.99％的抗菌率和良好的防霉特性。中国专利授权号CN206391866U，名称为“汽 车空调滤清器抗菌抑菌防霉滤芯”，该专利的抗菌防霉滤芯由初效阻隔层、过滤 棉层和支撑层组成，初效阻隔层为通过浸泡或喷涂方式将纳米银粒子设置于其 上、下表面，来达到抗菌防霉效果，抗菌率达99.9％以上，防霉等级达到“0”级，但风阻大，耐久性差。其风阻为大于50Pa,连续使用3个月后需要更换。

但是传统方法存在生产效率、压差、密度和耐久性等关键指标的协同难题， 已经成为限制PM2.5抗菌防霉过滤材料研究的关键共性技术难题。例如，现在 的低风阻空气滤芯，风阻为20-30Pa，过滤效率为99.7％。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种高效低阻PM2.5抗菌防霉 过滤材料，还提供了一种制备方法，这种材料不仅具有高效抗菌防霉性能，而且 过滤效果好，风阻小，适合用于防霾过滤材料。

一种高效低阻PM2.5抗菌防霉过滤材料，包括抗菌防霉过滤支撑层及其一 面复合的高效低阻静电棉过滤层，所述抗菌防霉过滤支撑层是纤维分子中混有抗 菌防霉纳米粒子的聚合物纤维长丝层，长丝直径1-5μm；所述高效低阻静电棉过 滤层为针刺无纺布，克重为20-200g/m²。