[发明专利]一种用于净化空气颗粒污染物的混纺滤材

说明书

本发明公开了一种由甲壳素纤维和经表面正电荷改性的无纺布纤维混纺制备的用于空气颗粒污染物物过滤净化的滤材。本发明将常见无纺布纤维进行表面正电荷改性处理后，与甲壳素纤维混纺，得到的混合纤维进一步织造成为空气净化滤材的方案。本发明制备得到的产品具有正电荷表面静电，除了用于一般空气颗粒污染物的净化外，还可用于空气中含有大量负离子物质的环境中，过滤带负电荷的颗粒污染物，吸附效果更好。

技术领域

本发明涉及环保材料领域，具体涉及一种由甲壳素纤维与经表面正电荷改性的无纺布纤维混纺制备的用于空气颗粒污染物过滤净化的滤材。

背景技术

近年来随着人们环保和健康意识的增强，对于空气中可吸入颗粒污染物的防护，即防雾霾产品的需求日益旺盛。其中，以带有高静电高吸附性能的纤维为原料制作而成的滤布、滤网等，是目前空气净化的主流技术方案之一，市面上几乎所有可行的物理吸附类净化产品，都采用的是静电滤布方案，如中国专利CN204261474U等，这其中以聚丙烯（PP）无纺布纤维为代表，因其成本低，易加工，静电性能优异的特性，成为静电纤维吸附方案中采用的主流材料。

另一方面，尽管不同的高分子材料静电性能有所差异，但是绝大多数高分子材料都是天然带负电荷静电的，这也导致目前用于空气颗粒污染物净化的纤维材料，均是负电纤维，虽然对于中性污染颗粒而言，正负电荷都可以实现静电吸附的效果，性能表现上没有差异，但是在某些使用环境下，例如空气中含有大量负离子物质的氛围中，正电荷纤维滤材将比传统的负电荷纤维具有更好的吸附效果。

甲壳素纤维是从虾、蟹等外壳中提取制备的天然高分子纤维，近年来受到科研与工业界的广泛关注。尽管在生物医药、抗菌除臭等领域，甲壳素纤维已经得到非常成功的应用，如中国专利CN105040144A公布的抗菌除臭羊绒复合纤维等，但是将其应用于空气颗粒污染物，如PM10，PM2.5等污染的净化过滤，还鲜见报道，例如中国专利CN106311172A所公开的一种室内空气净化消除涂层，就采用了甲壳素纤维作为原材料之一，以及中国专利CN204505977U公布了一种除味杀菌净化保健多功能材料包，也采用了甲壳素纤维层用作部分空气净化。此外对于常规的空气净化产品，如滤布，滤网，防霾口罩、空气净化器滤芯等，均没有直接采用甲壳素纤维的公开报道。

甲壳素纤维目前不能有效应用在空净领域的主要原因有两点，第一，纤维制备比一般高分子纤维复杂，成本也比较高；第二，纯甲壳素纤维的加工性、机械性能比传统高分子纤维差，采用纯甲壳素纤维织造的无纺布等器件，不易制备且不易使用，耐用性差。而如果采取与其他纤维混纺的方案，又会出现正负电荷抵消，不同极性纤维之间互相吸引，使得吸附效果减弱的情况，不符合空气净化应用的设计初衷。

因此研究一种由甲壳素纤维与经表面正电荷改性的无纺布纤维混纺制备的用于空气颗粒污染物过滤净化的滤材是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种将商用高无纺布纤维，进行表面正电荷改性处理后，与甲壳素纤维混纺，得到的混合纤维进一步织造成为空气净化滤材的方案。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

用于净化空气颗粒污染物的混纺滤材由质量百分数为15~75%的甲壳素纤维和质量百分数为25~85%的经过表面正电荷改性的无纺布纤维按一般工艺掺轧混纺得到。

进一步，上述甲壳素纤维的直径为0.2-100微米。

采用上述进一步的有益效果在于：经实验验证，0.2-100微米是甲壳素纤维合理的直径尺寸范围，低于0.2微米，纤维过细，难以加工，机械强度不足，高于100微米，纤维过粗，比表面积不足，吸附性能较差。

进一步，上述经过表面正电荷改性的无纺布纤维为无纺布纤维经溶液浸染法改性得到，具体操作为：