[发明专利]一种纳米纤维覆膜纸基过滤材料及其制备方法

说明书

本发明属于造纸技术领域，涉及一种纳米纤维覆膜纸基过滤材料及其制备方法，纳米纤维覆膜纸基过滤材料，包括原纸层和由涂层液涂布烘干而成的涂布层。所述原纸层为原纸，原纸的物理性质如下：定量为：20‑40g/m²，抗张强度为：0.3KN/m‑1.0KN/m；湿强度为：15％‑30％；过滤效率为：50％‑80％；呼吸阻力为：30‑70Pa；平均孔径为：30‑55μm；所述纳米纤维覆膜纸基过滤材料，感应静电压550‑920V，过滤效率90％。相对于聚丙烯熔喷布更加环保，符合目前节能减排、环境友好的政策要求。

技术领域

本发明涉及一种纳米纤维覆膜纸基过滤材料及其制备方法，特别是一种静电压大，呼吸阻力低，过滤效率高的纸基过滤新材料及其制备方法，属于造纸技术领域。

背景技术

我国是工业生产大国，随着我国人们生活水平的提高，人们对于自身的健康和环境的要求越来越高。但我国是一个发展中的大国，正处于加速发展的工业化时期，钢铁、煤炭、水泥、电力等的产量及消费都已居世界前列。由于这些重工业，能源工业，原材料工业都属于落后工业，相应的仪器和设备都非常落后，给环境和我们的身心健康带来严重的影响。空气粉尘和细菌是两种最严重的污染物，尤其是在公共场所，或者通风不好的室内(病房和公共设施场所)。所以口罩就显得尤为重要。

熔喷布的主要原料是聚丙烯，它是一种半结晶的热塑性塑料，具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。在工业界有广泛的应用，是平常常见的高分子材料之一。据统计：废塑料中聚丙烯所占比例约为:18％。可见，废塑料中聚丙烯占有相当大的比重。所以，聚丙烯材料的回收处理成了大家关注的热点。以往我国的废旧口罩的处理方法主要是随同其它垃圾一起掩埋、也有的随意丢弃于自然环境中。这些方法不仅浪费资源，重要的是对环境造成极大的污染。由于聚丙烯材料自身分子结构的特点，分子链中存在大量的叔碳原子，此种原子在受到光、氧、热的作用会不同程度的发生老化降解，产生短的碳链被氧化后会释放醛酮类的易挥发性物质，对人体造成伤害。

中国专利文献CN 109701504 A(申请号201811547342.X)公开了一种石墨烯抑菌口罩过滤材料及其制备方法和应用，该方法采用双螺旋挤出机将配料混合生产母粒法制得抗菌初级母料，并结合熔喷工艺有效削弱了石墨烯纳米片的团聚现象，石墨烯通过片层的叠加或搭接形成了一种具有一定形态的宏观结构，由于石墨烯在组装成宏观体纤维后不仅增强了材料的结构强度，还在石墨烯片层结构间起到了柔性支撑体的作用，减少了石墨烯片层间的聚集，更好地发挥了石墨烯的力学性能、高热导率、高速的电子迁移率及良好的吸附能力。虽然该方法所制备的材料具有十分优异的抑菌效果，但是熔喷母粒主体为聚丙烯材料。

中国专利文献CN 104289042 A(申请号201410452788.X)公开了一种静电纺纳米纤维驻极过滤材料及其制备方法，在静电纺丝过程中通过控制聚合物溶液组分与温度、纳米纤维成型“快速冷却”过程，一步成型制备纤维间无粘连、蓬松的三维网状互通结构的高效、低阻纳米纤维驻极过滤材料。但是静电纺丝存在产量小、物理机械性能较差等方面的限制，其所得的纳米纤维材料应用主要侧重于高附加值、低用量、高精密度的相关领域。

CN201610034279.4公开了一种PM2.5防护口罩用过滤纸及其制备方法。滤纸基材主要由下列重量份的原料制备成：天丝纤维25-40、聚酯纤维20-35、碳酸钙填料30-40、双元助留剂共0.1-0.3、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂0.3-0.8。其特征在于：先抄造出高加填量且结构致密的滤纸基材，经回湿后进入超级压光机，再依次经稀酸浸渍处理、水浸脱酸、干燥整形制成。本发明采用湿法成型和超级压光技术抄造出致密的基材，高加填与稀酸处理工艺相结合，来构建静态的亚微米级的孔径；同时用填料来调控滤纸的孔径分布及孔隙率，进而实现过滤阻力的可调控，同时满足PM2.5防护口罩用过滤纸高效、低阻的要求。该方案需通过水浸脱酸处理，耗水量大，成品周期长。