[发明专利]一种多级纤维多功能梯度过滤材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种多级纤维多功能梯度过滤材料及其制备方法，包括第一过滤层、第二过滤层、第三过滤层和第四过滤层，所述第一过滤层、第二过滤层、第三过滤层和第四过滤层通过自粘合方式依序复合而成：所述第一过滤层、第二过滤层、第三过滤层和第四过滤层分别通过纺丝制成；所述第一过滤层的纤维直径≥第二过滤层的纤维直径≥第三过滤层的纤维直径≥第四过滤层的纤维直径；所述第二过滤层、第三过滤层和第四过滤层分别负载不同的功能性颗粒物。本发明通过调控纺丝工艺，实现不同过滤层通过自粘合的方式复合，实现梯度过滤和功能性过滤，提升了过滤能力和效率，并可降低成本，简化后期维护。

技术领域

本发明涉及一种过滤材料及其制备方法，尤其是一种纤维过滤材料及其制备方法，具体说是一种多级纤维多功能梯度过滤材料及其制备方法。

背景技术

为应对日益严重的空气污染问题，制备高性能的空气过滤材料是最有效的途径之一。而非织造空气过滤材料是纤维过滤材料中应用最为广泛的一种。

目前，常规的纤维过滤材料的功能较为单一，因而，在一个过滤系统中往往需要用到多个过滤器配合使用，才能达到预期的过滤效果，不仅成本增加，而且，后期的维护也会较复杂和繁琐。

因此，需要进行改进，使其能够更好满足市场需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种多级纤维多功能梯度过滤材料及其制备方法，可实现梯度过滤固体颗粒物、去除VOC、抗菌和去除异味等功能，有效满足使用需求。

本发明的技术方案是：

一种多级纤维多功能梯度过滤材料，包括第一过滤层、第二过滤层、第三过滤层和第四过滤层，所述第一过滤层、第二过滤层、第三过滤层和第四过滤层通过自粘合方式依序复合而成：所述第一过滤层、第二过滤层、第三过滤层和第四过滤层分别通过纺丝制成；所述第一过滤层的纤维直径≥第二过滤层的纤维直径≥第三过滤层的纤维直径≥第四过滤层的纤维直径；所述第二过滤层、第三过滤层和第四过滤层分别负载不同的功能性颗粒物，增强对不同污染物的去除作用。

进一步的，所述第二过滤层、第三过滤层和第四过滤层均由聚酰胺、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯或聚乙烯醇中的一种或多种制成。

进一步的，所述第一过滤层由聚丙烯、聚酯、聚乙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚酰胺或聚苯硫醚中的一种制成。

进一步的，所述第一过滤层的纤维直径为1-10μm；所述第二过滤层的纤维直径为500-1000nm；所述第三过滤层的纤维直径为200-500nm；所述第四过滤层的纤维直径为50-200nm。

进一步的，所述第二过滤层负载的功能性颗粒物为活性炭颗粒物；所述第三过滤层负载的功能性颗粒物为抗菌剂颗粒物；所述第四过滤层负载的功能性颗粒物为贵金属颗粒物。

进一步的，所述第一过滤层的厚度≥第二过滤层的厚度≥第三过滤层的厚度≥第四过滤层的厚度。

一种多级纤维多功能梯度过滤材料的制备方法，包括以下过程：

1）设置四个纺丝单元，分别对应制备所述第一过滤层、第二过滤层、第三过滤层和第四过滤层，并通过网帘相连；

2）将各功能性颗粒物分别混合到相应过滤层的纺丝液中；

3）在网帘上制备第一过滤层，然后，通过网帘输送到下一个纺丝单元；

4）当网帘运行到第二过滤层纺丝单元时，在第一过滤层上制备第二过滤层，并使该第二过滤层与所述第一过滤层通过自粘合而复合；然后，通过网帘输送到下一个纺丝单元；

5）当网帘运行到第三过滤层纺丝单元时，在第二过滤层上制备第三过滤层，并使该第三过滤层与所述第二过滤层通过自粘合而复合；然后，通过网帘输送到下一个纺丝单元；

6）当网帘运行到第四过滤层纺丝单元时，在该第三过滤层上制备第四过滤层，并使该第四过滤层与所述第三过滤层通过自粘合而复合；