[發明專利]一種無針靜電紡絲技術生產氣體過濾材料的方法及其應用

在審

• 申請號: 201610248254.4
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN105780298A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 徐海濤;李振宇;盧偉鵬
• 申請（專利權）人: 徐海濤
• 主分類號: D04H1/4382
• 分類號: D04H1/4382;D04H1/4258;D01D5/00;B01D39/14
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

技術領域

本專利涉及一種無針靜電紡絲技術生產氣體過濾材料的方法及 其應用，屬于納米材料制造領域。

背景技術

醋酸纖維素作為常見的工業高分子材料具有成本低，易于降解等 優勢而被廣泛應用于過濾嘴、過濾棉等行業。將其作為原材料制備納 米纖維材料并應用于環保領域具有廣闊的前景和巨大的社會效益。

無針靜電紡絲技術是近幾年發展起來的納米纖維材料制備方法， 與傳統的有針靜電紡絲技術相比，具有產量高，易工業化的優點，產 量是有針靜電紡絲技術的幾倍到幾十倍。常見的無針靜電紡絲頭的形 狀有圓盤、圓錐、圓環、圓柱、圓球、螺旋型、金屬絲以及以上不同 形狀的組合。

利用無針靜電紡絲技術制備的納米纖維材料具有直徑統一，長徑 比大，孔隙率高等優勢，應用于氣體過濾材料具有氣阻小、過濾效率 高等傳統微米級過濾材料所不具備的明顯優勢。

發明內容

本發明將醋酸纖維素高分子材料與無針靜電紡絲技術相結合，制 備出全新的具有獨特優勢的納米纖維材料，并將其應用于氣體過濾材 料。

一種納米纖維過濾材料，其特征在于：該過濾材料由納米纖維組 成，所述納米纖維為醋酸纖維，所述納米纖維為三維交錯網狀結構， 三維交錯網狀結構內部形成連續貫通的孔隙，孔隙平均尺寸在 10-200nm范圍內，能夠保證濾材具有60％以上的透氣性；所述濾材的 厚度為50-300nm，根據使用條件適當選擇濾材厚度。

所述納米纖維過濾材料由靜電紡絲工藝制成，具體制備步驟包 括：

(1)將醋酸纖維素溶于單一溶劑或混合溶劑中；(2)以布料、金 屬箔或者金屬網為基底，(3)利用無針靜電紡絲的方法制備納米纖維 材料。

所述的溶劑是水、乙酸、丙酸、丙酮、丁酮、戊酮、己酮、環己 酮、吡咯烷酮、甲基吡咯烷酮中的一種或者是一種以上溶劑組成的混 合溶劑。

步驟(2)所述的布料包括棉布、無紡布、滌綸布、絲綢等布料， 所述金屬箔包括銅箔、鋁箔、鐵箔、合金箔等金屬箔，金屬網包括銅 網、鐵絲網、不銹鋼網等金屬網。

步驟(3)所述的無針靜電紡絲技術的電極形狀，包括一個和一 個以上的圓盤、圓錐、圓環、圓柱、圓球、螺旋線、金屬絲、鋸齒狀 金屬條以及以上不同形狀的組合。

具體實施方式

實施例一

將醋酸纖維素溶于乙酸和水的混合溶劑中，乙酸與水的質量比例是 7:3(w/w)，醋酸纖維素溶液濃度2.1％；以無紡布為基底，利用圓盤 狀無針靜電紡絲裝置制備納米纖維材料。以此材料為氣體過濾材料制 備防霧霾口罩和空氣凈化器。

實施例二

將醋酸纖維素溶于丙酮和環己酮的混合溶劑中，丙酮和環己酮的質量 比例是4:6(w/w)，醋酸纖維素溶液濃度23％；以棉布為基底，利用 螺旋狀無針靜電紡絲裝置制備納米纖維材料。以此材料為氣體過濾材 料制備防霧霾口罩和空氣凈化器。

實施例三

將醋酸纖維素溶于丁酮和戊酮的混合溶劑中，丁酮與戊酮的質量比例 是2:8(w/w)，醋酸纖維素溶液濃度13％；以銅網為基底，利用螺旋 狀無針靜電紡絲裝置制備納米纖維材料。以此材料為氣體過濾材料制 備防霧霾口罩和空氣凈化器。