[發明專利]一種既除霧霾微粒又除甲醛的抗菌復合纖維膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201410326258.0
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104070751A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 劉勇;陳志遠
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B32B27/08
• 分類號: B32B27/08;B32B33/00;B32B37/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及利用靜電紡絲技術，制備一種有機-無機復合功能性纖維膜，使其具有既除霧霾微粒又能高效抗菌除甲醛的性能，達到凈化空氣的效果。

背景技術

近代工業高速發展，促進經濟不斷增長的同時，也造成了巨大的環境污染，其強度已經超出了環境的自凈能力，空氣中的細菌、有害氣體以及可吸入顆粒物（例如PM2.5等）急劇增多，導致空氣質量大幅度下降，威脅到人類的生存環境和身體健康。人類不得不大力發展科技來應對環境問題，為自己提供健康的居住環境。在這種背景下，各種凈化空氣的產品應運而生，但是由于其功能單一、凈化效率低、有毒副作用并且制備成本高等缺點的存在，沒有得到廣泛應用。為了解決上述問題，本專利發明了一種利用靜電紡絲技術，制備有機-無機復合纖維膜，使其既具有除PM2.5又能高效抗菌除甲醛的功能，達到迅速凈化空氣的效果。本發明充分利用了靜電紡絲技術簡單易操作，制備的功能纖維比表面積大、孔隙率高、穩定性好等優點，使得到的復合纖維膜與空氣的接觸面積大，吸附、催化以及抗菌效率高，并且易回收、無二次污染，可重復利用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠同時高效去除霧霾微粒和甲醛的抗菌復合纖維膜及其制備方法。

???為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案是：提供了一種能夠同時高效去除霧霾微粒和甲醛的抗菌復合纖維膜的組成和結構，其特征在于復合纖維膜由聚合物（A）納米級除霧霾微粒纖維膜層、聚合物（B）-金屬氧化物復合除甲醛抗菌纖維膜層構成，兩種不同膜層以熱壓法或膠粘法或混紡法復合成一體。

為解決上述技術問題，本發明提出一種能夠同時高效去除霧霾微粒和甲醛的抗菌復合纖維膜的制備方法，包括如下步驟：

1）聚合物（A）納米級除霧霾微粒纖維膜層的制備。

用小分子溶劑將聚合物（A）溶解成紡絲液，采用溶液靜電紡絲方法制備納米纖維。溶液靜電紡絲參數設置：紡絲距離5-20cm，電壓10-50KV，供液速率0.1-5ml/h。

2）聚合物（B）-金屬氧化物復合除甲醛抗菌纖維膜層的制備。

將金屬氧化物微粒加入到無水乙醇中，高速攪拌1-2小時，然后加熱攪拌到80℃，制得懸濁液，將占金屬氧化物微粒質量分數1%-3%的偶聯劑逐滴滴加到懸濁液中，繼續攪拌1-2小時，過濾后烘干。再將經上述處理的金屬氧化物微粒與聚合物（B）、抗氧劑、增塑劑充分混合，利用熔體靜電紡絲技術紡絲，制得聚合物（B）-金屬氧化物超細復合纖維。熔體靜電紡絲的參數設置：紡絲溫度為聚合物（B）熔融溫度以上10℃-50℃，紡絲距離10-20cm，紡絲電壓20-60kV。

3）將步驟1）和步驟2）制備出的纖維層復合成膜。

本發明的制備方法步驟1）中，小分子溶劑為水、甲醇、乙醇、乙二醇、異丙醇、甲酸、乙酸、丙酮、二甲基甲酰胺、四氫呋喃中的一種或多者的混合物。

本發明的制備方法步驟1）中，聚合物（A）為聚丙烯腈、聚酰胺、聚碳酸脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚醚砜樹脂、聚(L-乳酸)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯中的一種或多種。

本發明的制備方法步驟2）中，金屬氧化物粒子為MgO、CaO、ZnO、TiO₂、MnO₂、CuO、SnO、Fe₂O₃、AgO中的一種或多種。

本發明的制備方法步驟2）中，偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑或其混合物。

本發明的制備方法步驟2）中，聚合物（B）為聚酰胺、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚碳酸脂、聚乙烯、聚丙烯、聚(L-乳酸)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜樹脂中的一種或多種。

本發明的制備方法步驟2）中，抗氧劑為抗氧劑1010、抗氧劑168或其混合物。

本發明的制備方法步驟2）中，增塑劑為聚酯類增塑劑、多元醇酯類增塑劑或其混合物。

本發明的制備方法步驟3）中，復合方法為熱壓法、膠粘法、混紡法中的一種。

本發明與現有技術相比，具有以下優勢：多重且高效的空氣凈化功能，可以持久抗菌并清除霧霾微粒、甲醛等空氣中的有害物質；皂洗度高，可重復利用，延長了使用壽命；在復合纖維膜外面添加保護性纖維層或其它纖維層后可用于口罩、空氣凈化器、潔凈室空氣過濾系統、空調等產品；可任意調整紡絲成分、配比、纖維層數，以滿足不同功能需求；成本低廉，制備工藝簡單，節能低耗，無二次污染，便于工業生產。

????具體實施方式