[發明專利]一種碳纖維防霧霾紗窗及其制備方法

有效

• 申請號: 201610327282.5
• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN105888517B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 朱波;曹偉偉;喬琨;虞軍偉;袁曉敏;王永偉
• 申請（專利權）人: 山東大學;北京勤達遠致新材料科技股份有限公司
• 主分類號: E06B9/52
• 分類號: E06B9/52;B32B9/00;B32B9/04;B32B15/02;B32B15/18;B32B15/14;B32B27/02;B32B27/32;B32B37/06;B32B37/10;B01D46/10;B01D53/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 董潔

技術領域

本發明涉及一種紗窗，尤其是涉及一種碳纖維防霧霾紗窗及其制備方法。

背景技術

隨著城市工業化的飛速發展，大中城市環境面臨著日趨嚴峻的考驗，特別是我國霧霾天氣出現頻率明顯增多，已占到全年天數的30％-50％。霧霾是一種霧和霾的組合產物，其中，霧是由大量懸浮近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統；霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等粒子組成。霧和霾的混合物共同存在嚴重降低了空氣透明度，嚴重影響到人們正常生活和健康。

霧霾天氣對人類健康造成了嚴重危害。第一，霧霾現象使得空氣中存在大量微小顆粒或液滴等有害物質，一旦吸入體內就會刺激并破壞呼吸道黏膜，對鼻腔、口腔、肺部等造成嚴重損傷。第二，霧霾導致室外能見度降低，交通堵塞及事故頻發。第三，影響城市人群的心理健康。霧霾氣候會造成人群的情緒悲觀，影響心態及生活質量。

鑒于霧霾現象的危害，治理霧霾問題刻不容緩。尤其是城市人群活動的主要場所為室內，而窗戶是實現室內外空氣交換的主要工具，也是隔絕室內外有害污染物的主要方法，目前市場上現有的紗窗所采取的結構和所用的材質均可實現最大程度的透氣率，但是卻無法有效阻擋空氣中的塵埃及有害顆粒物質，因此開發一種能夠防止有害液滴及粉塵顆粒進入室內的紗窗，成為改善室內空氣質量的重要課題。中國專利201510266159.2公開了一種納米防霧霾紗窗，但是其缺點是采用納米纖維，由于納米纖維具有雜亂無章的結構以及較低的力學性能，所以作為防霧霾紗窗時的綜合效果并不理想。

活性碳纖維是一種具有廣泛微孔結構的高吸附性碳素纖維長絲，利用活性碳纖維制備各種吸附產品成為保證空氣環境的主流，但是目前并沒有活性碳纖維與其他材料相配伍組成一種防霧霾效果好同時力學性能較好的紗窗。

發明內容

本發明提供一種碳纖維防霧霾紗窗及其制備方法，該紗窗可最大程度實現對霧霾中液滴及粉塵粒子的吸附過濾，有效保證室內空氣質量，同時又可以保證良好透氣性。

本發明利用有機纖維無紡布、金屬纖維網格布和活性碳纖維氈組合，利用熱壓合方式將有機纖維熔噴無紡布、金屬纖維網格布以及活性碳纖維氈形成疊合整體結構，最終形成一種對霧霾液滴及粉塵顆粒具有較高吸附效率的透氣性紗窗，該紗窗通過磁吸式結構與窗框架進行裝配，在保證對霧霾空氣最大吸附凈化的基礎上，同時具有靈活拆卸更換的優點。

本發明具體采用以下技術方案：

一種碳纖維防霧霾紗窗，該紗窗包括紗窗主體，沿紗窗主體邊緣設有磁吸條，磁吸條外側設有紗窗框架；其中，所述紗窗主體包括活性碳纖維氈過濾吸附層，在活性碳纖維氈過濾吸附層兩側依次對稱設有金屬纖維網格布層和有機纖維無紡布層。

優選的，所述活性碳纖維氈過濾吸附層采用活性短切碳纖維氈制備，其中活性碳纖維氈過濾吸附層的厚度在1-5mm之間(包括端點)靈活調整，面密度在60-400g/m²之間(包括端點)靈活調整，優選60～250g/m²，吸附能力根據比表面積評價，其數值在1000-2000m²/g之間(包括端點)可調。

優選的，所述金屬纖維網格布層所用的金屬纖維選用不銹鋼纖維、銅纖維、鋁纖維、鎳鉻合金纖維、鉬纖維等任意一種或多種，金屬網格布的目數在100-1000目之間(包括端點)靈活調節。該金屬纖維網格布層是由若干層金屬纖維網格布單層構成，優選金屬纖維網格布單層的層數為1～3層。

優選的，所述有機纖維無紡布為有機纖維熔噴無紡布。熔噴無紡布的物理性能優異，特別適合作為防霧霾紗窗的原料之一。

優選的，所述有機纖維無紡布層所用的有機纖維長絲選用聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯等熱塑性纖維中的任意一種或多種，該無紡布面密度在30-60g/m²之間(包括端點)可調，優選30～50g/m²。該無紡布層是由若干層無紡布單層構成，優選無紡布單層的層數為1～3層，所述無紡布單層的厚度為0.2～0.5mm。

本發明還提供一種防霧霾窗戶，包括上述碳纖維防霧霾紗窗。

一種碳纖維防霧霾紗窗的制備方法，包括以下步驟：

(1)分別制備有機纖維無紡布單層、金屬纖維網格布單層和活性碳纖維氈過濾吸附層；

(2)對稱疊合結構布置：將步驟(1)中的結構層按照有機纖維無紡布層、金屬纖維網格布層、活性碳纖維氈過濾吸附層、金屬纖維網格布層和有機纖維無紡布層放置；