[發明專利]一種可釋放負離子的空氣過濾材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201611270726.2
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106621571B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 丁彬;李玉瑤;趙興雷;蔣攀;廖亞龍;華婷;印霞;孫剛;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D39/14
• 分類號: B01D39/14;B01D46/00;B01D53/32;D04H1/728;D01D5/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王婧

本發明提供了一種可釋放負離子的空氣過濾材料及其制備方法。所述的可釋放負離子的空氣過濾材料，其特征在于，包括基材以及設于基材之上的納米纖維層，基材為網孔狀，納米纖維層包括納米纖維、吸水保水物質和負離子功能物質。網孔狀負離子過濾材料的制備方法為將高吸水保水性聚合物和負離子功能物質混合配制成溶液后紡絲，或將兩者置于不同的儲液裝置中同時紡絲。本發明的網孔狀負離子過濾材料具備纖維與基材結合牢度強、負離子釋放量高、裝置操作性強等優點，在空氣凈化器、窗紗、口罩用過濾材料方面具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于納米纖維領域，涉及一種可釋放負離子的空氣過濾材料及其靜電紡絲方法，特別涉及一種可釋放負離子的空氣過濾材料及其靜電紡絲方法及其靜電紡絲方法。

背景技術

霧霾中的顆粒物對人體健康帶來極大威脅，霧霾污染問題已造成全球約300萬人過早死亡，采取有效措施對其進行防護迫在眉睫。具有負離子釋放功能的過濾材料，可利用負離子作為凈化因子，對周圍空氣中進行主動凈化，從而有效保障人體健康。現有負離子過濾材料均存在負離子釋放量低、凈化效果持久性差的問題，無法同時滿足人們對過濾產品的性能要求。靜電紡納米纖維由于具有纖維直徑小、孔徑小、比表面積大、孔隙率高等特點，將其用于空氣過濾領域可有效實現空氣過濾材料高過濾效率、低空氣阻力、高凈化因子釋放量的性能要求，具備廣闊的應用前景。納米纖維組分中吸水保水物質的加入，可為負離子功能物質提供更多的氫氧根，從而大幅提高負離子的釋放量。目前普通靜電紡絲方法制備的過濾材料中，納米纖維與基材的結合牢度達不到應用需求，尤其是接收基材為網孔狀時，如窗紗，纖維易內嵌和脫落，喪失使用性能。

現有利用靜電紡絲方法制備負離子過濾材料的技術中。專利《負離子過濾無紡布》(ZL201110407879.8)通過靜電紡絲技術制備了具有負離子釋放功能的無紡布，公開了制備功能無紡布的紡絲液配方以及所用的負離子粉末組分。專利《一種單層支撐性多功能空氣過濾膜》(CN201610244080.4)利用聚醚砜等作為基礎材料，與溶劑配成溶液，通過加入納米TiO₂粉體和負離子粉體，實現了納米纖維膜的多功能性。專利《透光、透氣、靜電排斥PM2.5空氣過濾膜及制備方法》(CN201510307864.2)制備的空氣過濾膜至少設有一層無紡布基材或篩網及至少一層超薄靜電紡納米纖維層，通過浸漬和/或噴涂包含粘合劑和電氣石納米顆粒的懸浮液并烘干，使電氣石納米顆粒包裹在材料表面，過程繁瑣，表面的電氣石納米顆粒易脫落。

綜上所述，現有負離子過濾材料均存在納米纖維的耐磨性差、負離子的釋放量低等問題，且制備方法需要二次復合，過程繁瑣，費時費力。為克服上述缺點，本發明采用一種新型靜電紡絲接收系統制備一種耐磨性好、可大量釋放負離子的高效低阻過濾材料。

發明內容

本發明的目的是克服現有負離子過濾材料制備工序繁瑣、負離子釋放量低、凈化效果持久性差，與納米纖維層結合牢度差的缺點，提供一種可釋放負離子的空氣過濾材料及其制備方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種可釋放負離子的空氣過濾材料，其特征在于，包括基材以及設于基材之上的納米纖維層，基材為網孔狀，納米纖維層包括納米纖維以及分散于納米纖維中的吸水保水物質和負離子功能物質。

優選地，所述的可釋放負離子的空氣過濾材料的吸水率為自身重量的0.5～100倍，保水率為10～90％，負離子釋放濃度為500～10000個/cm³，納米纖維層的耐磨性為摩擦50圈后失重率1％～20％，對0.3μm～10μm顆粒的過濾效率為80～100％，阻力壓降為10～100Pa。