[發明專利]一種具有壓電效應的靜電防霾復合網格布及其制備的靜電防霾紗窗

在審

• 申請號: 201810191133.X
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN110242200A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 李秀雙;牛琳;衛娜
• 申請（專利權）人: 北京中科艾加科技有限公司
• 主分類號: E06B9/52
• 分類號: E06B9/52;B03C3/155;H02N2/18
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;謝怡婷

本發明公開了一種具有壓電效應的靜電防霾復合網格布及其制備的靜電防霾紗窗，所述靜電防霾復合網格布包括支撐網格和覆在網格骨架表面的具有壓電效應的聚偏氟乙烯納米復合材料，所述聚偏氟乙烯納米復合材料包括聚偏氟乙烯以及表面羧基修飾的碳納米材料或氧化石墨烯片層；在聚偏氟乙烯納米復合材料中摻雜表面羧基修飾的碳納米材料或表面羧基修飾的氧化石墨烯片層，由于表面羧基修飾的碳納米材料或氧化石墨烯片層中的羧基與聚偏氟乙烯中的>CF₂之間的較強相互作用，使聚偏氟乙烯分子鏈的偶極矩都沿著一個方向排列，這種結構就是β相分子結構，從而使聚偏氟乙烯具有很強的壓電效應。

技術領域

本發明屬于駐極體空氣凈化技術領域，具體涉及一種具有壓電效應的靜電防霾復合網格布及其制備的靜電防霾紗窗。

背景技術

近年來霧霾天氣的持續和惡化，已成為我國和一些國家面臨的主要環境問題。目前，解決居室或其他密閉環境空氣質量問題最直接、有效的途徑就是對污染空氣進行過濾。目前，人們主要通過利用空氣凈化器裝置對進入到室內的顆粒物進行凈化，但由于空氣凈化只能在密閉的環境下對空氣中的懸浮顆粒物進行吸附、阻攔，因而在很大程度上影響了室內的換氣，使得CO₂等有害氣體的含量快速增加，對密閉空間內的人體健康帶來了很大的隱患。

相比于霧霾先進入到房間里，再利用空氣凈化器進行凈化的方法，防霾紗窗則可以利用窗紗直接將霧霾擋在室外，在阻擋霧霾顆粒物的同時又保證了室內的換氣。

目前常用的防霾紗窗主要是依靠過濾材料的機械阻擋作用，通過調節纖維網格的大小實現對空氣微粒進行被動攔截和過濾。但是機械阻攔作用對于粒徑和重力比較大的顆粒物具有一定效應，而對于過濾亞微米級別的顆粒物的效果并不理想。如果進一步減小濾網孔徑，增加纖維的密實度，則空氣阻力隨之也增大，進而降低了過濾效果，同時也降低了紗窗的透光度和透氣性。

還有利用有源靜電防霾紗窗實現對空氣微粒進行攔截和過濾的，其是采用外層金屬過濾網、內置絲狀高壓電極層和高壓直流靜電發生器電路組成，通過高壓靜電場對微小塵埃的極化、荷電作用，利用庫倫力有效阻擋室外霧霾顆粒進入室內，起到凈化室內空氣的作用。但是其在使用過程中，需要外接電源，消耗了大量的能源，同時大量金屬過濾網的使用，也會造成成本的增加。而且，如果使用不當或者是紗窗漏電，還會引起人體觸電等危及生命安全的事情發生。

相比較而言，駐極體過濾材料是另外一類危險性較低的過濾材料，主要依靠其表面的靜電力直接對大氣中的極性顆粒物或者被極化的顆粒物進行吸引并捕獲，大范圍的長程靜電吸引代替了傳統材料的機械阻擋作用，相對稀疏的構造在無效率降低的情況下，保證了對氣流通過的最小阻力。這類材料除了慣性碰撞、攔截效應、擴散效應等傳統濾料作用機理外，還可以通過庫侖力實現對空氣微粒的捕獲。當空氣微粒經過過濾器時，靜電力不僅能有效地吸引帶電微粒，而且以靜電感應效應捕獲極化的中性粒子，因此具有高效性。與此同時，這類材料在吸附過程中產生的流阻較小，大大減小了能耗，其已經在空氣凈化器過濾網系統中得到了廣泛的應用。

但是現階段，絕大多數的駐極體靜電過濾材料是通過在加工過程中通過電極在過濾膜/網中注入電荷，過程復雜，且由于大氣微粒中帶電電荷的中和作用或微粒沉積產生靜電力的屏蔽作用，這使得濾料表面電荷衰減較快，吸附效率迅速降低，而重新注入電荷不僅困難，而且很難實現。這在很大程度上限制了有機駐極體濾料的應用。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明的目的之一是提供一種具有壓電效應的靜電防霾復合網格布及其制備方法和用途。所述靜電防霾復合網格布可清洗。所述壓電效應是指某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而發生形變時，其內部會產生極化現象，同時在它的兩個相對表面上出現正負相反的電荷。當形變消失后，它又會恢復到不帶電的狀態，這種現象稱為壓電效應。