[發明專利]用于HEPA空氣過濾介質的包括納米纖維和珠的納米材料

在審

• 申請號: 201810667075.3
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN110302591A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 王潔芳;苗延述;李茜;唐滈宏;郭秀娟;梁宇恒
• 申請（專利權）人: 百達洋行有限公司
• 主分類號: B01D39/02
• 分類號: B01D39/02;B01D39/04;B82Y30/00
• 代理公司: 深圳市中聯專利代理有限公司 44274
• 代理人: 王怡瑾;郭翠霞

本發明涉及納米材料，特別是HEPA空氣過濾介質。一個實施例是包括多個納米纖維的納米材料，所述納米纖維形成在其中限定三維孔隙的隨機交織網絡。所述納米材料進一步包括多個珠粒直徑為2至20μm的珠粒，所述珠粒隨機分布在所述多個納米纖維內。所述珠粒支撐所述納米纖維以防止所述孔隙塌陷。

技術領域

本發明涉及納米材料，特別是HEPA空氣過濾介質。

背景技術

納米纖維具有理想的特性，使其能夠具有廣泛的技術和商業應用。納米纖維可用作過濾介質，但由于其納米尺寸而缺乏物理強度。需要具有更好機械完整性的納米材料的改進。

發明內容

一個示例性實施例是包括多個納米纖維的納米材料，所述納米纖維形成在其中限定三維孔隙的隨機交織網絡。所述納米材料進一步包括多個珠粒直徑為2至20μm的珠粒，所述珠粒隨機分布在所述多個納米纖維內。所述珠粒支撐所述納米纖維以防止所述孔隙塌陷。

示例性實施例涉及提供包括基材層、納米纖維層和多個珠粒的過濾介質的設備和方法。所述納米纖維層涂覆基材層，并包括多個納米纖維，所述納米纖維形成在其中限定三維孔隙的隨機交織基質。多個珠粒隨機散布在所述多個納米纖維內，并支撐所述納米纖維以防止孔隙塌陷。在一個示例性實施例中，所述珠粒具有2至20μm的珠粒直徑。

示例性實施例涉及一種制備過濾介質的方法，包括：提供至少一個基材層；生產納米纖維的線，其包含沿每個納米纖維的長度不規則和隨機分散的珠粒，以產生多個帶珠粒納米纖維；以及將所述帶珠粒納米纖維沉積在所述基材層的表面上，以產生具有5至50μm的三維孔隙的隨機定向交織的納米纖維的涂層，以產生至少一個納米纖維過濾層。

這里討論了其他示例性實施例。

附圖說明

圖1是根據示例性實施例的納米材料的圖。

圖2是根據示例性實施例的納米材料的掃描電子顯微鏡顯微照片。

圖3A是根據示例性實施例的微纖維的圖。

圖3B是根據示例性實施例的納米纖維的圖。

圖4是根據示例性實施例的過濾介質的圖。

圖5是示出根據示例性實施例的大氣等離子體處理(APT)系統和自由液面靜電紡絲的不同部件的圖。

圖6是根據示例性實施例的制備過濾介質的方法的流程圖。

具體實施方式

納米纖維具有小纖維直徑、高孔隙率和高表面積/體積比等特性，使其成為能夠廣泛應用的重要材料。一種這樣的應用是HEPA空氣過濾介質。鑒于其高過濾效率和高比表面積，納米纖維是理想的過濾介質。然而，納米纖維的一個問題是它們的機械完整性較弱。常規過濾介質中使用的納米纖維本身就很弱。常規過濾介質已經嘗試以各種方式克服這種弱點，但尚未能提供具有增強的機械完整性的納米材料。示例性實施例解決了這個問題。

示例性實施例涉及包括多個納米纖維和多個珠粒的納米材料。珠粒可以是與納米纖維相同的材料的一部分，并且隨著納米纖維形成而沿著納米纖維的長度形成為直徑2至20μm的較厚或不規則的液滴。所述多個納米纖維形成在其中限定三維孔隙的隨機交織網絡。多個珠粒直徑為2至20μm的珠粒隨機分布在所述多個納米纖維內，并支撐所述納米纖維以防止孔隙塌陷。珠粒改善了納米材料的機械完整性。

示例性實施例涉及空氣過濾介質，其包括基材層、納米纖維層和多個珠粒。所述納米纖維層涂覆基材層，并包括多個納米纖維，所述納米纖維形成在其中限定三維孔隙的隨機交織基質。多個珠粒直徑為2至20μm的珠粒隨機散布在所述多個納米纖維內，并支撐所述納米纖維以防止孔隙塌陷。