低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱，包括玻纤网格层、热熔胶膜层和纳米纤维膜层等；纳米纤维膜层通过静电纺丝方法制备而成；本发明专利技术还同时公开了其制备方法，包括利用热粘合法通过热熔胶膜将纳米纤维膜层牢固的复合在玻纤网格上。这种纳米窗纱具有低压降、高效过滤PM2.5、高透明度、且结构简单、具有工业化应用生产的优势，能够有效改善室内空气质量及提高人们生活水平。

Low voltage drop efficient filtering PM2.5 transparent nano screen window and making method thereof

Efficient filtering of PM2.5 transparent nano screen of the invention discloses a low pressure drop, including glass fiber mesh layer and a hot melt adhesive film and nano fiber film; nano fiber film prepared by the electrospinning method; the invention also discloses a preparation method thereof, including the use of thermal bonding by hot melt adhesive film of nano the composite fiber film firmly in glass fiber grid. The nano screen has the advantages of low pressure drop, high efficiency filtration, PM2.5, high transparency, simple structure, and industrial application and production, and can effectively improve indoor air quality and raise people's living standard.

【技术实现步骤摘要】
低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱及其制作方法
本专利技术涉及一种窗纱及其制作方法，具体是一种透明的可过滤PM2.5颗粒的纳米窗纱。
技术介绍
随着快速的工业化、城市化及现代化进程的发展，许多发展中国家都经历着严重的空气污染，尤其是雾霾天气愈发频繁。雾霾是大量悬浮颗粒物(有机和无机的固液混合物)的集体表现，主要含有硫酸盐、硝酸盐、氨、碳氢化合物、氯化钠、黑碳、矿物粉尘和水。当这些悬浮颗粒物的尺寸小于2.5微米时(简称PM2.5)，易于富集空气中的毒害物质，同时，在可吸入颗粒物中约占70％，对人体健康构成很大的威胁，因而PM2.5越来越多的受到人们以及科学界的关注。人们大部分的时间都是呆在室内，室内与室外的空气交换主要是通过窗户来完成，为了保证室内空气的质量，采取一定措施对空气进行净化是十分必要的。目前市场上的窗纱，虽然能有效的进行室内室外空气交换，但窗纱的孔径较大，无法阻隔PM2.5，因此不能改善室内空气质量。虽然，空气净化器能够有效改善室内空气质量，但其昂贵且耗能，普通家庭无法承担，同时，耗能本就是一种污染。其次，空气净化器占用生活空间，在当今寸土寸金的环境下，占用生活空间的消费实在是一种奢侈消费。此外，空气净化器在夜晚使用时的噪音影响睡眠质量。最后，空气净化器的核心过滤材料需要定期的更换，增加使用维护成本。由于纳米纤维膜在过滤领域一直有着其独特的优势，因而，国内外一些公司开始研发包含有纳米纤维膜结构的窗纱。然而，目前仍存在一些难题亟待解决，这些难题主要可以归为三点：(1)窗纱的力学性能不够，偏软；这个问题包含一组矛盾，采用无纺布作为收集纳米纤维的基材，可以很好的保护后续窗纱制作的纳米纤维，但力学性能和透明度不佳；而力学性能与透光性良好的玻璃纤维网格由于不具有抗静电性，而无法作为收集纳米纤维的基材；(2)窗纱的透明度不够，影响人们对室外环境的视觉享受；(3)窗纱的压降(空气阻力)较大，影响空气交换效率。此外，纳米纤维在窗纱制作的工艺流程中容易被损坏。根据所公开的专利技术专利(申请号为201410558611.8)所述，目前现有的含有纳米纤维膜结构的窗纱为：两层无纺布和置于两层无纺布间的纳米纤维层；其制备方法为：利用电场力的作用将PES(聚醚砜)溶液牵拉成纳米纤维，沉积在聚丙烯无纺布上。根据所授权的技术专利(授权公告号为CN205000880)所述，目前现有的含有纳米纤维膜结构的窗纱为：附着有纳米纤维的碳无纺布。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有良好力学性能、低压降、高度透明的、并且能够高效过滤PM2.5颗粒的纳米窗纱及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱，所述窗纱包括玻璃纤维网格层和纳米纤维膜层。作为本专利技术的低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱的改进：所述窗纱还包括热熔胶膜层。作为本专利技术的低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱的进一步改进：所述窗纱为如下任意一种：A、窗纱由如下五层组成：依次排列的玻璃纤维网格层、热熔胶膜层、纳米纤维膜层、空气层、玻璃纤维网格层；或者依次排列的玻璃纤维网格层、纳米纤维膜层、热熔胶膜层、空气层、玻璃纤维网格层；所述的空气层间距为5mm～30mm；B、所述窗纱由如下四层组成：依次排列的玻璃纤维网格层、纳米纤维膜层、空气层、玻璃纤维网格层；所述的空气层间距为5mm～30mm；C、所述窗纱由如下三层组成：所述窗纱由依次排列(紧贴)的玻璃纤维网格层、热熔胶膜层和纳米纤维膜层组成；或者，所述窗纱由依次排列(紧贴)的玻璃纤维网格层、纳米纤维膜层和热熔胶膜层组成。D、所述窗纱由如下二层组成：所述窗纱由依次排列(紧贴)的玻璃纤维网格层和纳米纤维膜层组成。作为本专利技术的低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱的进一步改进：所述纳米纤维膜层中，纳米纤维的直径为50nm～400nm，纳米纤维膜层的孔径为50nm～1500nm；纳米纤维膜层的面密度为0.5g/m2～4g/m2。说明：该纳米纤维膜层是用静电纺丝法制备而成。作为本专利技术的低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱的进一步改进：所述热熔胶膜层的克重为6g/m2～16g/m2。作为本专利技术的低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱的进一步改进：玻璃纤维网格层(为常规玻璃纤维网格)，玻璃纤维直径为0.3mm～2mm，网格边长为0.5cm～3cm。本专利技术还同时提供了上述低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱的制备方法：窗纱通过热粘合法制成复合结构，热粘合温度为75℃～130℃，压力为5Mpa～50Mpa，时间为10s～50s。作为本专利技术的窗纱的制备方法的改进：窗纱通过热粘合法制作时，热熔胶膜层原始形态可以是膜也可以是粉末。作为本专利技术的窗纱的制备方法的进一步改进：利用静电纺丝设备纺出纳米纤维，并将纳米纤维沉积在收集基材上，收集基材为抗静电纸、热熔胶膜(也可以为其它材料)；利用热粘合方法将纳米纤维膜复合到玻璃纤维网格上。本专利技术涉及一种低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱及其制作方法，所述的窗纱结构是玻璃纤维网格布、热熔胶膜及纳米纤维膜这三种材料的各种组合形式；所述的纳米纤维膜是用静电纺丝法制备而成；所述的窗纱复合结构是通过热粘合法完成。在本专利技术中，纳米纤维膜层可采用已经公开的专利WO2013/139533A1《methodforapplicationofliquidpolymericmaterialontospinningcordsandadeviceforproductionofnanofibersthroughelectrostaticspinning》所述的静电纺丝法制备而成；玻璃纤维网格布层可采用已经授权的专利CN204849202U《石英玻璃纤维网格布》所述的类似方法制备而成。热熔胶膜层可采用已经授权的专利CN101967733A《一种热熔胶网膜的制备方法》所述的方法制备而成。本专利技术的纳米窗纱制作方法，将热熔胶膜作为静电纺丝工艺中纳米纤维的收集基材，对在后续窗纱制作过程中的纳米纤维起到了良好的保护作用。在本专利技术中：1.采用了玻璃纤维网格布作为纳米纤维膜及热熔胶膜基材，使纳米纱窗有良好的力学性能；且由于玻璃纤维网格布有较大的网孔结构，不影响窗纱的透明度与透气性。2.采用了纳米纤维膜，纳米纤维的高比表面积能够更高效的吸附微小颗粒；纳米纤维形成的纳米纤维膜具有多微孔结构，能够有效的阻隔PM2.5颗粒，且压降与空气阻力小；同时，由于纳米纤维膜微小的厚度，使窗纱有很好的透明度。3.采用了热熔胶膜，更有效牢固的将纳米纤维膜层复合在玻璃纤维网格布上，同时热熔胶膜能够起到保护纳米纤维膜的功效。4.采用了热熔胶膜作为静电纺丝工艺中纳米纤维的承载基材，对在后续窗纱制作过程中的纳米纤维起到了良好的保护作用。本专利技术具有如下技术优势：1、使用了具有高透光率及强度的玻璃纤维网格布，使整体窗纱的透光性不受到较大影响；同时，良好的强度是整体窗纱的力学性能得到保证，以及具有良好的外观。2、使用了纳米纤维这种具有高比表面积的超细纤维，使用了具有高孔隙率及微小孔径的纳米纤维膜，能够有效吸附及隔离空气中的PM2.5及更小颗粒；同时，可以通过控制纳米纤维膜的面密度来调节其过滤PM2.5的效率。3、使用了具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱，其特征在于：所述窗纱包括玻璃纤维网格层和纳米纤维膜层。

【技术特征摘要】
1.低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱，其特征在于：所述窗纱包括玻璃纤维网格层和纳米纤维膜层。2.根据权利要求1所述的低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱，其特征在于：所述窗纱还包括热熔胶膜层。3.根据权利要求1所述的低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱，其特征在于：所述窗纱为如下任意一种：A、窗纱由如下五层组成：依次排列的玻璃纤维网格层、热熔胶膜层、纳米纤维膜层、空气层、玻璃纤维网格层；或者依次排列的玻璃纤维网格层、纳米纤维膜层、热熔胶膜层、空气层、玻璃纤维网格层；所述的空气层间距为5mm～30mm；B、所述窗纱由如下四层组成：依次排列的玻璃纤维网格层、纳米纤维膜层、空气层、玻璃纤维网格层；所述的空气层间距为5mm～30mm；C、所述窗纱由如下三层组成：所述窗纱由依次排列的玻璃纤维网格层、热熔胶膜层和纳米纤维膜层组成；或者，所述窗纱由依次排列的玻璃纤维网格层、纳米纤维膜层和热熔胶膜层组成；D、所述窗纱由如下二层组成：所述窗纱由依次排列的玻璃纤维网格层和纳米纤维膜层组成。4.根据权利要求3所述的低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱，其特征在于：所述纳米纤维膜层中，纳米纤维的直径为50nm～400nm，纳米纤维膜层的孔径为50nm～1500nm；纳米纤维膜层的面密度为0.5g/m2～4g/m2；所述热熔胶膜层的克重为6g/m2～16g/m2；玻璃纤维网格层，玻璃纤维直径为0.3mm～2mm，网格边长为0.5cm～3cm。5.如权利要求1～4任一所述的低压降的高效过滤PM2.5透明纳米窗纱的制备方法，其特征在于：窗纱通过热粘合法制成复合结构，热粘合温度为75℃～130℃，压力为5Mpa...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝国成，赵连英，马明波，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33