防霾窗纱及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种防霾窗纱，依次包括接收层、胶层、聚合物纳米纤维层和保护层四层结构，其中，接收层为金属丝网、无纺布或织造布，接收层通过胶层与聚合物纳米纤维层粘接，聚合物纳米纤维层的厚度为0.1～100μm，孔径为50～2000nm，保护层为无纺布或织造布。本发明专利技术的防霾窗纱具有很好的防霾效果，其对PM2.5的防除效率高达99％以上，还具有高透气度和高透光性，同时耐摩擦刮划，具有持久的PM2.5的过滤效果。本发明专利技术还公开一种防霾窗纱的制备方法，该方法能够以现有技术中各种方法制备得到的纳米纤维为原料来制成防霾窗纱。

【技术实现步骤摘要】
防霾窗纱及其制备方法
本专利技术涉及日用防霾产品领域，特别涉及一种高透明度、高透气度、不易脱落、力学性能良好的防霾窗纱。
技术介绍
大规模工业化生产对空气的污染尤其严重，使得国内雾霾天气频现。其中，PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物)被认为是造成雾霾天气的“元凶”，也是人们最关注的。PM2.5可通过上、下呼吸道和支气管，到达肺部沉积，甚至通过肺泡进入人体血液，加之颗粒物上富集了重金属、酸性氧化物、有机污染物等，细菌、病毒等也容易在细颗粒物上聚集，因此PM2.5对人体健康造成了重大威胁。为防止PM2.5对人体的危害，人们在雾霾天气外出时多佩戴防霾口罩。但有关报道表明，在雾霾天气里，室内PM2.5指标并不低于室外，甚至比室外更严重。目前，用于室内空间的净化设备主要是空气净化器。但是，室内的空气净化器在使用的时候需要紧闭门窗，以实现空气净化器对封闭的室内空间的空气进行一定程度的净化，常见的空气净化器并不能够将室外的新鲜空气导入室内。这就存在一个室内污浊空气无法和室外新鲜空气交换的缺陷，长期在封闭空间内不利于人们的身心健康。窗纱是一种安装在门上或窗户上的纱网，其基本作用是在室内外空气交换的同时防止蚊虫进入室内的。但普通的窗纱并不能达到防霾的效果，一旦出现雾霾天气，人们将不得不选择紧闭门窗，这妨碍了室内外空气交换，不利于人们的身心健康。因此，提供一种能防止雾霾的窗纱，它能防止雾霾进入室内而且不影响室内外空气正常流通，并且耐受住生活中的各种摩擦，这是本领域所急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一在于提供一种能够防雾霾的窗纱，并且具有高透明度、高透气度和良好的力学性能，在防雾霾的同时不影响室内外空气的流通交换。本专利技术所要解决的技术问题之二在于提供该防霾窗纱的制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术的一方面提供一种防霾窗纱，依次包括接收层、胶层、聚合物纳米纤维层和保护层，所述接收层为金属丝网、无纺布或者织造布，所述接收层通过胶层与所述聚合物纳米纤维层粘接，所述聚合物纳米纤维层的厚度为0.1～100μm，孔径为50～2000nm，所述保护层为无纺布或织造布。具体的，所述胶层为普通的环保型喷胶、热溶胶等，胶的材料可以是合成树脂、合成橡胶、天然树脂、烯烃、烯烃和醋酸乙烯的共聚物等。本专利技术的胶层优选采用采用水性聚氨酯喷胶、水性氯丁喷胶或乙烯-醋酸乙烯热熔胶；更优选地采用水性氯丁喷胶。具体的，所述胶层的克重小于5g，优选为0.1g-0.5g。具体的，所述金属丝网的网眼间距为0.1-1mm，厚度小于0.5mm；无纺布或织造布的克重范围为5g-50g；所述接收基材的空隙率高于85％。具体的，所述金属丝网的材料包括低碳钢丝、铜丝、铝镁合金丝、不锈钢丝，优选材料为不锈钢丝。具体的，所述无纺布或织造布的材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯硫醚和玻璃纤维等，优选材料为聚酯。具体的，所述聚合物纳米纤维层的纤维直径为50～700nm。具体的，所述聚合物纳米纤维层的材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚醚砜、聚丙烯腈、聚砜、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚苯乙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺等，为达到窗纱耐磨、机械性能较好的目的，优选材料为聚酰胺。具体的，所述保护层与聚合物纳米纤维层之间采用的复合方式包括喷胶、超声焊接、刺绣、雕花等工艺。本专利技术的另一方面提供该防霾窗纱的制造方法，包括以下步骤：步骤一、在接收层的一面以布置一层胶，形成胶层；步骤二、将制得聚合物纳米纤维附着在胶层上，形成聚合物纳米纤维层；步骤三、在聚合物纳米纤维层上贴合保护层。其中步骤一中，是采用喷胶方式或热熔胶方式布置胶层。其中，步骤二中的聚合物纳米纤维的制备可以采用静电纺丝法、共混法、熔喷法、拉伸法、模板合成法、双组份复合纺丝法、原纤化法、相分离法、自组装法等制得。其中，通过静电纺丝法制备聚合物纳米纤维层的流程为：步骤S210：将聚合物粉末溶解于溶剂中，得到聚合物溶液；优选地，聚合物溶液的浓度为8-20wt％；所述聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚醚砜、聚丙烯腈、聚砜、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚苯乙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺等，优选材料为聚酰胺。步骤S220：将聚合物溶液通过静电纺丝成型方法制得聚合物纳米纤维，使聚合物纳米纤维附着于接收层，形成聚合物纳米纤维层。优选地，步骤S220中，静电纺丝成型方法的纺丝液温度为10-50℃，环境温度为5-70℃，相对湿度为20-60％，纺丝电压为5000-100000V，喷丝头到接收板的距离为5-50cm。其中，通过共混制备聚合物纳米纤维膜层的流程为：步骤S310：将高分子的聚合物和低分子的有机物混合得到共混物，然后将共混物通过螺杆挤出；优选地，聚合物所占总比例为2-20％。步骤S320：将挤出的共混物浸泡在合适的溶剂中，溶剂能够溶解出低分子的有机物而不能溶解出高分子的聚合物，将低分子的有机物溶解除去。步骤S330：将未溶解的共混物烘干处理得到聚合物纳米纤维，将聚合物纳米纤维附着在于接收层，形成聚合物纳米纤维层。本专利技术的防霾窗纱，依次包括接收层、胶层、聚合物纳米纤维层和保护层四层结构，其中，接收层为金属丝网、无纺布或织造布，接收层通过胶层与聚合物纳米纤维层粘接，聚合物纳米纤维层的厚度为0.1～100μm，孔径为50～2000nm，保护层为无纺布或织造布。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术的防霾窗纱具有很好的防霾效果，其对PM2.5的防除效率高达99％以上。2.本专利技术的防霾窗纱通过胶层使聚合物纳米纤维层粘接在接收层上，结合牢固，增强了力学性能，使聚合物纳米纤维层的层次结构更加稳定，对PM2.5的过滤效果能保持更持久。现有技术中纳米纤维都是采用静电纺丝成型方法直接附着于接收层，这种直接附着方式的聚合物纳米纤维层的结合不够牢固，随使用时间的延长或是在力量的牵扯拉拽过程中容易出现聚合物纳米纤维层松动脱落的现象，导致聚合物纳米纤维层的过滤效果降低，达不到长时间的防霾效果，不适合于作为窗纱使用。3.本专利技术的防霾窗纱的结构中具有一胶层。很明显的，增加胶层是会降低纳米纤维膜的透气性和透光性能的，因此在本专利技术之前未见有增加胶层的报道。为此，本申请的专利技术人经过长期大量的研究工作，从现有的工艺条件中筛选出了合适的胶和涂胶的工艺，采用本专利技术的喷胶及热熔胶工艺，优选采用水性聚氨酯喷胶、水性氯丁喷胶或乙烯-醋酸乙烯热熔胶，胶层克重为0.1g-5g，基本消除了对透气性和透光性能的不良影响，所得到的防霾窗纱具有高透气度，压降在15Pa以下，基本达到了现有的普通窗纱的透气性水平；而且防霾窗纱还具有高透光性，透明度在85％以上，适合于作为窗纱来使用。4.本专利技术的防霾窗纱的接收层、胶层、保护层对聚合物纳米纤维层形成很好的隔离和保护作用，有效保持聚合物纳米纤维层的结构完整，作为窗纱来使用，其具有长期的PM2.5的过滤效果，使用寿命延长。目前，窗纱安装后会暴露在日晒雨淋的环境下，且使用过程中会极易出现摩擦刮划的情况，如果不能长久稳定的保持其PM2.5的过滤效果，则不适合作为防霾窗纱来使用。5.本专利技术还有一个有益效果在于：现有技术中各种方法制备得到的纳米纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防霾窗纱，其特征在于，包括接收层、胶层、聚合物纳米纤维层和保护层，所述接收层为金属丝网、无纺布或者织造布，所述接收层通过胶层与所述聚合物纳米纤维层粘接，所述聚合物纳米纤维层的厚度为0.1～100μm，孔径为50～2000nm，所述保护层为无纺布或织造布。

【技术特征摘要】
1.一种防霾窗纱，其特征在于，包括接收层、胶层、聚合物纳米纤维层和保护层，所述接收层为金属丝网、无纺布或者织造布，所述接收层通过胶层与所述聚合物纳米纤维层粘接，所述聚合物纳米纤维层的厚度为0.1～100μm，孔径为50～2000nm，所述保护层为无纺布或织造布。2.根据权利要求1所述的防霾窗纱，其特征在于，所述胶层为喷胶或热溶胶；胶层优选采用水性聚氨酯喷胶、水性氯丁喷胶或乙烯-醋酸乙烯热熔胶；更优选地采用水性氯丁喷胶。3.根据权利要求1所述的防霾窗纱，其特征在于，所述胶层的克重小于5g；优选为0.1g-0.5g。4.根据权利要求1所述的防霾窗纱，其特征在于，所述金属丝网的网眼间距为0.1-1mm，厚度小于0.5mm；无纺布或织造布的克重范围为5g-50g；所述接收基材的孔隙率高于85％。5.根据权利要求1所述的防霾窗纱，其特征在于，所述金属丝网采用低碳钢丝、铜丝、铝镁合金丝或不锈钢丝；优选材料为不锈钢丝。6.根据权利要求1所述的防霾窗纱，其特征在于，所述无纺布或织造布采用聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯硫醚或玻璃纤维；优选为聚酯。7.根据权利要求1所述的防霾窗纱，其特征在于，所述聚合物纳米纤维层的纤维直径为50～700nm。8.根据权利要求1所述的防霾窗纱，其特征在于，所述聚合物纳米纤维层采用聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚醚砜、聚丙烯腈、聚砜、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚苯乙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺或聚酰胺；优选为聚酰胺。9.根据权利要求1所述的防霾窗纱，其特征在于，所述保护层与聚合物纳米纤维层之间采用的复合方式包括喷胶、超声焊接、刺绣、雕花等工艺。10.一种防霾窗纱的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在接收层的一面以布置一层胶，形成胶层；步骤二、将制得聚合物纳米纤维附着在胶层上，形成聚合物纳米纤维层；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李虎敏，潘信，王春蕾，戴伟民，
申请(专利权)人：生纳科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31