可释放负离子的复合防雾霾窗纱及其静电纺丝装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱及其静电纺丝装置和方法。所述的静电纺丝接收装置，其特征在于，包括滚筒，滚筒的表面设有多个空心状的凸起，凸起的一面与滚筒接触，与滚筒的接触面能够连通至滚筒内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。利用静电纺丝纳米纤维材料纤维直径细、比表面积大的结构特点增强负离子的释放量，从而主动释放净化因子，提升室内空气质量，纳米纤维层夹在中间的复合结构可使纤维免受破坏，延长使用寿命，同时材料具备的小孔径和大的孔隙率可充分满足空气过滤材料高效低阻的性能要求。

Composite anti fog window screen capable of releasing negative ion and its electrostatic spinning device and method

The invention provides a composite anti fog screen fabric which can release negative ions and an electrostatic spinning device and a method thereof. The electrostatic spinning receiving device, which is characterized in that the convex surface of the roller comprises a roller, is provided with a plurality of hollow, convex side and roller contact, and the contact surface to the internal cylinder connected to the drum, the surface of the facade is closed, both sides, a hole is arranged on the other side, the inside of the drum is a hollow structure, one end connected to the high temperature steam generator, the other end is closed. The use of electrostatic spinning nano fiber material fiber diameter, enhance the release of negative ions in the surface structure of large area, so as to release cleaning factor, improve indoor air quality, the nano fiber layer sandwiched between the composite structure of the fiber from damage, prolong the service life, and at the same time small aperture materials with large porosity can fully meet the requirements of the performance of air filter material with high efficiency and low resistance.

【技术实现步骤摘要】
可释放负离子的复合防雾霾窗纱及其静电纺丝装置和方法
本专利技术属于纳米纤维领域，涉及一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱及其静电纺丝方法。
技术介绍
雾霾中的颗粒物和细菌等微生物对人体健康带来极大威胁，雾霾污染问题已造成全球约300万人过早死亡，采取有效措施对其进行防护迫在眉睫。具有负离子释放功能的防雾霾窗纱，可有效隔绝室外PM2.5进入室内，同时利用远负离子作为释放因子，对周围空气中的有害气体进行去除，提升室内空气质量。现有防雾霾窗纱均存在过滤效率低、阻力压降大等问题，无法同时满足使用要求。静电纺纳米纤维由于具有纤维直径小、孔径小、比表面积大、孔隙率高等特点，将其用于空气过滤领域具有广阔的应用前景。但常规静电纺丝方法制备的防雾霾窗纱中，纳米纤维与窗纱基材的结合牢度达不到应用需求，纤维易内嵌和脱离，丧失使用性能。现有利用静电纺丝方法制备负离子抗菌过滤材料的技术中。专利《负离子过滤无纺布》(ZL201110407879.8)通过静电纺丝技术制备了具有负离子释放功能的无纺布，公开了制备功能无纺布的纺丝液配方以及所用的负离子粉末组分。专利《一种单层支撑性多功能空气过滤膜》(CN201610244080.4)利用聚醚砜等作为基础材料，与溶剂配成溶液，通过加入纳米TiO2粉体和负离子粉体，实现了纳米纤维膜的多功能性。专利《透光、透气、静电排斥PM2.5空气过滤膜及制备方法》(CN201510307864.2)制备的空气过滤膜至少设有一层无纺布基材或筛网及至少一层超薄静电纺纳米纤维层，通过浸渍和/或喷涂包含粘合剂和电气石纳米颗粒的悬浮液并烘干，使电气石纳米颗粒包裹在材料表面，过程繁琐，表面的电气石纳米颗粒易脱落。综上所述，现有防雾霾窗纱均存在纳米纤维的耐磨性差、过滤效率低、主动净化能力弱等问题，且制备方法过程繁琐，费时费力。为克服上述缺点，本专利技术采用一种新型静电纺丝接收系统制备一种耐磨性好、可大量负离子、主动净化空气的高效低阻窗纱过滤材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有防雾霾窗纱纳米纤维的耐磨性差、过滤效率低、主动净化能力弱的缺点，提供一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱及其静电纺丝方法。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种静电纺丝接收装置，其特征在于，包括滚筒，滚筒的表面设有多个空心状的凸起，凸起的一面与滚筒接触，与滚筒的接触面能够连通至滚筒内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。优选地，所述的滚筒的横截面为圆形，截面积为100～1000cm2，长度L1为30～100cm，材质为铁、铝、铜或其他导电材料；滚筒的筒壁厚度T1为2～20cm。优选地，所述的凸起规则排列在滚筒的表面，凸起的形状为三棱柱、正方体、长方体或圆柱体，材质与滚筒相同。优选地，所述的凸起的高度H为0.5～2mm，截面积为0.25～9mm2，厚度T2为0.1～0.5mm，相邻两个凸起在滚筒上的间距D为0.5～1mm；所述的孔的形状为圆形、正方形、长方形或三角形，面积为0.01～1mm2。本专利技术还提供了一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤1：将聚合物溶于溶剂中，得到聚合物纺丝溶液；步骤2：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒上，将添加剂分散到分散液中形成添加剂分散液，将添加剂分散液和聚合物纺丝溶液独立喷出分别进行静电喷雾和静电纺丝，或将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积；步骤3：将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。优选地，通过控制滚筒截面积、孔面积和蒸汽送入速度来控制蒸汽排出速度。优选地，所述的聚合物为氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龙6、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己内酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚和聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一种以上；溶剂为甲酸、四氢呋喃、水、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙酮、氯仿、甲酚、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮和甲基乙基酮中的一种以上。优选地，添加剂为能够释放负离子的固体或液体物质。更优选地，所述的添加剂为电气石、硅藻土、粉煤灰、负离子陶瓷粉、金属氧化物或碳化硅。优选地，所述的基材为窗纱，网孔形状为三角形、正方形、长方形或圆形，材质为尼龙或金属，形成网孔的单丝直径为1～50μm，网孔面积为0.3～10mm2。优选地，所述的聚合物纺丝溶液的浓度为10～40wt％，添加剂分散液的浓度为10～40wt％；将添加剂混到聚合物纺丝溶液中形成的溶液中添加剂的浓度为0.01wt％～5wt％。优选地，将添加剂分散液和聚合物纺丝溶液独立喷出分别进行静电喷雾和静电纺丝时，聚合物溶液的纺丝参数：电压10～100kV，接收距离5～150cm，灌注速度0.1～10mL/h，滚筒转速20～200r/min，温度10～40℃，湿度10～99％，纺丝时间10～300min；添加剂分散液的静电喷雾参数：电压10～100kV，接收距离5～150cm，灌注速度0.1～10mL/h，滚筒转速20～200r/min，温度10～40℃，湿度10～99％，纺丝时间10～300min；将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出的纺丝参数：电压10～100kV，接收距离5～150cm，灌注速度0.1～10mL/h，滚筒转速20～200r/min，温度10～40℃，湿度10～99％，纺丝时间10～300min。优选地，所述的刻蚀蒸汽的成分为甲酸溶液、乙酸溶液、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、碳酸钠溶液或碳酸镁溶液，浓度为10％～80％，蒸汽送入速度为0.1～3m/s，送入方式为间歇送入或连续送入，间歇送入的总时间为10～300min，送入∶非送入的时间比例为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、4∶1、3∶1或2∶1；连续送入的时间为10～300min，蒸汽从凸起的孔中释放速度为0.1～3m/s。优选地，经刻蚀后的基材比表面积增加率为10％～90％。优选地，所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，覆盖层的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、尼龙或金属，克重为10～200g/m2，纳米纤维层的的堆积密度为0.006～0.084g/cm3，克重为0.01～70g/m2，基材材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、尼龙或金属，克重为10～200g/m2。优选地，所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱的透光度为30～90％，在5～60min内可将甲醛含量降至0.01～0.10mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.01～0.11mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.01～0.20mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率1％～20％，对0.3μm～10μm颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电纺丝接收装置，其特征在于，包括滚筒(1)，滚筒(1)的表面设有多个空心状的凸起(2)，凸起(2)的一面与滚筒(1)接触，与滚筒(1)的接触面能够连通至滚筒(1)内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒(1)的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。

【技术特征摘要】
1.一种静电纺丝接收装置，其特征在于，包括滚筒(1)，滚筒(1)的表面设有多个空心状的凸起(2)，凸起(2)的一面与滚筒(1)接触，与滚筒(1)的接触面能够连通至滚筒(1)内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒(1)的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。2.如权利要求1所述的静电纺丝接收装置，其特征在于，所述的滚筒(1)的横截面为圆形，截面积为100～1000cm2，长度L1为30～100cm，材质为铁、铝、铜或其他导电材料；滚筒的筒壁厚度T1为2～20cm；所述的凸起(2)规则排列在滚筒(1)的表面，凸起的形状为三棱柱、正方体、长方体或圆柱体，材质与滚筒(1)相同；所述的凸起(2)的高度H为0.5～2mm，截面积为0.25～9mm2，厚度T2为0.1～0.5mm，相邻两个凸起(2)在滚筒(1)上的间距D为0.5～1mm；所述的孔的形状为圆形、正方形、长方形或三角形，面积为0.01～1mm2。3.一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：步骤1：将聚合物溶于溶剂中，得到聚合物纺丝溶液；步骤2：采用权利要求1或2所述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒(1)上，将添加剂分散到分散液中形成添加剂分散液，将添加剂分散液和聚合物纺丝溶液独立喷出分别进行静电喷雾和静电纺丝，或将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起(2)的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积；步骤3：将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。4.如权利要求3所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，所述的聚合物为氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龙6、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己内酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚和聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一种以上；溶剂为甲酸、四氢呋喃、水、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙酮、氯仿、甲酚、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮和甲基乙基酮中的一种以上；所述的添加剂为电气石、硅藻土、粉煤灰、负离子陶瓷粉、金属氧化物或碳化硅。5.如权利要求3所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，所述的基材为窗纱，网孔形状为三角形、正方形、长方形或圆形，材质为尼龙或金属，形成网孔的单丝直径为1～50μm，网孔面积为0.3～10mm2。6.如权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁彬，赵兴雷，李玉瑶，华婷，蒋攀，廖亚龙，印霞，孙刚，俞建勇，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31