一种用于空气净化的超疏水驻极体滤材的制备方法技术

本发明专利技术提供一种具有空气净化功能的超疏水驻极体的制备方法，包括以下步骤：步骤1)：纺粘无纺布前处理；步骤2)：复合超细纳米海藻纤维；步骤3)：静电纺丝；步骤4)：低表面能物质表面修饰与复合滤料和聚四氟乙烯多孔膜交替叠合。本发明专利技术通过在复合滤料的组成纤维表面沉积高柔软度、超细纳米纤维并复合超细纳米海藻纤维，再对复合滤料进行静电纺织处理，使滤料内电荷均匀、稳定，之后对复合滤料进行超疏水处理，通过低表面能物质对复合滤料及聚四氟乙烯多孔膜的表面修饰，使复合滤料及聚四氟乙烯多孔膜具有超疏水性，再将复合滤料及聚四氟乙烯多孔膜相叠合，即可得到过滤性能优异的驻极体材料。

Preparation method of super hydrophobic electret filter material for air purification

The invention provides a preparation method of a superhydrophobic electret with air purification function, which comprises the following steps: step 1: spin-bonded non-woven fabric pretreatment; step 2: composite ultra-fine nano-algae fiber; step 3: electrospinning; step 4: surface modification of a low surface energy material interacting with a composite filter material and a polytetrafluoroethylene porous membrane. Superimposition. The invention deposits high softness and ultra-fine nanofibers on the surface of the composite filter material and compounds the ultra-fine nano-algae fibers, and then carries on the electrostatic textile treatment to the composite filter material to make the charge in the filter material uniform and stable, and then carries on the super-hydrophobic treatment to the composite filter material, and the composite filter material and the polymer through the low surface energy material. The surface modification of the porous membrane of tetrafluoroethylene makes the composite filter material and the porous membrane of polytetrafluoroethylene have superhydrophobicity. Then the composite filter material and the porous membrane of polytetrafluoroethylene are combined to obtain electret material with excellent filtration performance.

【技术实现步骤摘要】
一种用于空气净化的超疏水驻极体滤材的制备方法
本专利技术属于空气净化材料
，具体涉及一种具有空气净化功能的超疏水驻极体的制备方法。
技术介绍
随着时代的进步，人们对环境质量的要求越来越高。但经济的快速发展加剧了环境的污染，空气中的粉尘、化学物质、有害微生物等对人们的健康产生了不良影响。因此，有效控制空气中的有害物质是有待解决的重大问题。空气过滤器和过滤材料的应用是净化空气的重要手段。普通空气过滤材料对于细小微粒的去除不够彻底，而且过滤材料上容易孳生有害微生物，存在二次污染的可能。而驻极体空气过滤材料为解决这一难题提供了可能。通过对空气过滤材料进行静电驻极处理，使材料内能够长期储存空间电荷和偶极电荷，利用电荷的静电力作用捕集尘粒等性能，使得驻极体空气过滤材料具有高效、低阻、节能等优点。但现有的驻极体空气过滤材料电荷存储性能一般，性能不够稳定，电荷易衰减，这与驻极体空气过滤材料的特征参数有很大关系，包括材料的表面结构、材料的分子结构、材料的厚度以及填料等。常用的静电驻极方法有电晕放电、静电纺丝和热极化等，其中静电纺丝利用高压电在纺丝过程中将大量空间电荷注入纤维中，空间电荷易被纤维内部的深陷阱捕获，同时可诱导偶极极化而产生极化电荷，进而制得驻极体过滤材料。但驻极体过滤材料在使用及储存过程中，由于空气中存在的水分以及微粒等与驻极体材料直接接触，使得驻极材料中表面电荷逸散加快，从而使驻极效应衰减变快，最终导致滤料过滤效率不稳定。
技术实现思路
基于以上现有技术，本专利技术的目的在于提供一种具有空气净化功能的超疏水驻极体的制备方法，通过在复合滤料的组成纤维表面沉积高柔软度、超细纳米纤维并复合超细纳米海藻纤维，再对复合滤料进行静电纺织处理，使滤料内电荷均匀、稳定，之后对复合滤料及聚四氟乙烯多孔膜通过低表面能物质修饰，使复合滤料及聚四氟乙烯多孔膜具有超疏水性，再将复合滤料及聚四氟乙烯多孔膜相叠合，即可得到过滤性能优异的驻极体材料。为了实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种具有空气净化功能的超疏水驻极体的制备方法，包括以下步骤：步骤1)：纺粘无纺布前处理步骤1.1)：将二氧化钛纳米纤维或纳米活性碳纤维加入乙醇中，并超声分散，得到均匀的分散液；步骤1.2)：将纺粘无纺布在二氧化钛纳米纤维或纳米活性碳纤维的分散液中浸泡后取出烘干，制得表面沉积二氧化钛纳米纤维或纳米活性碳纤维的纺粘无纺布基材；步骤2)：复合超细纳米海藻纤维步骤2.1)：先配制聚乙烯醇缩丁醛溶液，然后将其与超细纳米海藻纤维加入高速打浆机中进行分散，得到均匀的超细纳米海藻纤维分散液；步骤2.2)：将步骤1)制得的纺粘无纺布基材于所述超细纳米海藻纤维分散液中浸泡后取出，烘干，得到纤维表面沉积超细纳米海藻纤维的复合滤料；步骤3)：静电纺丝步骤3.1)：将无机驻极体纳米粒子加入溶剂中，超声震荡分散均匀，得到无机驻极体纳米粒子均匀分散的分散液；步骤3.2)：将聚合物加入所述分散液中，搅拌溶解均匀，配制成聚合物溶液；步骤3.3)：将聚合物溶液通过静电纺丝制备于步骤2)制得的复合滤料上，得到均匀沉积聚合物纳米纤维的复合滤料；步骤4)：表面修饰与叠合步骤4.1)：将低表面能物质溶于溶剂中，得到低表面能溶液；步骤4.2)：将低表面能溶液喷涂到步骤3)所得复合滤料表面进行表面修饰；步骤4.3)：将聚四氟乙烯多孔膜浸渍于低表面能溶液中浸泡后取出，烘干；步骤4.4)：将步骤4.2)和步骤4.3)制备的经过修饰后的复合滤料和聚四氟乙烯多孔膜交替叠合，制得具有空气净化功能的超疏水驻极体。进一步的，所述无机驻极体纳米粒子为二氧化硅、二氧化钛、钛酸钡、氮化硅或电气石。进一步的，所述步骤3)中溶剂为N-N二甲基甲酰胺、丁酮、四氢呋喃、二氯甲烷和甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上的混合。进一步的，所述聚合物和溶剂分别对应如下：聚偏氟乙烯：N-N二甲基甲酰胺和丁酮质量比为1:1的混合溶剂；聚氯乙烯：N-N二甲基甲酰胺和四氢呋喃质量比为1:1的混合溶剂；聚丙烯腈：N-N二甲基甲酰胺；聚碳酸酯：二氯甲烷；聚醚酰亚胺：N-N二甲基甲酰胺和甲基吡咯烷酮质量比为1:1的混合溶剂；聚苯乙烯：N-N二甲基甲酰胺和四氢呋喃质量比为3:1的混合溶剂；聚氨酯：丁酮。进一步的，所述步骤3)中静电纺丝的工艺条件为：电压10-30KV，接收距离5-25cm，注射速度1-5mL/h，温度0-35℃，相对湿度0-70％。进一步的，所述步骤4)中所述低表面能物质为硬脂酸、十六烷基三甲氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟烃基三乙氧基硅烷或1H,1H,2H,2H-全氟烃基三氯硅烷；所述溶剂是指甲醇或乙醇。进一步的，所述低表面能物质和溶剂分别对应如下：硬脂酸：乙醇；十六烷基三甲氧基硅烷：甲醇；1H,1H,2H,2H-全氟烃基三乙氧基硅烷：乙醇；1H,1H,2H,2H-全氟烃基三氯硅烷：乙醇。如上述的具有空气净化功能的超疏水驻极体的制备方法所制得的具有空气净化功能的超疏水驻极体，其叠加层数为2-10层。如上述的具有空气净化功能的超疏水驻极体的制备方法所制得的具有空气净化功能的超疏水驻极体，其特征在于，所述具有空气净化功能的超疏水驻极体对0.02～10μm的颗粒的过滤效率达99.999％及以上。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：通过在复合滤料的组成纤维表面沉积高柔软度、超细纳米纤维，形成主体纤维上含有“分形二级结构”的叠层用材料，主体粗纤维对于粒径较大的颗粒具有较好的过滤效果，同时形成较大孔径结构有利于气流的顺利通过，而二级分形结构对于超细颗粒具有优异的过滤性能，同时其较为柔软的特性，使得有高速气流通过时不会对气流产生阻挡作用，从而不会导致阻力压降的增大。在滤料表面复合超细纳米海藻纤维，通过聚乙烯醇缩丁醛溶液作为粘附剂，超细纳米海藻纤维粘附在复合滤料的组成纤维表面，超细纳米海藻纤维能够产生负离子，且海藻纤维含有矿物质可放出α波，让人心境宽松而具有舒适感；此外，聚乙醇缩丁醛具有疏水性，对复合滤料浸泡处理后会在复合滤料组成纤维表面形成可赋予复合滤料一定的疏水性。对复合滤料进行静电纺织处理，使滤料内电荷均匀、稳定，之后对复合滤料进行超疏水处理。通过低表面能物质对复合滤料及聚四氟乙烯多孔膜的表面修饰，使复合滤料及聚四氟乙烯多孔膜具有超疏水性，再将复合滤料及聚四氟乙烯多孔膜相叠合，即可增强驻极体材料的杀菌、过滤性能。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的具有空气净化功能的超疏水驻极体结构示意图；其中：1为修饰后的复合滤料，2为聚四氟乙烯多孔膜。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1一种具有空气净化功能的超疏水驻极体的制备方法，包括以下步骤：步骤1)：纺粘无纺布前处理步骤1.1)：将二氧化钛纳米纤维加入乙醇中，并超声分散，得到均匀的分散液；步骤1.2)：将纺粘无纺布在二氧化钛纳米纤维的分散液中浸泡后取出烘干，制得表面沉积二氧化钛纳米纤维的纺粘无纺布基材；步骤2)：复合超细纳米海藻纤维步骤2.1)：先配制聚乙烯醇缩丁醛溶液，然后将其与超细纳米海藻纤维加入高速打浆机中进行分散，得到均匀的超细纳米海藻纤维分散液；步骤2.2)：将步骤1)制得的纺粘无纺布基材于所述超细纳米海藻纤维分散液中浸泡后取出，烘干，得到纤维表面沉积本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有空气净化功能的超疏水驻极体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：纺粘无纺布前处理步骤1.1)：将二氧化钛纳米纤维或纳米活性碳纤维加入乙醇中，并超声分散，得到均匀的分散液；步骤1.2)：将纺粘无纺布在二氧化钛纳米纤维或纳米活性碳纤维的分散液中浸泡后取出烘干，制得表面沉积二氧化钛纳米纤维或纳米活性碳纤维的纺粘无纺布基材；步骤2)：复合超细纳米海藻纤维步骤2.1)：先配制聚乙烯醇缩丁醛溶液，然后将其与超细纳米海藻纤维加入高速打浆机中进行分散，得到均匀的超细纳米海藻纤维分散液；步骤2.2)：将步骤1)制得的纺粘无纺布基材于所述超细纳米海藻纤维分散液中浸泡后取出，烘干，得到纤维表面沉积超细纳米海藻纤维的复合滤料；步骤3)：静电纺丝步骤3.1)：将无机驻极体纳米粒子加入溶剂中，超声震荡分散均匀，得到无机驻极体纳米粒子均匀分散的分散液；步骤3.2)：将聚合物加入所述分散液中，搅拌溶解均匀，配制成聚合物溶液；步骤3.3)：将聚合物溶液通过静电纺丝制备于步骤2)制得的复合滤料上，得到均匀沉积聚合物纳米纤维的复合滤料；步骤4)：表面修饰与叠合步骤4.1)：将低表面能物质溶于溶剂中，得到低表面能溶液；步骤4.2)：将低表面能溶液喷涂到步骤3)所得复合滤料表面进行表面修饰；步骤4.3)：将聚四氟乙烯多孔膜浸渍于低表面能溶液中浸泡后取出，烘干；步骤4.4)：将步骤4.2)和步骤4.3)制备的经过修饰后的复合滤料和聚四氟乙烯多孔膜交替叠合，制得具有空气净化功能的超疏水驻极体。...

【技术特征摘要】
1.一种具有空气净化功能的超疏水驻极体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：纺粘无纺布前处理步骤1.1)：将二氧化钛纳米纤维或纳米活性碳纤维加入乙醇中，并超声分散，得到均匀的分散液；步骤1.2)：将纺粘无纺布在二氧化钛纳米纤维或纳米活性碳纤维的分散液中浸泡后取出烘干，制得表面沉积二氧化钛纳米纤维或纳米活性碳纤维的纺粘无纺布基材；步骤2)：复合超细纳米海藻纤维步骤2.1)：先配制聚乙烯醇缩丁醛溶液，然后将其与超细纳米海藻纤维加入高速打浆机中进行分散，得到均匀的超细纳米海藻纤维分散液；步骤2.2)：将步骤1)制得的纺粘无纺布基材于所述超细纳米海藻纤维分散液中浸泡后取出，烘干，得到纤维表面沉积超细纳米海藻纤维的复合滤料；步骤3)：静电纺丝步骤3.1)：将无机驻极体纳米粒子加入溶剂中，超声震荡分散均匀，得到无机驻极体纳米粒子均匀分散的分散液；步骤3.2)：将聚合物加入所述分散液中，搅拌溶解均匀，配制成聚合物溶液；步骤3.3)：将聚合物溶液通过静电纺丝制备于步骤2)制得的复合滤料上，得到均匀沉积聚合物纳米纤维的复合滤料；步骤4)：表面修饰与叠合步骤4.1)：将低表面能物质溶于溶剂中，得到低表面能溶液；步骤4.2)：将低表面能溶液喷涂到步骤3)所得复合滤料表面进行表面修饰；步骤4.3)：将聚四氟乙烯多孔膜浸渍于低表面能溶液中浸泡后取出，烘干；步骤4.4)：将步骤4.2)和步骤4.3)制备的经过修饰后的复合滤料和聚四氟乙烯多孔膜交替叠合，制得具有空气净化功能的超疏水驻极体。2.根据权利要求1所述的具有空气净化功能的超疏水驻极体的制备方法，其特征在于，所述无机驻极体纳米粒子为二氧化硅、二氧化钛、钛酸钡、氮化硅或电气石。3.根据权利要求1所述的具有空气净化功能的超疏水驻极体的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中的溶剂为N-N二甲基甲酰胺、丁酮、四氢呋喃、...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳业东，
申请(专利权)人：欧阳业东，
类型：发明
国别省市：广东,44