本发明专利技术提供了一种熔喷材料负载纳米粒子的装置及制备方法。所述的装置包括依次设置的放卷装置(1)、电晕装置(4)、冷处理装置(5)、超声波雾化纳米粒子分散液装置、烘干装置(11)和收卷装置(3)。通过对熔喷材料进行电晕处理，然后冷处理后再将熔喷材料贴附于超声波雾化纳米粒子分散液装置中的负压装置下表面，负载被雾化的纳米粒子分散液，经过烘干、收卷成型制备得到负载纳米粒子的熔喷材料；制备的负载纳米粒子熔喷材料作为多层复合过滤材料的中间层，能有效提高过滤效率降低过滤阻力，提升功能性，具备抗菌防霉的优点。
A device and preparation method of nanoparticles loaded by melt blown materials
【技术实现步骤摘要】
一种熔喷材料负载纳米粒子的装置及制备方法
本专利技术涉及过滤材料领域，具体涉及一种熔喷材料负载纳米粒子的装置及制备方法。
技术介绍
面对严重的空气污染，人们对空气净化过滤材料的要求越来越高。但现有的过滤材料存在对细颗粒物的过滤效果低，过滤阻力高，且易遭到颗粒物的堵塞，使用寿命不长。同时，现有的过滤材料的功能比较单一，大多数只对颗粒物有一定的过滤效果，同时对甲醛、甲苯、臭氧等气态污染物具备净化能力，且具有抗菌防霉功能的过滤材料很少。因此，亟需找到一种过滤效率高、阻力低、能耗低、抗菌防霉功能更强大的过滤材料及其制备方法。目前空气过滤材料，大部分都是使用多层材料复合。熔喷材料在其中一般用作过滤层，被上下两个支撑层夹在中间，主要起到过滤功能。纳米粒子具备特有的表面和界面效应，赋予其纳米尺寸优异的功能性，将纳米粒子应用到过滤材料的制备中，能够改善过滤材料现有的低效高阻且功能性单一的缺陷。申请号为CN108499220A的专利技术专利中公开了一种石墨烯/聚丙烯非织造布过滤网制备方法，通过对石墨烯表面改性，制作石墨烯/聚丙烯复合母粒，制备得到石墨烯/聚丙烯非织造布，这种方法制备过程复杂繁琐，且纳米粒子包裹在纤维内部，不能很好发挥其功能性。申请号为CN105251376A的专利技术专利公开了一种纳米颗粒/纤维复合膜的制备方法，通过静电喷涂法将分散在粘合剂中的纳米颗粒喷涂在纤维材料基底上，制备出负载纳米颗粒的纤维复合膜，该法制备的复合膜在用于空气过滤领域时，虽然具备了一定的抗菌防霉的性能，但是复合膜的阻力较大，且生产效率较低，不能满足工业需要。申请号为CN201310729037.3的专利申请公开了一种空气净化用过滤材料及其制备方法，采用静电纺丝法制备的聚丙烯腈(PAN)纳米无纺布，然后在纳米聚丙烯腈纤维无纺布表面喷洒涂覆纳米活性炭颗粒，作为室内空气过滤器滤芯材料，但是纳米活性炭喷洒涂覆效果不佳，导致耗能大，容易堵塞熔喷孔径，增大阻力。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种熔喷材料负载纳米粒子的装置及制备方法。所述的装置包括依次设置的放卷装置(1)、电晕装置(4)、冷处理装置(5)、超声波雾化纳米粒子分散液装置、烘干装置(11)和收卷装置(3)。通过对熔喷材料依次进行电晕、冷却，然后将纳米粒子分散液通过超声雾化方式负载于熔喷材料上制备出表面负载有纳米粒子的熔喷材料，具备过滤效率高，过滤阻力低，能耗低，且抗菌防霉的优异功能性。为了实现上述目的，其技术方案如下。本专利技术的第一方面为熔喷材料负载纳米粒子的装置，包括依次设置的放卷装置(1)、电晕装置(4)、冷处理装置(5)、超声波雾化纳米粒子分散液装置、烘干装置(11)和收卷装置(3)；所述电晕装置(4)的两极设置于所述熔喷材料的两侧，用于对熔喷材料(2)进行电晕处理，所述超声波雾化纳米粒子分散液装置包括设置于所述熔喷材料下部的超声波雾化器(7)、齿轮泵(8)、水槽(9)和储液槽(10)，以及设置于所述熔喷材料上部的负压装置(6)；所述水槽(9)与储液槽(10)通过带有输液管的齿轮泵(8)连通；所述储液槽(10)用于储存分散液。优选的，所述负压装置(6)的下表面为光滑且均匀分布有若干通孔的绝缘板，所述负压装置(6)中的负压为50～100Pa，且其距离所述水槽(9)中的纳米粒子溶液液面10～15cm。本专利技术的第二方面，一种熔喷材料负载纳米粒子的制备方法，用上述装置来实施，包括如下步骤：S1、电晕处理：将熔喷材料放卷后经电晕装置进行电晕处理；S2、雾化处理：经过冷处理后，熔喷材料贴附于超声波雾化纳米粒子分散液装置中的负压装置下表面，负压吸附，负载被雾化的纳米粒子分散液；S3、烘干处理：经过烘干装置烘干，最后经收卷装置收卷成型，制备得到负载纳米粒子的熔喷材料。优选的，所述的纳米粒子分散液由分散液、分散剂、粘合剂、纳米粒子组成，其中分散液、分散剂、粘合剂、纳米粒子的质量比为91％～97.95％：1％～3％：1％～5％：0.05％～1％；纳米粒子分散液的粘度在10～300mPa·s；其中，所述的分散剂为十二烷基硫酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脱氧胆酸钠、胆酸钠中的一种或多种。优选的，所述的分散液为水，粘合剂包含但不限于聚氧化乙烯、聚乙烯醇的一种或两种；或者所述的分散液为乙醇，粘合剂为聚乙烯醇缩丁醛；或者所述的分散液为二甲基甲酰胺，粘合剂为聚氨酯；或者所述的分散液为二氯甲烷，粘合剂为聚乳酸。优选的，步骤S1中的电晕处理，具体步骤为以1～20m/min的线速率经过电压为30～50kV电晕装置进行电晕处理。优选的，步骤S2所述的冷处理，具体步骤为经过0℃冷空气5～30秒的冷处理，冷空气的湿度在70％以下。优选的，步骤S2所述的雾化处理中，雾化溶液是通过超声波溅射纳米粒子溶液制备得到；负压为50～100Pa；超声波雾化器的频率为2MHz～5MHz；液面高度比超声波雾化器的上表面高1～10mm；且纳米粒子溶液液面距负压装置下表面10～15cm。优选的，步骤S4所述的烘干处理使用红外烘干或微波烘干。优选的，所述的纳米粒子为石墨烯、碳纳米管、二氧化钛纳米颗粒、二氧化硅纳米颗粒、金属纳米颗粒中的一种或多种。优选的，所述的熔喷材料为聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚偏氟乙烯、聚醋酸乙烯、尼龙、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或多种；所述的熔喷材料的厚度为0.1～1mm，空气阻力为5～40Pa。本专利技术的第三方面为上述的熔喷材料负载纳米粒子的装置制备方法制备得到的负载纳米粒子的熔喷材料，以及其在空气过滤领域的应用。本专利技术的技术构思在于：对熔喷材料采用电晕处理，一方面使得熔喷材料带静电，可以提高熔喷材料对颗粒物的过滤效率；另一方面电晕处理对熔喷材料表面有刻蚀作用，以便熔喷材料后续负载被雾化的纳米粒子分散液，提高熔喷材料与纳米粒子的结合牢度。然后对熔喷材料采用超声波雾化处理，具体通过超声波溅射纳米粒子溶液，得到雾化溶液，然后负压吸附，使纳米粒子均匀粘附与熔喷材料表面。一方面使得熔喷材料上负载上被雾化的纳米粒子分散液，不易堵塞熔喷材料的孔隙，降低了负载纳米粒子造成风阻变大的不良影响；另一方面使得大部分纳米粒子均匀地负载在熔喷材料表面，可以充分发挥纳米粒子的功能性，使其具有优良的抗菌防霉的性能。由此制备的负载纳米粒子的熔喷材料，作为多层复合空气过滤材料的中间层，具备过滤效率高，过滤阻力低，功能性强，抗菌防霉的优点。有益效果1.本专利技术提供的一种熔喷材料负载纳米粒子的制备方法，采用电晕处理，使得熔喷材料带静电可以提高熔喷材料对颗粒物的过滤效率，同时电晕处理对熔喷材料表面有刻蚀作用，以便熔喷材料后续负载被雾化的纳米粒子分散液，提高熔喷材料与纳米粒子的结合牢度。2.本专利技术提供的一种熔喷材料负载纳米粒子的制备方法，熔喷材料经过超声波溅射纳米粒子溶液得到雾化溶液的装置，通过负压的作用，使得熔喷材料上负载上被雾化的纳米粒子分散液，不易堵塞熔喷材料的孔隙，降低了负载纳米粒子造成风阻变大的不良影响，使得大部分纳米粒子均匀地负载在熔喷材料表面，充分发挥纳米粒子的功能性，具有优良的抗菌防霉的功能性，克服了现有技术的缺本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种熔喷材料负载纳米粒子的装置，其特征在于：包括依次设置的放卷装置(1)、电晕装置(4)、冷处理装置(5)、超声波雾化纳米粒子分散液装置、烘干装置(11)和收卷装置(3)；所述电晕装置(4)的两极设置于所述熔喷材料的两侧，用于对熔喷材料(2)进行电晕处理，所述超声波雾化纳米粒子分散液装置包括设置于所述熔喷材料下部的超声波雾化器(7)、齿轮泵(8)、水槽(9)和储液槽(10)，以及设置于所述熔喷材料上部的负压装置(6)；所述水槽(9)与储液槽(10)通过带有输液管的齿轮泵(8)连通；所述储液槽(10)用于储存纳米粒子分散液。
【技术特征摘要】
1.一种熔喷材料负载纳米粒子的装置，其特征在于：包括依次设置的放卷装置(1)、电晕装置(4)、冷处理装置(5)、超声波雾化纳米粒子分散液装置、烘干装置(11)和收卷装置(3)；所述电晕装置(4)的两极设置于所述熔喷材料的两侧，用于对熔喷材料(2)进行电晕处理，所述超声波雾化纳米粒子分散液装置包括设置于所述熔喷材料下部的超声波雾化器(7)、齿轮泵(8)、水槽(9)和储液槽(10)，以及设置于所述熔喷材料上部的负压装置(6)；所述水槽(9)与储液槽(10)通过带有输液管的齿轮泵(8)连通；所述储液槽(10)用于储存纳米粒子分散液。2.一种熔喷材料负载纳米粒子的制备方法，其特征在于：使用权利要求1所述的装置来实施，包括如下步骤：S1、电晕处理：将熔喷材料放卷后经电晕装置进行电晕处理；S2、雾化处理：经过冷处理后，熔喷材料贴附于超声波雾化纳米粒子分散液装置中的负压装置下表面，负压吸附，负载被雾化的纳米粒子分散液；S3、烘干处理：经过烘干装置烘干，最后经收卷装置收卷成型，制备得到负载纳米粒子的熔喷材料。3.根据权利要求2所述的一种熔喷材料负载纳米粒子的制备方法，其特征在于：所述的纳米粒子分散液由分散液、分散剂、粘合剂、纳米粒子组成，其中分散液、分散剂、粘合剂、纳米粒子的质量比为91％～97.95％：1％～3％：1％～5％：0.05％～1％；纳米粒子分散液的粘度在10～300mPa·s；其中，所述的分散剂为十二烷基硫酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脱氧胆酸钠、胆酸钠中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的一种熔喷材料负载纳米粒子的制备方法，其特征在于：所述的分散液为水，粘合剂包含但不限于聚氧化乙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：王亚飞，邓波，吴龙涛，刘欣，王平，宋宝祥，林勇，张科，顾绍金，
申请(专利权)人：江苏亿茂滤材有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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