一种滤材及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于过滤材料技术领域，公开了一种滤材及其制备方法和应用。该滤材包括基材和纳米纤维膜；纳米纤维膜由静电纺丝液形成，该静电纺丝液，按重量份计，包括有机溶剂80

【技术实现步骤摘要】
一种滤材及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于过滤材料
，特别涉及一种滤材及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着环境污染的加重，再加上许多室内装修和装饰材料的污染，空气源污染已成为影响人体健康的隐形杀手。随着人们环境意识的增强和生活水平的提高，越发认识到清洁空气对健康的重要性。新风系统的主要功能就是把室外的新鲜空气送进来，把室内二氧化碳含量高的污浊空气排出去，在不开窗的情况下，引入新鲜空气，在送入空气的过程中，净化、过滤空气中的污染与细菌，实现室内空气的净化。
[0003]新风系统一般有三层过滤网(也叫空气过滤器)，分别为初效、中效和高效滤器，其过滤性能主要由过滤材料决定。高效过滤器的特点是空气可以通过，但细小的微粒却无法通过。高效滤网不仅阻拦住大、中型灰尘，而且能够去除最危害身体的细颗粒物，包括PM2.5(指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物)、花粉、细菌、霉菌孢子等。达到高效过滤器标准的过滤网，对于0.1微米和0.3微米的有效率达到99.7％。
[0004]现有技术中的高效空气过滤材料主要为玻璃纤维布和驻极熔喷布。玻璃纤维布阻隔效率可达到99.9％以上、价格便宜，主要适用于洁净厂房、洁净室等领域；但其通气阻力大，达到380Pa以上，使得设备功率大、噪音大，不适用于家用新风系统等领域。
[0005]现有技术中家用的空气过滤器所使用的主流滤材主要为东丽滤材、3M滤材和韩国滤材，均为驻极聚丙烯熔喷布构成的滤材，可以令阻力相对较低的聚丙烯滤膜达到H13(H13级别的滤材能过滤大部分空气中的颗粒污染物，如PM2.5，尘埃粒子、头屑皮屑、花粉、香烟烟雾以及所有的细菌微生物)的过滤效果，可满足民用新风系统的使用要求。严格意义上来说，在H13的测试条件下需对材料进行除驻极处理，驻极聚丙烯熔喷布原本H13的滤网很快就变成F8级别，甚至更低，达不到高效过滤的要求。
[0006]新风系统可应用于每个密闭空间和对空气净化有要求的场所，包括住宅、酒店、医院、学校、银行、饭店、办公室、健身房、会所等。玻璃纤维高效滤材纤维细、数量多且结构蓬松，与其他滤材相比具有效率高、耐温性能好、寿命长等特点，但也存在风阻较大(例如大于380Pa)等问题，只适用于对洁净度要求很高的洁净厂房，不适用于相对来说系统风量较小的新风系统等领域。
[0007]目前市面上的空气过滤器所使用的主流滤材为通气阻力低的驻极聚丙烯熔喷布，可以达到阻隔效率99.9％的效果。但由于其阻隔性能主要靠静电吸附的效果来实现，随着静电的损耗，其过滤效率会有明显的下降，比如在潮湿(相对湿度大于80％)的使用环境下。所以该滤材存在过滤效率不稳定、寿命短等问题。
[0008]因此，开发一种阻隔效率高、通气阻力低且不随环境变化的高效滤材是十分有必要的。

技术实现思路

[0009]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种滤材及其制备方法和应用，所述滤材具有阻隔效率高、通气阻力低且不随环境变化的效果，特别是在潮湿环境(相对湿度大于80％，甚至大于85％)中，仍然保持良好的过滤效果。
[0010]本专利技术的专利技术构思为：本专利技术采用特定的静电纺丝液(所述静电纺丝液含咪唑盐类的离子液体、有机溶剂、聚烯烃卤代物，且咪唑盐类的离子液体、有机溶剂、聚烯烃卤代物采用特定的用量比)，通过静电纺丝技术在基材(例如无纺布)上复合一层纤维直径为纳米级的纳米纤维膜，基材与纳米纤维膜构成本专利技术所述滤材，所述滤材具有高透、低阻的技术效果，可过滤PM2.5、花粉、细菌、霉菌孢子等颗粒物，对粒径约为0.3微米的颗粒物的有效过滤效率达到99.5％，甚至超过99.5％，且过滤阻力小，过滤效率稳定，即使在潮湿环境下长期使用，也具有稳定的过滤效率。本专利技术所述滤材可用于家庭新风系统、家用空调滤网和工厂车间净化等领域，解决现有滤材通气阻力大、过滤效率不稳定等问题。
[0011]与传统纤维相比，由于静电纺丝所制备的纳米纤维具有纤维直径小、比表面积大等优点，空气过滤过程中在同样气压损失的情况下，静电纺丝所制备的纳米纤维对于颗粒过滤的直接拦截效应和惯性冲击效应更为显著，有利于提高膜的过滤效率。目前在使用空气过滤器的过程中，困扰人们的是如果要获得理想的高过滤效率，就不得不付出一定代价面对传统过滤网带来的高阻力带来的高能耗问题、风机选型问题等等。本专利技术滤材表面的纳米纤维膜具备的高透气特点，可以降低使用能耗和成本。本专利技术滤材表面的纳米纤维膜在驻极消除和潮湿的环境中，阻隔效率依然保持良好。同时，低阻可以降低使用能耗，对新风系统的节能减排具有积极的意义。
[0012]本专利技术的第一方面提供一种静电纺丝液。
[0013]具体的，一种静电纺丝液，按重量份计，包括有机溶剂80
‑
90份、咪唑盐类的离子液体0.002
‑
0.2份、聚烯烃卤代物10
‑
20份。
[0014]优选的，所述静电纺丝液，按重量份计，包括有机溶剂80
‑
90份、咪唑盐类的离子液体0.002
‑
0.1份、聚烯烃卤代物10
‑
20份；进一步优选的，所述静电纺丝液，按重量份计，包括有机溶剂80
‑
90份、咪唑盐类的离子液体0.002
‑
0.02份、聚烯烃卤代物10
‑
20份。
[0015]优选的，所述有机溶剂为N,N
’‑
二甲基甲酰胺(DMF)、N,N
’‑
二甲基乙酰胺(DMAC)、丙酮、三氯甲烷中的至少一种。
[0016]优选的，所述咪唑盐类的离子液体选自1
‑
丙基
‑3‑
甲基咪唑碘盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑碘盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑溴盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑乙酸盐中的至少一种。
[0017]优选的，所述聚烯烃卤代物为聚偏氟乙烯(PVDF)。
[0018]优选的，所述静电纺丝液还可包括抗菌剂。
[0019]优选的，所述聚偏氟乙烯的分子量为8
‑
65万；进一步优选的，所述聚偏氟乙烯的分子量为10
‑
60万。
[0020]优选的，所述抗菌剂为银离子抗菌剂。
[0021]优选的，所述静电纺丝液，按重量份计，包括聚偏氟乙烯(PVDF)10
‑
20份。
[0022]优选的，所述静电纺丝液，按重量份计，包括抗菌剂0.1
‑
3份；进一步优选的，包括抗菌剂0.1
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电纺丝液，其特征在于，按重量份计，包括有机溶剂80
‑
90份、咪唑盐类的离子液体0.002
‑
0.2份、聚烯烃卤代物10
‑
20份。2.根据权利要求1所述的静电纺丝液，其特征在于，所述咪唑盐类的离子液体选自1
‑
丙基
‑3‑
甲基咪唑碘盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑碘盐、1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑氯盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑溴盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑乙酸盐中的至少一种。3.根据权利要求1所述的静电...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢映雪，范国毅，李永鸿，曹梓东，
申请(专利权)人：佛山佛塑科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：