一种无驻极纳米复合过滤材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无驻极纳米复合过滤材料，包括基材层，基材层一侧喷涂形成有纳米喷丝层，纳米喷丝层外侧复合有保护层；所述基材层为PET无驻极熔喷材料；所述纳米喷丝层为由纳米材料与溶剂混合，经静电纺丝工艺喷涂吸附至基材层一侧，所述纳米材料为热塑性聚氨酯弹性体和过氧乙酰硝酸酯的混合物；所述保护层为PP无驻极熔喷材料。通过上述基材层、纳米喷丝层和保护层三层结构的复合，最终制得的无驻极纳米复合过滤材料能够实现过滤U15级及以上的过滤效果，在保证过滤效率的前提下，该无驻极纳米复合过滤材料相比玻璃纤维过滤材料具有阻力小，能耗低，韧性好，拉力高的特点，使用时该产品不容易脆裂，不会产生粉尘，也可延长使用寿命。用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种无驻极纳米复合过滤材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及过滤材料
，具体涉及一种无驻极纳米复合过滤材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电子工业、制药工业、汽车行业等的迅猛发展，空气洁净技术所起到的作用越来越重要。在诸多空气净化技术中，应用最广、最成熟、最无异议的就是空气过滤器。
[0003]由于玻璃纤维材料具有耐温性、耐磨性、性能稳定的特点，目前现有市场上高效过滤器(指效率大于99.9995％以上)所使用的滤材主要成分为玻璃纤维材料。但是，由于玻璃纤维材料具有韧性不足的缺点，在生产及使用过程中容易脆裂，从而产生玻璃纤维粉尘，玻璃纤维形成粉尘后对人体存在危害，具体原因如下：
[0004](1)玻璃纤维以粉尘的形式吸入人体后，首先对人体的肺功能有所损害，再加上玻璃纤维的主要成分是二氧化硅，以粉尘的形式长期被人体吸入后，对人体肺部压力会很大；
[0005](2)玻璃纤维形成粉尘游离于空气中，被人体皮肤所接触到，有一种瘙痒，针刺的不适感觉。
[0006]因使用玻璃纤维材料，导致目前市场上高效过滤器的应用范围比较受局限性，比如无法应用于医疗、高等级的洁净室等一些对产品本身要求比较高的行业。

技术实现思路

[0007]为了解决上述
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供一种无驻极纳米复合过滤材料，其韧性较好，不容易脆裂，使用时不会产生粉尘，产品过滤效率高，阻力较小，能耗低，使用寿命长。为此，本专利技术还提供一种上述无驻极纳米复合过滤材料的制备方法。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术提供一种无驻极纳米复合过滤材料，包括基材层，所述基材层一侧喷涂形成有纳米喷丝层，所述纳米喷丝层外侧复合有保护层；
[0010]所述基材层为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)无驻极熔喷材料；
[0011]所述纳米喷丝层为由纳米材料与溶剂混合，经静电纺丝工艺喷涂吸附至基材层一侧，所述纳米材料为热塑性聚氨酯弹性体和过氧乙酰硝酸酯的混合物；
[0012]所述保护层为PP(聚丙烯)无驻极熔喷材料。
[0013]本申请中选用PET无驻极熔喷材料作为基材层，其主要作用是起到承载纳米喷丝的作用，其与常规使用的静电驻极熔喷材料相比，虽然PET无驻极熔喷材料本身无太大的过滤效果，但是经过长期放置，PET无驻极熔喷材料与纳米喷丝层不会发生因为电荷相互抵消而降低过滤效率的缺陷，而静电驻极熔喷材料作为承载体时，经过长期放置会发生电荷相互抵消而降低过滤效率的缺陷；
[0014]由于无机纳米颗粒形成的纳米层具有一定的粘连性和易破损性，粘连性导致其不好进行生产加工，易破损性导致其不利于批量生产，并且影响最终产品的使用寿命，本申请
中为了解决纳米层易粘连性的问题，采用静电纺丝工艺将纳米材料均匀喷涂吸附至基材层上，为了解决纳米层易破损性，采用PP无驻极熔喷材料作为保护层对纳米层进行保护。
[0015]通过上述三层结构的复合，最终制得的无驻极纳米复合过滤材料能够实现过滤U15级及以上的过滤效果，在保证过滤效率的前提下，该无驻极纳米复合过滤材料相比玻璃纤维过滤材料具有阻力小，能耗低，韧性好，拉力高的特点，使用时该产品不容易脆裂，不会产生粉尘，也可延长使用寿命。
[0016]具体地，所述基材层的厚度为0.3
‑
0.4mm，克重为15
‑
20g/m2，拉力为15
‑
20N/5cm。
[0017]通过对基材层的性能参数进行设置，使得基材层能有效的起到承载纳米喷丝层的作用。
[0018]具体地，所述纳米喷丝层中溶剂为DMF(二甲基甲酰胺)溶剂，所述热塑性聚氨酯弹性体、所述过氧乙酰硝酸酯、所述溶剂的重量比为1：(3
‑
7)：(2
‑
6)。
[0019]无机纳米颗粒
‑
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和过氧乙酰硝酸酯(PAN)作为一种无机驻极材料，在外电场存在的条件下会有空间电荷的注入以及极化电荷的产生，对驻极效果有很大的增强作用，从而使得其形成的纳米喷丝层具有物理拦截效果，从而呈现出优异的过滤效果。
[0020]具体地，所述纳米喷丝层的厚度为0.1
‑
0.2μm。
[0021]通过对纳米喷丝层的厚度进行设置，既能实现高效过滤效果，同时也不会因为厚度过高，导致过滤阻力增大。
[0022]具体地，所述保护层的厚度为0.15
‑
0.25mm，克重为20
‑
25g/m2，拉力为8
‑
15N/5cm。
[0023]通过对保护层的性能参数进行设置，既能为纳米喷丝层提供保护效果，同时也不因过厚导致过滤阻力增加。
[0024]本申请中，基材层通过热熔胶复合方式与保护层贴合形成整体。
[0025]本专利技术的第二方面，提供一种上述无驻极纳米复合过滤材料的制备方法，包括如下步骤：
[0026]S1、将PET粒子进行熔融处理，再经喷丝处理，利用气流或机械成网，经收卷即得基材层；
[0027]S2、将纳米材料与溶剂混合后经静电纺丝工艺喷涂吸附至基材层一侧，再经固化处理，经收卷即可在保护层一侧形成纳米喷丝层；
[0028]S3、将PP粒子进行熔融处理，再经喷丝处理，利用气流或机械成网，经收卷即得保护层；
[0029]S4、将热熔胶喷涂至基材层上喷涂有纳米喷丝层的一侧，经复合辊将其与保护层复合，再经收卷得到成品。
[0030]具体地，所述步骤S1中，熔融温度为270
‑
290℃，喷丝处理时计量泵参数为7.8
‑
11.5r/min，喷丝温度为300
‑
320℃，收卷速度为5
‑
7m/min。
[0031]通过对基材层的生产参数进行设置，使得最终制备得到的基材层能有效的起到承载纳米喷丝层的作用。
[0032]具体地，所述步骤S2中，静电纺丝过程中电压为20
‑
70kv，固化处理温度为20
‑
30℃，收卷速度为4
‑
6m/min。
[0033]通过对静电纺丝过程中参数进行设置，使得纳米纤维吸附在基材层表面上形成紧
密的三维网状结构，形成超薄但是过滤效果优异的纳米喷丝层。
[0034]具体地，所述步骤S3中，熔融温度为230
‑
250℃，喷丝处理时计量泵参数为9.5
‑
12.5r/min，喷丝温度为250
‑
270℃，收卷速度为8
‑
10m/min。
[0035]通过对保护层的生产参数进行设置，使得其既能为纳米喷丝层提供保护效果，同时也不会引起过滤阻力的大幅增加。
[0036]具体地，所述步骤S4中，热熔胶用量为2.0
‑
3.0g/m2，复合辊压力为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无驻极纳米复合过滤材料，其特征在于，包括基材层，所述基材层一侧喷涂形成有纳米喷丝层，所述纳米喷丝层外侧复合有保护层；所述基材层为PET无驻极熔喷材料；所述纳米喷丝层为由纳米材料与溶剂混合，经静电纺丝工艺喷涂吸附至基材层一侧，所述纳米材料为热塑性聚氨酯弹性体和过氧乙酰硝酸酯的混合物；所述保护层为PP无驻极熔喷材料。2.根据权利要求1所述的无驻极纳米复合过滤材料，其特征在于，所述基材层的厚度为0.3
‑
0.4mm，克重为15
‑
20g/m2，拉力为15
‑
20N/5cm。3.根据权利要求1所述的无驻极纳米复合过滤材料，其特征在于，所述纳米喷丝层中溶剂为DMF溶剂，所述热塑性聚氨酯弹性体、所述过氧乙酰硝酸酯、所述溶剂的重量比为1：(3
‑
7)：(2
‑
6)。4.根据权利要求3所述的无驻极纳米复合过滤材料，其特征在于，所述纳米喷丝层的厚度为0.1
‑
0.2μm。5.根据权利要求1所述的无驻极纳米复合过滤材料，其特征在于，所述保护层的厚度为0.15
‑
0.25mm，克重为20
‑
25g/m2，拉力为8
‑
15N/5cm。6.一种如权利要求1至6中任一项所述的无驻极纳米复合过滤材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将PET粒子进行熔融处理，再经喷丝处理，利用气流或机械成网，经收卷即得基材层；S2、将纳米材料与溶剂混合后经静电纺丝工艺喷涂吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：周慎，
申请(专利权)人：上海名冠净化材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：