[发明专利]具备防水功能的驻极纳米纤维空气过滤材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种具备防水功能的驻极纳米纤维空气过滤材料，其特征在于，包括基材和设于基材之上的纳米纤维膜，纳米纤维膜中的纳米纤维中分布有驻极功能物质，纳米纤维为多层结构，最外层含有疏水性的聚合物。本发明的制备方法简单、生产效率高，所制备的材料表面电势为0.02～10kV，对水的接触角为100～160°，对0.3～10μm颗粒的过滤效率为80～100％，阻力压降为10～100Pa，在空气过滤领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一本发明属于纳米纤维领域，一种具备防水功能的驻极纳米纤维空气过滤材料及其制备方法。

背景技术

目前空气过滤材料成为应对雾霾的有效手段，尤其是驻极空气过滤材料，依靠电荷对颗粒物的吸附作用，可在保持压阻不上升的前提下大大提升材料的过滤效率。现有涉及驻极空气过滤材料的技术主要包括《一种熔喷聚丙烯驻极体过滤材料的制备方法》(CN201010241769.4)、《一种复合驻极体纤维过滤材料》(CN200710069267.6)、《一种驻极体空气过滤材料》(CN200710069268.0)、《一种静电驻极空气过滤材料》(CN201520532145.6)等，上述技术制备的纤维多是在微米级，纤维比表面积小、孔径大，过滤效率低，且驻极性能的赋予均是采用后处理的方法，驻极深度浅，材料在高湿环境下使用时会发生电荷的快速耗散，导致驻极性能的衰减和过滤性能的骤降，丧失空气过滤材料的使用性能，因此亟需一种具备防水功能的驻极纳米纤维空气过滤材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有驻极空气过滤材料过滤效率低、使用过程中驻极性能易受湿度影响而衰减的缺点，提供一种具备防水功能的驻极纳米纤维空气过滤材料及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种具备防水功能的驻极纳米纤维空气过滤材料，其特征在于，包括基材和设于基材之上的纳米纤维膜，纳米纤维膜中的纳米纤维中分布有驻极功能物质，纳米纤维为多层结构，最外层含有疏水性的聚合物。

优选地，所述的纳米纤维的各层从内到外依次设置，除最内层外，各层截面为环形，每一层均含有聚合物，每一层中的聚合物具有不同的重均分子量。

更优选地，所述的纳米纤维的各层中的聚合物具有抗菌性能、高强性能、高模性能、抗弯曲性能和弹性性能中的至少一种。

优选地，所述的具备防水功能的驻极纳米纤维空气过滤材料的表面电势为0.02～10kV，对水的接触角为100～160°，对0.3～10μm颗粒的过滤效率为80～100％，阻力压降为10～100Pa。

优选地，所述的基材克重为10～300g/m²，材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、锦纶、纤维素、聚丙烯腈、聚氯乙烯、或金属，基材平均孔径为0.6～4mm，孔隙率为30～80％。

优选地，所述的纳米纤维膜的孔隙率为60～99.99％，平均孔径为1～10μm，克重为0.01～70g/m²，堆积密度为0.006～0.084g/cm³。

优选地，所述的纳米纤维为圆形，层数为2～5，纤维直径为0.1～10μm，除最内层外，各层的宽度为0.005～0.018μm。

优选地，所述的纳米纤维的各层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、尼龙66、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或以上。