[发明专利]一种高效低阻聚四氟乙烯纳米滤材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效低阻聚四氟乙烯纳米滤材，包括第一层和第二层；第一层为过滤层，第二层为第一无纺布层，过滤层与第一无纺布层粘合在一起。本发明的优点在于：采用独特的糊膏挤出、双向拉伸技术，制得纤维直径可以达到100nm以下，厚度最小在1μm以内的聚四氟乙烯纳米微孔薄膜，具有高效低阻的特点；三层结构滤材相较于常见的双层结构滤材，在相同的阻力下能获得更高的效率，且在后加工和使用时损伤的风险更小，具有明显的优势；聚四氟乙烯纳米滤材的过滤机理是纯物理过滤，长期储存效率也不会降低，使用酒精消毒灭菌后效率也不会降低，可以实现重复使用，大大提升了利用率。

技术领域

本发明涉及一种空气过滤及健康防护技术领域，尤其是一种适用于口罩、空气净化器等防护用品的可重复使用的高效低阻聚四氟乙烯纳米滤材及其制备方法。

背景技术

一直以来，流感病毒威胁着人类的健康甚至生命，流感病毒具有传染性强、爆发规模大、感染范围广等特点，病毒一旦发生变异，往往让人猝不及防，如2002年的SARS冠状病毒，2019年的COVID-19冠状病毒，对人们的健康和社会经济造成了重大破坏。如今，人们都已经认识到防范流感病毒的重要性，流感病毒会入侵我们的口鼻、喉咙和肺部，因此，配带口罩是一种非常有成效的防护措施。

能较有效防护流感病毒的口罩包括医用防护口罩（GB 19083-2010）、医用外科口罩（YY 0469-2011）、日常防护型口罩（GB/T 32610-2016）、自吸过滤式防颗粒物呼吸器（GB2626-2019），无论哪一类型口罩，防护的关键指标是颗粒物或细菌的过滤效率，只有当过滤效率达到95%以上时，才能有效阻挡病毒透过。因此，高效的过滤材料是口罩能否有效防护病毒的关键。

当前，用于口罩的过滤层主要是聚丙烯（PP）熔喷无纺布，由纤维堆积形成网状贯通结构，因此具有良好的过滤性、阻隔性、保温性和吸附性。市场上PP熔喷无纺布纤维的尺寸为1-10μm，达不到纳米级别，纤维堆积形成的孔隙较大，无法有效补集细小颗粒，对0.3μm粒径颗粒的过滤效率在50%以下。为了能有效过滤颗粒物，PP熔喷无纺布一般会进行驻极处理，通过电晕技术在PP纤维上加上电荷，通过静电吸附作用拦截细小颗粒，可大幅度提高过滤效率。因此，PP熔喷无纺布的过滤机理是物理截留加静电吸附。

为了提高PP熔喷无纺布的过滤效果，必须加大负载电荷，这就要求无纺布需要较大的厚度和克重用来储存足量的电荷，而无纺布厚度和克重的增加会导致阻力的增加，因此，高效率的PP熔喷无纺布往往阻力偏大，透气性较差。PP熔喷无纺布上加载的电荷并不是永久存在，而是会慢慢减弱直至消失，从而导致过滤效率明显下降，这就导致了采用PP熔喷无纺布的口罩具有时效性，无法做到长期储存，且在使用过程中存在电荷快速消失的情况，比如在潮湿环境下或接触有机溶剂时，因此，采用PP无纺布的口罩在储存和使用过程中存在着效率大幅下降的风险。

如上所述，现有的口罩滤材具有一定的缺陷，本发明设计了一种适用于口罩等防护用品的可重复使用的高效低阻聚四氟乙烯纳米滤材，纤维尺寸可以达到100nm以下，可以实现纯物理截留高效过滤，安全可靠。

发明内容

本发明的目的提供一种适用于口罩等防护用品的可重复使用的高效低阻聚四氟乙烯纳米滤材及其制备方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。