[发明专利]一种含有有机金属络合物高效驻极剂及其应用

说明书

本发明专利具体涉及一种含有有机阳离子金属络合物盐类高效驻极剂及其应用。本发明目的在于设计发明具有盐颗粒和油脂多功能高效过滤效果驻极剂。这类驻极剂保持长期微电场极化功能，在高温100℃沸水中，在80℃烘烤过程中，在‑18℃摄氏度低温条件下，都可以保持高效和长期的驻极剂中微电场不减弱不消失，以达到油脂过滤，盐颗粒过滤，细菌过滤等多功能高效过滤效果。

技术领域

本发明专利隶属于高分子材料功能助剂领域，具体涉及一种含有有机金属络合物高效驻极剂及其应用。

背景技术

早在1922年日本物理学家江口元太郎就发现，当蜡和松香的混合物在外加强电场中从融熔态固化后，再除去外电场时，混合物固体会长期保持极化状态。而且在这种驻极体可以在周围空间产生电场，可以与永磁体的一种带电体相比较，驻极体中存在着大量微观的电偶极子，通常取向混乱，在宏观上不呈现极化状态。一般来讲驻极剂是弛豫时间较长的处于亚稳态极化了的电介质。当去掉外加电场时，其极化强度会逐渐减小，它的表面电荷就按指数规律或接近指数规律逐渐衰减。室温下驻极体的极化状态可以长期保存，但在高温下则衰减得很快。

通常纤维作为过滤材料应用及其广泛，无纺布或熔喷布目前主流过滤布，由于单位面积高，表面积重量轻、孔隙率高、孔径小、阻隔性强。特别是加入了驻极剂的熔喷布过滤率可以大幅度提升，这是由于加入驻极剂的熔喷布具有储存大量电荷，在纤维里形成相对永久电场的能力。然而由于体积导电性、表面导电性受周围环境影响很大，在遭遇环境中离子侵蚀，电荷在一段时间后不可避免的会逐渐衰减到消失，从而导致过滤效率显著降低或消失。迄今为止，全球科学工作者们已经做出了大量工作，试图通过加入聚合物添加剂达到提高其过滤性能。文献报道在聚乳酸(PLA)聚合物中加入电气石颗粒制备熔喷无纺布，过滤效率达88％。Kilic等人制备了含钛酸钡粒子的聚丙烯(PP)驻极体熔喷布，其过滤效率为99.97％，气阻为95帕，他们认为PP为介电材料由于其高介电常数可以提高驻极剂在聚合物内部的局部极化率。Brochocka等人制造了驻极体珍珠岩改性PP熔喷非织造布，过滤效率为99.56％，气阻为290Pa。肖等人在加工熔喷过程中添加了硬脂酸盐和改性松香，盐颗粒过滤效率分别达到99.68％和99.43％。通过加入添加剂，可进一步提高过滤效率。然而这些含有驻极剂熔喷布仍然存在着一些缺点，例如，其相对过滤阻力较高，驻极体的稳定性不好，特别是高温高湿条件下过滤率降低或消失，这些缺点严重限制了它们的应用。尤其制备低毒，低空气阻力、在潮湿和高温条件下保持高电荷极化体稳定性的驻极体无纺布是疫情期保护材料，污染空气过滤材料一个具有很大挑战性待解决的难题。

发明内容

本发明目的在于设计发明具有多功能高效过滤效果驻极剂。这类驻极剂保持长期微电场极化功能，在高温100℃沸水中，在80℃烘烤过程中，在-18℃摄氏度低温条件下，都可以保持高效和长期的驻极剂中微电场不减弱不消失，以达到油脂过滤，盐颗粒过滤，细菌过滤等多功能高效过滤效果。本发明的具体方案如下：

一种含有有机金属络合物高效驻极剂，包括结构式如下的络合阳离子盐(络合物结构及相应配体结构)：

其中

M：Ca，Mg，Ba，Na，K

n：1，2，3

n₁：0，1，2，3

X：O，NH，NR²

R²：H，CH₃，Et，Pr

R：-(CH₂)n₂CH₃，-(CH₂CH₂O)n₂OH，-(CH₂CH₂O)n₂OCH₃