[发明专利]一种纳米纤维复合驻极材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种纳米纤维复合驻极材料，包括相互交织的纳米纤维短纤和熔喷纤维，所述纳米纤维短纤和熔喷纤维经过静电驻极形成纳米纤维复合驻极材料。本发明还公开一种纳米纤维复合驻极材料的制备方法，包括：制备纳米长纤维；制备纳米短纤浆料；将制备出的纳米短纤浆料用螺杆挤出到吹喷喷头上，通过用气流吹喷使纳米短纤聚集到接收传送带上，然后使用熔喷喷头将驻极熔喷材料加工成熔喷纤维并聚集到接收传送带的同一点上，得到纳米纤维复合材料；将制备出的纳米纤维复合材料经过静电驻极，得到纳米纤维复合驻极材料。本发明制备的纳米纤维复合驻极材料具有高效低阻的特性和较高的容尘量，复合强度好。

技术领域

本发明涉及一种纳米纤维复合驻极材料及其制备方法，属于纳米过滤材料技术领域。

背景技术

静电纺丝纳米纤维滤材虽然过滤效率高，过滤效率不随时间变化，能适用于严苛的工况环境，但是相对于熔喷驻极材料来说阻力大、产能慢、容尘量低、复合强度差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种纳米纤维复合驻极材料及其制备，制备的纳米纤维复合驻极材料具有高效低阻的特性和较高的容尘量，复合强度好。

为解决上述技术问题，本发明提供一种纳米纤维复合驻极材料，包括相互交织的纳米纤维短纤和熔喷纤维，所述纳米纤维短纤和熔喷纤维经过静电驻极形成纳米纤维复合驻极材料。

优选地，所述纳米纤维短纤材质为PA6、PVDF、PU、PAN中的一种，直径为50nm～800nm，长度为0.5mm～2mm。

优选地，所述熔喷纤维材质为PP、PTFE、PE、聚碳酸酯中的一种，直径为 1μm～10μm，长度为1.5mm～200mm。

本发明还提供一种纳米纤维复合驻极材料的制备方法，包括：

将高分子材料、溶剂和添加剂混合制成功能性高分子溶液或乳液，对高分子溶液或乳液进行静电纺丝，得到纳米长纤维；

将制备所得的纳米长纤维切断为短纤，加入分散剂分散在分散介质中，制备成纳米短纤浆料；

将制备出的纳米短纤浆料用螺杆挤出到吹喷喷头上，通过用气流吹喷使纳米短纤聚集到接收传送带上，然后使用熔喷喷头将驻极熔喷材料加工成熔喷纤维并聚集到接收传送带的同一点上，得到纳米纤维复合材料；

将制备出的纳米纤维复合材料经过静电驻极，得到纳米纤维复合驻极材料。

优选地，所述高分子材料为 PA6、PVDF、PU、PAN中的一种，所述溶剂为乙酸或DMF，所述添加剂为八乙烯基笼型半硅氧烷或邻羟基环戊烯二酮。

优选地，所述高分子溶液或乳液中高分子材料的含量为6wt%～20wt%，所述添加剂的含量为 0.5wt%～4wt%。

优选地，所述分散介质为去离子水或乙醇，所述分散剂为亚甲基萘磺酸钠，所述分散剂在分散介质中的含量为5wt%～10wt%。

优选地，所述纳米短纤浆料中纳米短纤的固含量为30wt%～60wt%。

优选地，所述的吹喷喷头包括吹喷多孔板和气体出口板，其中吹喷多孔板上的吹喷孔直径为0.5cm～3cm，气体出口板中高压气孔直径为1cm～5cm，喷射出的气流的压力为0.3 bar～0.8 bar, 温度为80℃～150℃。

优选地，所述静电驻极所用电压为10kV～30kV，所述静电驻极电压脉冲为10kHz～15kHz。

本发明所达到的有益效果：

1.通过将可驻极材料制备成纳米纤维与熔喷纤维相混杂，并经过驻极所得。由于驻极静电荷的作用，纳米纤维复合驻极材料具有高效低阻的特性。由于纳米纤维的存在，随着驻极电荷的流失，纳米纤维复合驻极材料仍具有较高的过滤性能。