CN105200565A - 一种静电防微尘窗纱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种静电防微尘窗纱，该静电防微尘窗纱采用通过空气流通与窗纱纤维表面摩擦产生负载正电荷的强化静电作用，从而达到与空气中绝大部分带正电荷的微尘同性相斥，阻隔并减少微尘颗粒物通过窗纱，达到提高室内空气清新的目的。该静电防微尘窗纱所用每条纤维均采用皮芯双层结构设计，芯部基体材料为抗紫外线的聚对苯二酸乙二醇酯，皮层基体材料为不溶于水且耐候性的三元共聚物弹性体橡胶，皮层完全包裹芯层，芯层重量占纤维总重量的40%～80%，成品纤维线密度范围为100dtex～400dtex。本发明涉及的静电防微尘窗纱，有别于传统的静电吸附，采用静电排除，可显著提高微尘的阻隔和过滤，减少微尘吸附，适用于家庭、办公、工业和医疗等场所。

Description

一种静电防微尘窗纱

技术领域

本发明涉及建筑材料与装饰材料领域，特别涉及一种静电防微尘窗纱。

背景技术

随着社会工业化进程的不断发展，汽车尾气和工业废气的大量排放，雾霾已成为中国尤其是北上广特大城市所面临的常态，PM2.5长期高于国际警戒线水平。空气中微尘含量的增加，空气污染的逐步加剧，导致各种呼吸道疾病和癌症的频发，严重影响到城市居民的生活水平和生活质量。在这种高污染城市环境下生活，开窗通风已成为一种奢望。

目前市场上或建筑安装的窗纱很少具有阻隔、过滤微尘的作用，但如果降低窗纱孔径低于微尘粒径，势必影响到空气流通和窗外视线。而真正采用静电防尘技术的产品，则是通过通电变伏技术，使得窗纱纤维带上静电，对空气中微尘起到吸附作用。这种窗纱采用对微尘的吸附，效果差且容易落灰，需要频繁定期清洗才能保证防尘效果以及窗纱的美观，其透光性和透气性也存在较大的缺陷。因此，生活中迫切需求一种创新型防尘窗纱的产品。

制备一种通过空气摩擦即会产生足量的静电电荷，通过材料选择和结构设计，使得在窗纱纤维上带的是正电荷则具有创新性思维。由于空气中微尘95%为带正电荷，窗纱纤维所带正电荷达到一定数值后，便轻易的将微尘阻隔或过滤，使得其无法通过窗纱孔洞，达到净化室内空气的目的。聚对苯二酸乙二醇酯具有抗紫外线和较高的透光性，三元共聚物弹性体橡胶则具有优异的耐候性和透光性，且两种聚合物在相互摩擦或通过空气流通摩擦过程中，可产生大量的正电荷静电，负载在聚合物基体，且长期存在。因此，新开发的窗纱除具有较高的防尘作用外，还具有优异的透光性和透气性，在家庭、办公、休闲、工业和医疗等场所具有极高的推广价值和社会价值。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种静电防微尘窗纱。该窗纱纤维通过空气流通摩擦产生大量正电荷静电，对空气中的微尘起到排斥作用，从而形成阻隔过滤微尘、净化空气的作用，可广泛用于家庭、办公、休闲、工业和医疗等场所的窗纱使用。

为实现上述目的，该静电防微尘窗纱所用纤维采用皮芯双层结构设计，芯部基体材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，皮层基体材料为三元共聚物弹性体橡胶，优选苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。皮层完全包裹芯层，芯层重量占纤维总重量的40%～80%，成品纤维线密度范围为100dtex～400dtex。

根据权利要求1所述的一种静电防微尘窗纱，其特征在于，聚对苯二甲酸乙二醇酯中加入一定量的增塑剂、稳定剂、抗氧剂，三元共聚物弹性体橡胶中加入消光剂和阻燃剂，两种材料各自分别熔融，得到的两种熔体分别经过各自的计量泵精确计量后，在挤出前的最后时刻进入纺丝箱，通过调节纺丝箱中的噴丝板和分隔原件，冷却获得皮芯结构纤维。

根据权利要求2所述的增塑剂为邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯、磷酸三幸脂、已二酸二辛酯、烷基磺酸苯酯中的一种或几种，优选邻苯二甲酸酯，用量为1.0～40.0wt.%。

根据权利要求2所述的稳定剂为二月桂酸二丁基锡、硬脂酸钙、三碱式硫酸铅、三巯基乙酸辛酯锑中的一种或几种，优选二月桂酸二丁基锡，用量为0.1～1.0wt.%。

根据权利要求2所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP中的一种或几种，优选抗氧剂1010，用量为0.1～1.0wt.%。

根据权利要求2所述的消光剂为二氧化钛、二氧化硅、金属皂、石蜡中的一种或几种，优选二氧化钛，用量为0.03～4.0wt.%。

根据权利要求2所述的阻燃剂为溴代聚苯乙烯、十溴二苯醚、磷酸二铵、红磷、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或几种，优选氢氧化铝，含量为5.0～60.0wt.%。

初纺成丝的双组份熔体，依次经过工序为：拉伸、热定型、拉伸、卷曲、热定型、冷却、切断。熔融纺丝的拉伸温度为220～250℃，纺丝速率为800～2000m/min。第一道拉伸的牵伸比为2.0～4.0，拉伸温度为110～150℃，热定型温度为80～150℃。第二道拉伸的牵伸比为1.0～1.5，拉伸温度为90～120℃。卷曲温度为70～80℃，热定型温度为40～60℃，再空冷或水冷，切断，得到所要制备的皮芯纤维。

皮芯纤维性能：

直径（mm）0.1～0.3

密度（dtex）100～400

回弹率（%）15～30

断裂强度（CN/dtex）15～40

断裂伸长率20～100

将所制备的皮芯纤维制作成网状窗纱，皮芯纤维直径优选0.15mm，窗纱网眼宽度为0.5～1.5mm，网眼高度为0.5～1.5mm，优选网眼宽度1.1mm，网眼高度1.0mm。

静电防微尘窗纱性能：

对于PM1-PM3等级微尘的阻隔率

（符合ISO12103-1标准的Arisona微尘测量）+70～75%

对于所有微尘的阻隔率

（符合ISO12103-1标准的Arisona微尘测量）+60～65%

透光度（敞开的网面）70-80%

透气性（3.2m/s，0.11百帕气压差）10～11L

本发明的有益效果是：采用空气流通产生高压静电，比传统的微孔窗纱除微尘效果显著，同时可以保证良好的透气性和透光率。此外，在设计理念上与传统的静电防微尘窗纱有质的区别。传统的静电窗纱通过纤维带负电荷静电吸附微尘，不仅效率低下，且容易造成窗纱灰尘聚集，需要频繁定期清理。本发明创新采用静电排斥机理，阻隔微尘流通，除尘效果更加明显，且工业加工对设备无特别要求，并可广泛推广使用。

具体实施方式

一种静电防微尘窗纱，采用皮芯双层结构设计，芯部基体材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，皮层基体材料为三元共聚物弹性体橡胶，优选苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。两种聚合物共同纺丝，各自分别熔融，在最后一道工序通过喷丝板挤出结合，制备皮芯双层结构的纤维，用于窗纱制造。为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例

采用市场销售的聚对苯二甲酸乙二醇酯中添加8wt.%邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯增塑剂、0.6wt.%二月桂酸二丁基锡稳定剂和0.4wt.%抗氧剂1010，并机械共混均匀。苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中添加0.1wt.%二氧化钛消光剂和30wt.%氢氧化铝和氢氧化镁复配阻燃剂（W_氢氧化铝：W_氢氧化镁=2：1），并机械共混均匀。两种高聚物分别熔融，并采用计量泵精确计量后，在最后一道工序挤出前进入纺丝箱。通过调节喷丝板和阻隔元器件，制得聚对苯二甲酸乙二醇酯所占质量比为40～50%、50～70%、70～80%的不同类别的皮芯结构纤维。

皮层双组份熔体初纺丝后，依次经过拉伸、定型、拉伸、卷曲、热定型、冷却、切断工序制备。

熔融纺丝的拉伸温度为220～250℃，纺丝速率为800～2000m/min。第一道拉伸的牵伸比为2.0～4.0，拉伸温度为110～150℃，热定型温度为80～150℃。第二道拉伸的牵伸比为1.0～1.5，拉伸温度为90～120℃。卷曲温度为70～80℃，热定型温度为40～60℃，再空冷或水冷，切断，得到所要制备的皮芯纤维。

将所制备的皮芯纤维制作成网状窗纱，皮芯纤维直径优选0.15mm，窗纱网眼宽度为0.5～1.5mm，网眼高度为0.5～1.5mm，优选网眼宽度1.1mm，网眼高度1.0mm。

聚对苯二甲酸乙二醇酯所占质量比为40～50%的皮芯结构纤维性能：

密度（dtex）100～200

回弹率（%）29

断裂强度（CN/dtex）17

断裂伸长率93

静电防微尘窗纱性能：

对于PM1-PM3等级微尘的阻隔率

（符合ISO12103-1标准的Arisona微尘测量）+74.2%

对于所有微尘的阻隔率

（符合ISO12103-1标准的Arisona微尘测量）+63.9%

透光度（敞开的网面）73.4%

透气性（3.2m/s,0.11百帕气压差）10.2L

聚对苯二甲酸乙二醇酯所占质量比为50～70%的皮芯结构纤维性能：

密度（dtex）200～300

回弹率（%）24

断裂强度（CN/dtex）26

断裂伸长率71

静电防微尘窗纱性能：

对于PM1-PM3等级微尘的阻隔率

（符合ISO12103-1标准的Arisona微尘测量）+72.8%

对于所有微尘的阻隔率

（符合ISO12103-1标准的Arisona微尘测量）+62.5%

透光度（敞开的网面）76.1%

透气性（3.2m/s,0.11百帕气压差）10.4L

聚对苯二甲酸乙二醇酯所占质量比为70～80%的皮芯结构纤维性能：

密度（dtex）300～400

回弹率（%）17

断裂强度（CN/dtex）37

断裂伸长率34

静电防微尘窗纱性能：

对于PM1-PM3等级微尘的阻隔率

（符合ISO12103-1标准的Arisona微尘测量）+71.3%

对于所有微尘的阻隔率

（符合ISO12103-1标准的Arisona微尘测量）+61.1%

透光度（敞开的网面）78.0%

透气性（3.2m/s,0.11百帕气压差）10.8L

本发明的优势在于：

1、与传统窗纱相比较，在保证透光率和透气性的前提下，具有静电防微尘作用；

2、与市场现有的静电窗纱相比较，通过空气流通产生足够强的正电荷负载在窗纱纤维中，对空气中绝大多数带正电荷微尘起到排斥防尘作用，并可长时间保持；

3、减少微尘吸附在窗纱纤维表面，清洗方便，适合于家庭、办公、休闲、工业和医疗场所。

Claims (7)

1.一种静电防微尘窗纱，其特征在于，该静电防微尘窗纱所用纤维采用“皮芯”双层结构设计，芯部基体材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，皮层基体材料为三元共聚物弹性体橡胶，优选苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；

皮层完全包裹芯层，芯层重量占纤维总重量的40%～80%，成品纤维线密度范围为100dtex～400dtex。

2.根据权利要求1所述的一种静电防微尘窗纱，其特征在于，聚对苯二甲酸乙二醇酯中加入一定量的增塑剂、稳定剂、抗氧剂，三元共聚物弹性体橡胶中加入消光剂和阻燃剂，两种材料各自分别熔融，得到的两种熔体分别经过各自的计量泵精确计量后，在挤出前的最后时刻进入纺丝箱，通过调节纺丝箱中的噴丝板和分隔原件，冷却获得皮芯结构纤维。

3.根据权利要求2所述的增塑剂为邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯、磷酸三幸脂、已二酸二辛酯、烷基磺酸苯酯中的一种或几种，优选邻苯二甲酸酯，用量为1.0～40.0wt.%。

4.根据权利要求2所述的稳定剂为二月桂酸二丁基锡、硬脂酸钙、三碱式硫酸铅、三巯基乙酸辛酯锑中的一种或几种，优选二月桂酸二丁基锡，用量为0.1～1.0wt.%。

5.根据权利要求2所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂CA、抗氧剂DNP、抗氧剂DLTP中的一种或几种，优选抗氧剂1010，用量为0.1～1.0wt.%。

6.根据权利要求2所述的消光剂为二氧化钛、二氧化硅、金属皂、石蜡中的一种或几种，优选二氧化钛，用量为0.03～4.0wt.%。

7.根据权利要求2所述的阻燃剂为溴代聚苯乙烯、十溴二苯醚、磷酸二铵、红磷、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或几种，优选氢氧化铝，含量为5.0～60.0wt.%。