CN106593277B - 一种负离子防雾霾纱窗 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种负离子防雾霾纱窗，采用功能性纤维制成，功能性纤维包括内芯和覆层，内芯为石墨烯纤维，覆层为负离子纤维，负离子纤维包括0.5‑2wt%改性负离子添加剂、0.02‑0.1 wt%偶联剂、85‑92 wt%聚丙烯腈、3‑6 wt%聚对苯二甲酸丁二醇酯、4‑8 wt%成纤聚合物。可以有效除去空气中的PM2.5，且透气性好，透明度高，成本低，净化效率达到98%以上，有利于实现低成本的空气净化，值得推广。

Description

一种负离子防雾霾纱窗
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种负离子防雾霾纱窗。
背景技术
雾霾是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。高密度人口的经济及社会活动必然会排放大量细颗粒物（PM 2.5），一旦排放超过大气循环能力和承载度，细颗粒物浓度将持续积聚，此时如果受静稳天气等影响，极易出现大范围的雾霾。随着近几年经济的不断发展，空气污染不断加重，随之而来的雾霾问题也一度影响了人们的生活。
有资料表明，城市居民每天有70-90%的时间在各种室内环境中度过，因此，室内空气的质量直接影响着人们的身体健康。采取有效的举措，将居室环境中的污染物限制在一定的水平范围内，预防和减少室内空气的污染，对人们的身心健康、安心工作、享受现代生活、提高生活品质无疑具有重要意义。
目前我国市面上的室内防雾霾技术主要分为两种，一种为物理阻隔技术，另外一种是化学净化技术。物理阻隔技术的应用主要体现在防雾霾纱窗上，化学净化技术多采用在空气净化器上。现有防雾霾纱窗主要采用物理吸附方法将空气中的颗粒进行吸附防止进入室内，该方法虽然有效，但一般防雾霾纱窗的透明性差，空气流动性差，吸附量小，一旦吸附饱和需要经常更换，使用寿命短，造成成本过高。
发明内容
为弥补现有技术的不足，本发明提供一种成本低、效果好的负离子防雾霾纱窗。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种负离子防雾霾纱窗，其特殊之处在于：采用功能性纤维制成，所述功能性纤维包括内芯和覆层，内芯为石墨烯纤维，覆层为负离子纤维，所述负离子纤维包括0.5-2wt%改性负离子添加剂、0.02-0.1 wt%偶联剂、85-92 wt%聚丙烯腈、3-6 wt%聚对苯二甲酸丁二醇酯、4-8 wt%成纤聚合物。
作为优选方案，本发明的负离子防雾霾纱窗，所述改性负离子添加剂为经过球磨改性的天然矿物石，所述天然矿物石为电气石、云母石、麦饭石、奇冰石、能量石、708矿石中的一种或几种。
作为优选方案，本发明的负离子防雾霾纱窗，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂中的一种。
作为优选方案，本发明的负离子防雾霾纱窗，所述成纤聚合物为聚丙烯。
本发明的一种负离子防雾霾纱窗的制备方法，包括以下步骤：
（1）将可释放负离子的天然矿物石机械粉碎，过50-100目筛，放入球磨机进行研磨，球磨速度为300-500转/min，球磨时间为30-60min，80-100℃下烘干，然后在1000-1200℃高温烧结，冷却至室温，经过超细研磨机研磨得负离子添加剂；
（2）将负离子添加剂与偶联剂充分混合后放入球磨机一起进行球磨改性，球磨速度为300-500转/min，球磨时间为20-35min，得到改性负离子添加剂；
（3）将改性负离子添加剂与聚丙烯腈、聚对苯二甲酸丁二醇酯、成纤聚合物充分混合，分散均匀，加入石墨烯纤维，通过熔融纺丝方法得到负离子功能性纤维，织成纱网，得到负离子防雾霾纱窗。
进一步的，本发明的一种负离子防雾霾纱窗的制备方法，步骤（2）中偶联剂的添加量是负离子添加剂的1-5 wt%。
进一步的，本发明的一种负离子防雾霾纱窗的制备方法，改性负离子添加剂的粒径为1-3μm。
本发明的有益效果是：本发明的负离子防雾霾纱窗可以有效除去空气中的PM2.5，且透气性好，透明度高，成本低，净化效率达到98%以上，有利于实现低成本的空气净化，值得推广。
具体实施方式
实施例1
本实施例的负离子防雾霾纱窗，采用负离子功能性纤维制成，所述负离子功能性纤维包括0.5wt%改性负离子添加剂、0.05wt%偶联剂、87wt%聚丙烯腈、6wt%聚对苯二甲酸丁二醇酯、6.5wt%聚丙烯。
（1）选取优质电气石和云母石机械粉碎，过100目筛，放入球磨机进行研磨，球磨速度为300转/min，球磨时间为60min，80℃下烘干，然后在1200℃高温烧结，冷却至室温，经过超细研磨机研磨得负离子添加剂；
（2）将负离子添加剂与偶联剂充分混合后放入球磨机一起进行球磨改性，球磨速度为300转/min，球磨时间为35min，得到改性负离子添加剂，该改性负离子添加剂的粒径为1μm；
（3）将改性负离子添加剂与聚丙烯腈、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯充分混合，分散均匀，加入石墨烯纤维，通过熔融纺丝方法得到负离子功能性纤维，织成纱网，纱网孔径为300-500nm，得到负离子防雾霾纱窗。
实施例2
本实施例的负离子防雾霾纱窗，采用负离子功能性纤维制成，所述负离子功能性纤维包括0.8wt%改性负离子添加剂、0.06 wt%偶联剂、90wt%聚丙烯腈、4 wt%聚对苯二甲酸丁二醇酯、5.2 wt%聚丙烯。
（1）选取优质电气石和云母石机械粉碎，过50目筛，放入球磨机进行研磨，球磨速度为400转/min，球磨时间为45min， 100℃下烘干，然后在1125℃高温烧结，冷却至室温，经过超细研磨机研磨得负离子添加剂；
（2）将负离子添加剂与偶联剂充分混合后放入球磨机一起进行球磨改性，球磨速度为400转/min，球磨时间为25min，得到改性负离子添加剂，该改性负离子添加剂的粒径为2μm；
（3）将改性负离子添加剂与聚丙烯腈、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯充分混合，分散均匀，加入石墨烯纤维，通过熔融纺丝方法得到负离子功能性纤维，织成纱网，纱网孔径为300-500nm，得到负离子防雾霾纱窗。
实施例3
本实施例的负离子防雾霾纱窗，采用负离子功能性纤维制成，所述负离子功能性纤维包括1wt%改性负离子添加剂、0.1 wt%偶联剂、91wt%聚丙烯腈、3 wt%聚对苯二甲酸丁二醇酯、4.9 wt%聚丙烯。
（1）选取优质电气石和云母石机械粉碎，过100目筛，放入球磨机进行研磨，球磨速度为450转/min，球磨时间为50min，95℃下烘干，然后在1100℃高温烧结，冷却至室温，经过超细研磨机研磨得负离子添加剂；
（2）将负离子添加剂与偶联剂充分混合后放入球磨机一起进行球磨改性，球磨速度为450转/min，球磨时间为30min，得到改性负离子添加剂，该改性负离子添加剂的粒径为3μm；
（3）将改性负离子添加剂与聚丙烯腈、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯充分混合，分散均匀，加入石墨烯纤维，通过熔融纺丝方法得到负离子功能性纤维，织成纱网，纱网孔径为300-500nm，得到负离子防雾霾纱窗。
实施例4
对本发明的防雾霾纱窗做防雾霾试验，选择实施例1-3的防雾霾纱窗进行试验，在同一时间同一地点对同样面积的4个房间内进行试验，每个房间只设一个北向窗户，房间1-3使用实施例1-3的防雾霾纱窗，房间4使用不具有防雾霾功能的市售普通纱窗，无其他通风环境的条件下，检测房间1-4的PM2.5含量，结果如下：

Claims (6)

1.一种负离子防雾霾纱窗，其特征在于：采用功能性纤维制成，所述功能性纤维包括内芯和覆层，内芯为石墨烯纤维，覆层为负离子纤维，所述负离子纤维包括0.5-2wt%改性负离子添加剂、0.02-0.1 wt%偶联剂、85-92 wt%聚丙烯腈、3-6 wt%聚对苯二甲酸丁二醇酯、4-8wt%成纤聚合物；
所述负离子防雾霾纱窗的制备方法，包括以下步骤：
（1）将可释放负离子的天然矿物石机械粉碎，过50-100目筛，放入球磨机进行研磨，球磨速度为300-500转/min，球磨时间为30-60min，80-100℃下烘干，然后在1000-1200℃高温烧结，冷却至室温，经过超细研磨机研磨得负离子添加剂；
（2）将负离子添加剂与偶联剂充分混合后放入球磨机一起进行球磨改性，球磨速度为300-500转/min，球磨时间为20-35min，得到改性负离子添加剂；
（3）将改性负离子添加剂与聚丙烯腈、聚对苯二甲酸丁二醇酯、成纤聚合物充分混合，分散均匀，加入石墨烯纤维，通过熔融纺丝方法得到功能性纤维，织成纱网，得到负离子防雾霾纱窗。
2.根据权利要求1所述的一种负离子防雾霾纱窗，其特征在于：所述改性负离子添加剂为经过球磨改性的天然矿物石，所述天然矿物石为电气石、云母石、麦饭石、奇冰石、能量石、708矿石中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种负离子防雾霾纱窗，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种负离子防雾霾纱窗，其特征在于：所述成纤聚合物为聚丙烯。
5.根据权利要求1中所述的一种负离子防雾霾纱窗的制备方法，其特征在于：步骤（2）中偶联剂的添加量是负离子添加剂的1-5 wt%。
6.根据权利要求1中所述的一种负离子防雾霾纱窗的制备方法，其特征在于：改性负离子添加剂的粒径为1-3μm。
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