CN207750034U - 一种防雾霾的复合材料 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种防雾霾的复合材料。本申请的防雾霾复合材料，包括依序层叠复合的粗效过滤层、亚高效过滤层和高效过滤层；粗效过滤层包括第一PP纺粘无纺布层和静电棉层；亚高效过滤层包括PET骨架层和PP熔喷无纺布层；高效过滤层包括尼龙6纳米静电纺丝层和第二PP纺粘无纺布层；按照第一PP纺粘无纺布层、静电棉层、PET骨架层、PP熔喷无纺布层、尼龙6纳米静电纺丝层和第二PP纺粘无纺布层顺序复合。本申请的复合材料，将特殊设计的粗效过滤层、亚高效过滤层和高效过滤层有机结合在一起，使得整个复合材料既具有很好过滤效果，又阻力低、透气性好。并且，本申请的复合材料结构简单、使用方便、质量稳定、容尘量大、使用寿命长。

Description

一种防雾霾的复合材料

技术领域

本申请涉及空气过滤材料领域，特别是涉及一种防雾霾的复合材料。

背景技术

众所周知，人的生命健康和呼吸的空气的质量息息相关，干净的空气是我们生命健康必不可少的因素。但是近年来，随着工业化的快速发展，空气污染日益严重，尤其是雾霾等大气污染已严重影响人们正常的生活和工作，为了逃离恶劣的室外环境，人们会尽量减少室外活动，因此逗留在室内的时间必然会相应的增多。但是在室外环境质量较差的情况下，室内的空气质量往往受到环境的影响，特别是目前常用窗户的窗纱，其只能阻挡体积较大的杂物或昆虫，而像灰尘、花粉、尾气等细微颗粒物则无法阻挡，即使人们在室内，打开窗户后各种细微颗粒也会进入室内，污染室内环境。

针对以上问题，近年来防雾霾纱窗材料应运而生。目前市面上的防雾霾纱窗种类繁多，其中纱采用核孔膜原理制备防雾霾窗比较高效新颖，但是核孔膜虽然能够有效的阻挡雾霾，但由于其孔径小、透气性差等原因，又导致室内的CO₂、甲醛等有机物气体不能及时交换到室外，特别是新装修或室内人员较多的情况下，室内的有害气体不能及时交换到室外会给人的健康带来更严重的影响。

因此，现有的核孔膜等防雾霾材料并不适宜家庭、学校、医院等环境。并且，核孔膜是高科技产品，生产成本极高、耐用性差。目前，核孔膜主要用作食品、酒、药物、水过滤等用途，并不适合做防雾霾纱窗。

针对日益严重的雾霾问题，亟需一种新的防雾霾材料，以解决室内等局部环境的空气质量问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种新型的防雾霾的复合材料。

本申请采用了以下技术方案：

本申请的公开了一种防雾霾的复合材料，包括依序层叠复合固结在一起的粗效过滤层1、亚高效过滤层2和高效过滤层3；粗效过滤层1包括复合在一起的第一PP纺粘无纺布层11和静电棉层12；亚高效过滤层2包括PET骨架层21和附着在PET骨架层21上的PP熔喷无纺布层22；高效过滤层3包括尼龙6纳米静电纺丝层31和第二PP纺粘无纺布层32；复合材料的层叠顺序为第一PP纺粘无纺布层11、静电棉层12、PET骨架层21、PP熔喷无纺布层22、尼龙6纳米静电纺丝层31和第二PP纺粘无纺布层32。

需要说明的是，本申请的防雾霾复合材料，其中，静电棉层具有阻力低、透气性好、静电吸附效果好、容尘量大等优点，在整个防雾霾复合材料中起到粗过滤的效果。静电棉层的纺丝粗、空隙大、布面蓬松，不仅增加了灰尘与纤维的接触面积，增大过滤面积，提高物理拦截及重力沉降过滤效率；而且增加比表面积，提高纤维表面电荷，增加静电吸附效率，其阻力低，透气性好，便于室内外空气交换流通，并且能有效的保护后续过滤材料的使用寿命。第一PP纺粘无纺布层的主要作用是保护静电棉层，第一PP纺粘无纺布层具有阻力低、强力好的优点，能很好的保护静电棉层防止外力剐蹭导致静电棉层起毛或损坏，进而影响过滤效果；本申请的一种改进方式中，进一步在第一PP纺粘无纺布层中添加抗老化剂，以增强其使用寿命。

PET骨架层主要起骨架作用，用以撑起PP熔喷无纺布层；而PP熔喷无纺布层具有阻力低、过滤效果好的优点，对经过粗过滤的空气，进一步进行过滤。高效过滤层中，尼龙6纳米静电纺丝层是主要起过滤作用的层，尼龙6纳米静电纺丝层具有纤维间的孔径小的优点，对PM1.0微米内的微尘的拦截能力非常强，过滤效率高；第二PP纺粘无纺布层主要起保护作用，避免尼龙6纳米静电纺丝层受损而影响其过滤效果；尼龙6纳米静电纺丝层和第二PP纺粘无纺布层复合形成的高效过滤层，过滤效果好、阻力低、透气效果好、强度好，使用寿命持久。本申请的多层复合的防雾霾复合材料，各层有机结合成一个整体，不仅使得防雾霾复合材料具备阻力低、透气性好、过滤效率高等优点。

优选的，第一PP纺粘无纺布层11中含有抗老化剂。

优选的，第一PP纺粘无纺布层11的克重为15-20g/m²。

优选的，静电棉层12的克重为50-70g/m³。

优选的，亚高效过滤层2中，喷丝板吹出的PP熔喷纤维通过交叉铺网的方式叠合形成PP熔喷无纺布层22；PP熔喷无纺布层22的克重为20-25g/m²；所述PET骨架层21的克重为100-120g/m²。

其中，交叉铺网方式参考现有的PP熔喷无纺布的制备工艺，在此不做具体限定。

优选的，高效过滤层3中，尼龙6溶液在高压电场条件下，以束直径为100-200纳米的射流，交叉铺落在第二PP纺粘无纺布层32表面，并且，第二PP纺粘无纺布层32带有微波浪热轧，在第二PP纺粘无纺布层32表面形成纤维间孔径为600-700纳米的括尼龙6纳米静电纺丝层31。

其中，微波浪热轧的作用是形成凸起结构，进而增加比表面积，该技术参考现有的PP纺粘无纺布生产工艺，在此不做具体限定。

优选的，粗效过滤层1中，第一PP纺粘无纺布层11和静电棉层12采用点胶热粘合的方式复合。

优选的，亚高效过滤层2中，PET骨架层21和PP熔喷无纺布层22通过超声波方式复合。

优选的，粗效过滤层1中，第一PP纺粘无纺布层11的周边翻折将静电棉层12的周边包裹，形成静电棉层12周边被第一PP纺粘无纺布层11包边的结构，并且，在包边上设置有自粘胶层，自粘胶层由离型纸封闭；亚高效过滤层2中，PET骨架层21的周边同样设置有离型纸封闭的自粘胶层；高效过滤层3中，第二PP纺粘无纺布层32的周边也设置有离型纸封闭的自粘胶层；使用时，撕掉各层的离型纸，粗效过滤层1、亚高效过滤层2和高效过滤层3通过自粘胶层粘合成复合材料，粗效过滤层1、亚高效过滤层2和高效过滤层3各层可以随意更替。

需要说明的是，本申请的防雾霾复合材料，各层具有不同的过滤效果和过滤等级，将粗效过滤层、亚高效过滤层和高效过滤层通过自粘胶粘合，一方面，可以根据具体需求，任意组合粗效过滤层、亚高效过滤层和高效过滤层；另一方面，粗效过滤层、亚高效过滤层和高效过滤层可以任意替换，从而延长了防雾霾复合材料的使用寿命。

优选的，本申请的防雾霾复合材料的克重为200-260g/m²。

本申请的有益效果在于：

本申请的防雾霾复合材料，将特殊设计的粗效过滤层、亚高效过滤层和高效过滤层有机结合在一起，使得整个防雾霾复合材料既具有很好的过滤效果，又阻力低、透气性好，有效的解决了高过滤效率材料阻力高、透气性差的问题。并且，本申请的防雾霾复合材料整体结构简单、使用方便、质量稳定、容尘量大、使用寿命长。

附图说明

图1是本申请实施例中防雾霾复合材料的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例和附图对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。

实施例

本例的防雾霾复合材料，如图1所示，由依序层叠复合固结在一起的粗效过滤层1、亚高效过滤层2和高效过滤层3组成。其中，粗效过滤层1由复合在一起的第一PP纺粘无纺布层11和静电棉层12组成；粗效过滤层1中主要起过滤作用的是静电棉层。静电棉层在内侧，克重为50-70g/m²，使其对0.3微米的粒子过滤效率在70％以上，阻力在2.5pa以内。第一PP纺粘无纺布层在室外侧，克重在15-20g/m²，并在其中添加抗老化剂，延长使用寿命。第一PP纺粘无纺布层11和静电棉层12通过热胶粘合；并且第一PP纺粘无纺布层将静电棉层的边部完全包裹起来，在包裹的边部的PP纺粘无纺布上加一层由离型纸封闭的自粘胶，撕开离型纸直接与其它层黏贴组合。本例的一种改进方式中，第一PP纺粘无纺布层11中添加有抗老化剂，抗老化剂的加入使得PP纺粘无纺布的强力等指标减缓衰减，具体是在纤维从喷丝孔喷出时，将老化剂通过小螺杆添加，在螺杆加热区与PP原料混合，从而形成具备抗老化功能的第一PP纺粘无纺布层。

亚高效过滤层2包括PET骨架层21和附着在PET骨架层21上的PP熔喷无纺布层22。其中，起到过滤功效的主要是PP熔喷无纺布层22。PP熔喷无纺布层22在外侧，克重在20-25g/m²，其阻力在18-20Pa，对0.3微米的粒子过滤效率在99.5％以上，达到亚高效过滤等级。PET骨架克重在100-120g/m²，阻力控制在0.7Pa以内，PET骨架材料较好的硬挺性能增加整个防雾霾复合材料的挺度及强度。亚高效过滤层2中的PP熔喷无纺布、PET骨架通过超声波复合的方式复合，并在PET骨架材料的四周边上加上一层离型纸封闭的自粘胶，撕开离型纸可直接与其它层黏贴组合。本例的一种改进方式中，PP熔喷无纺布层采用PP聚丙烯为原料，通过喷丝板吹出的纤维通过交叉铺网的方式叠合，并且在纺丝过程中将纳米电气石粉与正在热空气流中变细的聚丙烯超细纤维混合，然后通过尖端放电将静电驻入纤维中，纳米级的电气石粉体可有效的容纳静电荷，使其不被导走，这样纤维就会具有很好的静电吸附能力。而超细的纤维和注入的电荷使熔喷材料具备对空气中的微尘进行机械拦截和静电吸附的能力，并且熔喷材料蓬松的结构又使其具备很好的容尘能力。

高效过滤层3包括尼龙6纳米静电纺丝层31和第二PP纺粘无纺布层32。其中，主要起到过滤功效的是尼龙6纳米静电纺层。尼龙6纳米静电纺层的克重在1-2g/m²，其阻力在2-3Pa，对0.3微米的粒子过滤效率在99.97％以上，达到HEPA高效过滤等级，其工作原理主要是通过纤维的细度来对1.0微米以下的微尘进行机械拦截过滤。室内侧的第二PP纺粘无纺布层的克重在10-15g/m²，主要是用来接收纳米纤维，并且纺粘无纺布强力高，透气性好。室内的高效过滤层3中，尼龙6纳米纤维材料直接喷射在第二PP纺粘无纺布层上，并且在第二PP纺粘无纺布层的四周边上加上一层离型纸封闭的自粘胶，撕开离型纸可直接与其它层黏贴组合。

其中，尼龙6纳米静电纺丝层的具体制备方法包括，将纺丝电极置于尼龙6的溶液中，然后通过电极的旋转，将尼龙6的溶液在电极表面覆盖一层薄的液层，将该体系置于高压电场下，当电压升高到临界值后，电场力克服液体的表面张力和粘弹力，在电极表面的液层上将形成很多突起，类似针头电纺中的泰勒锥，然后被进一步拉伸成一束束直径为100-200纳米射流，交叉铺落在带有微波浪的热轧聚丙烯非织造材料表面，即第二PP纺粘无纺布层，得到纤维间孔径为600-700纳米的纳米纤维复合过滤材料。

第二PP纺粘无纺布层，即热轧聚丙烯非织造材料作为静电纺丝的接收材料，其热轧微波浪形的高度是常规波浪折叠的1/10，当纳米静电纺材料喷涂到微波浪形热轧非织造材料表面时，其过滤面积增加约2倍，阻力降低50％，过滤死角比常规折叠材料减少30％。

本例的粗效过滤层1、亚高效过滤层2和高效过滤层3通过各层周边的自粘胶层粘贴的方式复合在一起，最终形成层叠顺序为第一PP纺粘无纺布层11、静电棉层12、PET骨架层21、PP熔喷无纺布层22、尼龙6纳米静电纺丝层31和第二PP纺粘无纺布层32的，克重为200-260g/m²的防雾霾复合材料。自粘胶层粘贴的方式复合，在使用过程中发现其中某层的过滤效率下降时或到使用周期时，可单独拆卸更换，提高了过滤效率和使用效率。

本例中的新型低阻高效防雾霾复合材料，生产工艺简便，可以直接贴在纱窗上，使用方便灵活，且稳定性好；是一种新型的阻力低、透气性好、过滤效果好、产品使用寿命长的纱窗材料。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种防雾霾的复合材料，其特征在于：包括依序层叠复合固结在一起的粗效过滤层(1)、亚高效过滤层(2)和高效过滤层(3)；

所述粗效过滤层(1)包括复合在一起的第一PP纺粘无纺布层(11)和静电棉层(12)；

所述亚高效过滤层(2)包括PET骨架层(21)和附着在PET骨架层(21)上的PP熔喷无纺布层(22)；

所述高效过滤层(3)包括尼龙6纳米静电纺丝层(31)和第二PP纺粘无纺布层(32)；

所述复合材料的层叠顺序为第一PP纺粘无纺布层(11)、静电棉层(12)、PET骨架层(21)、PP熔喷无纺布层(22)、尼龙6纳米静电纺丝层(31)和第二PP纺粘无纺布层(32)。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述第一PP纺粘无纺布层(11)中含有抗老化剂。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述第一PP纺粘无纺布层(11)的克重为15-20g/m²。

4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述静电棉层(12)的克重为50-70g/m³。

5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述亚高效过滤层(2)中，喷丝板吹出的PP熔喷纤维通过交叉铺网的方式叠合形成所述PP熔喷无纺布层(22)；所述PP熔喷无纺布层(22)的克重为20-25g/m²；所述PET骨架层(21)的克重为100-120g/m²。

6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述高效过滤层(3)中，尼龙6溶液在高压电场条件下，以束直径为100-200纳米的射流，交叉铺落在第二PP纺粘无纺布层(32)表面，并且，第二PP纺粘无纺布层(32)带有微波浪热轧，在第二PP纺粘无纺布层(32)表面形成纤维间孔径为600-700纳米的括尼龙6纳米静电纺丝层(31)。

7.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述粗效过滤层(1)中，第一PP纺粘无纺布层(11)和静电棉层(12)采用点胶热粘合的方式复合。

8.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述亚高效过滤层(2)中，PET骨架层(21)和PP熔喷无纺布层(22)通过超声波方式复合。

9.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述粗效过滤层(1)中，所述第一PP纺粘无纺布层(11)的周边翻折将静电棉层(12)的周边包裹，形成静电棉层(12)周边被第一PP纺粘无纺布层(11)包边的结构，并且，在包边上设置有自粘胶层，所述自粘胶层由离型纸封闭；

所述亚高效过滤层(2)中，所述PET骨架层(21)的周边同样设置有离型纸封闭的自粘胶层；

所述高效过滤层(3)中，所述第二PP纺粘无纺布层(32)的周边也设置有离型纸封闭的自粘胶层；

使用时，撕掉各层的离型纸，粗效过滤层(1)、亚高效过滤层(2)和高效过滤层(3)通过自粘胶层粘合成所述复合材料，粗效过滤层(1)、亚高效过滤层(2)和高效过滤层(3)各层可以随意更替。

10.根据权利要求1-9任一项所述的复合材料，其特征在于：所述复合材料的克重为200-260g/m²。