CN219050645U - 一种气体过滤复合材料 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体过滤复合材料，包括支撑层和容尘层，支撑层为聚酯纤维无纺布，容尘层为有静电吸附功能的熔喷聚丙烯无纺布，主要改进在于，在支撑层和容尘层之间增设纳米静电纺丝层；其中，纳米静电纺丝层包括聚丙烯无纺布层和PVDF静电纺丝层。本实用新型的气体过滤复合材料纳米静电纺丝层起到物理阻隔作用，容尘层含有驻极剂其主要作用的静电阻隔。当采用异丙醇蒸气处理本实用新型的气体过滤复合材料后，也能够具有很好的阻隔效果。

Description

一种气体过滤复合材料

技术领域

本实用新型涉及过滤材料技术领域，特别是涉及一种气体过滤复合材料。

背景技术

现有用于汽车空调滤清器的空气过滤材料，大多使用静电驻极技术使材料赋予静电吸附功能，从而达到对颗粒物的吸附作用。如中国专利申请CN 109648958 A公开了一种复合无纺织物，其中包括聚酯纤维为主的支撑层和熔喷驻极无纺织物层。但是，由于汽车会在不同环境下使用，如：高温暴晒、冰天雪地、狂风暴雨等恶劣环境。带有静电吸附作用的空调滤清器，在经历这些环境后，材料的电荷将受到不同程度的衰减。一些高端汽车生产商，为了避免这种衰减，或者为了使材料在衰减后仍有较高的过滤效率，提出了将材料经异丙醇熏蒸处理进行静电消除，消除静电后材料的过滤效率即为材料本身固有的最低过滤效率，通过这种最低效率来表征材料的好坏。大部分静电驻极的材料经异丙醇熏蒸处理后，会失去静电吸附效果，使得其过滤0.1~0.3um颗粒物的过滤效率从65~99%下降至5~20%，下降幅度大。

中国专利申请CN104474788A公开了一种滤材，以含有驻极剂的PVDF作为有效过程层材料，但是，其PVDF层的制备方法为将PVDF和溶剂与添加剂共混后涂覆与支撑体上，形成过滤层。但是，该滤材与现有技术的含有驻极剂的熔喷聚丙烯无纺布没有显著区别。一方面经异丙醇蒸气处理后驻极剂被消静电后不再具有静电吸附效果，同时异丙醇会软化无纺布使孔径遭到破坏导致物理过滤性能也极具下降。同时，该过滤材料针对粒径低于0.3微米的颗粒物过滤性不足，不能够应用于核电站、食品、医药、科研洁净室等应用场景。

汽车在不同车况下行驶，汽车空调滤清器随着使用时间延长，颗粒物的过滤效率逐渐衰减。而5~20%的应用这种滤清器在实际应用中，起到的过滤效果不佳。因此，开发一款经异丙醇蒸汽处理后仍具有较高过滤效率的空气过滤材料是汽车空调滤清器的热点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服上述技术缺陷，提供一种气体过滤复合材料，具有固体颗粒过滤效果高，并且经异丙醇蒸气处理后也具有很好的过滤效果。

一种气体过滤复合材料，包括支撑层和容尘层，支撑层为聚酯纤维无纺布，容尘层为有静电吸附功能的的熔喷聚丙烯无纺布，支撑层和容尘层之间还包括纳米静电纺丝层；其中，纳米静电纺丝层包括聚丙烯无纺布层和PVDF静电纺丝层。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型通过在传统的支撑层与容尘层之间增设起到物理阻隔作用的纳米静电纺丝层，第一，能够在被异丙醇蒸气处理后仍然起到优秀的阻隔性；第二，纳米静电纺丝层为聚丙烯无纺布层/PVDF静电纺丝层的结构，其被支撑层与容尘层包覆在中间，也能够有效降低异丙醇蒸气对PVDF静电纺丝层的孔隙的破坏，保持长效的过滤效果；第三，本实用新型的气体过滤复合材料具有高效的过滤性，使其也适用于核电站过滤设备、高纯净度手术室过滤设备等应用场景。

附图说明

图1：气体过滤复合结构：1. 支撑层，2. 纳米静电纺丝层，3. 容尘层。

图2：纳米静电纺丝层结构：2-1. 聚丙烯无纺布层，2-2. PVDF静电纺丝层。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1所示，本实用新型为一种气体过滤复合材料，包括支撑层1和容尘层3，其中，支撑层1为聚酯纤维无纺布，容尘层3为具有静电吸附功能的熔喷聚丙烯无纺布，支撑层1与容尘层3的复合结构能够高效实现静电吸附空气中的颗粒。支撑层1和容尘层3之间还包括纳米静电纺丝层2，其中，如图2所示，纳米静电纺丝层2包括聚丙烯无纺布层2-1和PVDF静电纺丝层2-2。通过在支撑层1和容尘层3之间设置纳米静电纺丝层2，能够有效实现空气中的固体颗粒物理阻隔，而夹在也支撑层1和容尘层3之间能够在异丙醇蒸气处理过程中防止孔径的破坏，从而保持高效的过滤效果。

所述的支撑层1的克重为30-130gsm，厚度为0.3-1.0mm。

所述的容尘层3的厚度为0.1~1.2mm，克重为15-110gsm。

所述的纳米静电纺丝层2中，聚丙烯无纺布层2-1的厚度范围是0.1~0.2mm，克重15-25gsm；PVDF静电纺丝层2-2的克重范围是0.1-2gsm，厚度低于0.05mm。聚丙烯无纺布作为PVDF静电纺丝层起到支撑和保护作用，但不具有过滤作用，因此其厚度在0.1-0.2mm可实现上述目标。PVDF静电纺丝层具有0.3mm以下颗粒的高效过滤能力，同时抗异丙醇熏蒸性好。

各项测试方法：

（1）颗粒物过滤测试：参照TSI 8130A方法，测试流量32LPM，测试气溶胶NaCl，0.3um，测试面积100平方厘米。

（2）经异丙醇熏蒸（测试样品与一杯异丙醇放置于封闭箱内，温度23℃，湿度50%，放置24小时）后颗粒物过滤测试参照以上方法。

实施例和对比例气体过滤复合材料各层参数与排序方式（如实施例1中心层为PVDF静电纺丝层/聚丙烯无纺布层，两侧外层分别为支撑层、容尘层）：

实施例与对比例经IPA处理前后的过滤性能表

从实施例和对比例的测试结果中，我们发现：1、当复合材料中没有PVDF静电纺丝层时，材料经异丙醇处理后的过滤性能极低。因为异丙醇处理过程中，纤维中的电荷都消失了，复合材料只能依靠物理拦截起过滤效果。2、异丙醇处理后，复合材料的阻力存在一定程度的下降，说明异丙醇处理可能让纤维与纤维之间的结果发生变化（如溶胀、断裂、解缠绕等）。具体的，由对比例1-3可知，如果不含有PVDF静电纺丝层，经异丙醇处理后过滤性能低，即使增加其他层的厚度也无法得到改善。由对比例4可知，PVDF静电纺丝层/聚丙烯无纺布层在外层，得不到保护，经过异丙醇熏蒸后对PVDF静电纺丝层的破坏较大。

Claims (4)

1.一种气体过滤复合材料，包括支撑层（1）和容尘层（3），支撑层（1）为聚酯纤维无纺布，容尘层（3）为有静电吸附功能的熔喷聚丙烯无纺布，其特征在于，支撑层（1）和容尘层（3）之间还包括纳米静电纺丝层（2）；其中，纳米静电纺丝层（2）包括聚丙烯无纺布层（2-1）和PVDF静电纺丝层（2-2）。

2.根据权利要求1所述的气体过滤复合材料，其特征在于，所述的支撑层（1）的克重为30-130gsm，厚度为0.3-1.0mm。

3.根据权利要求1所述的气体过滤复合材料，其特征在于，所述的容尘层（3）的厚度为0.1~1.2mm，克重为15-110gsm。

4.根据权利要求1所述的气体过滤复合材料，其特征在于，所述的纳米静电纺丝层（2）中，聚丙烯无纺布层（2-1）的厚度范围是0.1~0.2mm，克重15-25gsm；PVDF静电纺丝层（2-2）的克重范围是0.1-2gsm，厚度低于0.05mm。

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