低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗及其制作方法技術

本發明專利技術公開了一種低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗，包括玻纖網格層、熱熔膠膜層和納米纖維膜層等；納米纖維膜層通過靜電紡絲方法制備而成；本發明專利技術還同時公開了其制備方法，包括利用熱粘合法通過熱熔膠膜將納米纖維膜層牢固的復合在玻纖網格上。這種納米窗紗具有低壓降、高效過濾PM2.5、高透明度、且結構簡單、具有工業化應用生產的優勢，能夠有效改善室內空氣質量及提高人們生活水平。

Low voltage drop efficient filtering PM2.5 transparent nano screen window and making method thereof

Efficient filtering of PM2.5 transparent nano screen of the invention discloses a low pressure drop, including glass fiber mesh layer and a hot melt adhesive film and nano fiber film; nano fiber film prepared by the electrospinning method; the invention also discloses a preparation method thereof, including the use of thermal bonding by hot melt adhesive film of nano the composite fiber film firmly in glass fiber grid. The nano screen has the advantages of low pressure drop, high efficiency filtration, PM2.5, high transparency, simple structure, and industrial application and production, and can effectively improve indoor air quality and raise people's living standard.

【技術實現步驟摘要】
低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗及其制作方法
本專利技術涉及一種窗紗及其制作方法，具體是一種透明的可過濾PM2.5顆粒的納米窗紗。
技術介紹
隨著快速的工業化、城市化及現代化進程的發展，許多發展中國家都經歷著嚴重的空氣污染，尤其是霧霾天氣愈發頻繁。霧霾是大量懸浮顆粒物(有機和無機的固液混合物)的集體表現，主要含有硫酸鹽、硝酸鹽、氨、碳氫化合物、氯化鈉、黑碳、礦物粉塵和水。當這些懸浮顆粒物的尺寸小于2.5微米時(簡稱PM2.5)，易于富集空氣中的毒害物質，同時，在可吸入顆粒物中約占70％，對人體健康構成很大的威脅，因而PM2.5越來越多的受到人們以及科學界的關注。人們大部分的時間都是呆在室內，室內與室外的空氣交換主要是通過窗戶來完成，為了保證室內空氣的質量，采取一定措施對空氣進行凈化是十分必要的。目前市場上的窗紗，雖然能有效的進行室內室外空氣交換，但窗紗的孔徑較大，無法阻隔PM2.5，因此不能改善室內空氣質量。雖然，空氣凈化器能夠有效改善室內空氣質量，但其昂貴且耗能，普通家庭無法承擔，同時，耗能本就是一種污染。其次，空氣凈化器占用生活空間，在當今寸土寸金的環境下，占用生活空間的消費實在是一種奢侈消費。此外，空氣凈化器在夜晚使用時的噪音影響睡眠質量。最后，空氣凈化器的核心過濾材料需要定期的更換，增加使用維護成本。由于納米纖維膜在過濾領域一直有著其獨特的優勢，因而，國內外一些公司開始研發包含有納米纖維膜結構的窗紗。然而，目前仍存在一些難題亟待解決，這些難題主要可以歸為三點：(1)窗紗的力學性能不夠，偏軟；這個問題包含一組矛盾，采用無紡布作為收集納米纖維的基材，可以很好的保護后續窗紗制作的納米纖維，但力學性能和透明度不佳；而力學性能與透光性良好的玻璃纖維網格由于不具有抗靜電性，而無法作為收集納米纖維的基材；(2)窗紗的透明度不夠，影響人們對室外環境的視覺享受；(3)窗紗的壓降(空氣阻力)較大，影響空氣交換效率。此外，納米纖維在窗紗制作的工藝流程中容易被損壞。根據所公開的專利技術專利(申請號為201410558611.8)所述，目前現有的含有納米纖維膜結構的窗紗為：兩層無紡布和置于兩層無紡布間的納米纖維層；其制備方法為：利用電場力的作用將PES(聚醚砜)溶液牽拉成納米纖維，沉積在聚丙烯無紡布上。根據所授權的技術專利(授權公告號為CN205000880)所述，目前現有的含有納米纖維膜結構的窗紗為：附著有納米纖維的碳無紡布。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種具有良好力學性能、低壓降、高度透明的、并且能夠高效過濾PM2.5顆粒的納米窗紗及其制備方法。為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗，所述窗紗包括玻璃纖維網格層和納米纖維膜層。作為本專利技術的低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗的改進：所述窗紗還包括熱熔膠膜層。作為本專利技術的低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗的進一步改進：所述窗紗為如下任意一種：A、窗紗由如下五層組成：依次排列的玻璃纖維網格層、熱熔膠膜層、納米纖維膜層、空氣層、玻璃纖維網格層；或者依次排列的玻璃纖維網格層、納米纖維膜層、熱熔膠膜層、空氣層、玻璃纖維網格層；所述的空氣層間距為5mm～30mm；B、所述窗紗由如下四層組成：依次排列的玻璃纖維網格層、納米纖維膜層、空氣層、玻璃纖維網格層；所述的空氣層間距為5mm～30mm；C、所述窗紗由如下三層組成：所述窗紗由依次排列(緊貼)的玻璃纖維網格層、熱熔膠膜層和納米纖維膜層組成；或者，所述窗紗由依次排列(緊貼)的玻璃纖維網格層、納米纖維膜層和熱熔膠膜層組成。D、所述窗紗由如下二層組成：所述窗紗由依次排列(緊貼)的玻璃纖維網格層和納米纖維膜層組成。作為本專利技術的低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗的進一步改進：所述納米纖維膜層中，納米纖維的直徑為50nm～400nm，納米纖維膜層的孔徑為50nm～1500nm；納米纖維膜層的面密度為0.5g/m2～4g/m2。說明：該納米纖維膜層是用靜電紡絲法制備而成。作為本專利技術的低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗的進一步改進：所述熱熔膠膜層的克重為6g/m2～16g/m2。作為本專利技術的低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗的進一步改進：玻璃纖維網格層(為常規玻璃纖維網格)，玻璃纖維直徑為0.3mm～2mm，網格邊長為0.5cm～3cm。本專利技術還同時提供了上述低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗的制備方法：窗紗通過熱粘合法制成復合結構，熱粘合溫度為75℃～130℃，壓力為5Mpa～50Mpa，時間為10s～50s。作為本專利技術的窗紗的制備方法的改進：窗紗通過熱粘合法制作時，熱熔膠膜層原始形態可以是膜也可以是粉末。作為本專利技術的窗紗的制備方法的進一步改進：利用靜電紡絲設備紡出納米纖維，并將納米纖維沉積在收集基材上，收集基材為抗靜電紙、熱熔膠膜(也可以為其它材料)；利用熱粘合方法將納米纖維膜復合到玻璃纖維網格上。本專利技術涉及一種低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗及其制作方法，所述的窗紗結構是玻璃纖維網格布、熱熔膠膜及納米纖維膜這三種材料的各種組合形式；所述的納米纖維膜是用靜電紡絲法制備而成；所述的窗紗復合結構是通過熱粘合法完成。在本專利技術中，納米纖維膜層可采用已經公開的專利WO2013/139533A1《methodforapplicationofliquidpolymericmaterialontospinningcordsandadeviceforproductionofnanofibersthroughelectrostaticspinning》所述的靜電紡絲法制備而成；玻璃纖維網格布層可采用已經授權的專利CN204849202U《石英玻璃纖維網格布》所述的類似方法制備而成。熱熔膠膜層可采用已經授權的專利CN101967733A《一種熱熔膠網膜的制備方法》所述的方法制備而成。本專利技術的納米窗紗制作方法，將熱熔膠膜作為靜電紡絲工藝中納米纖維的收集基材，對在后續窗紗制作過程中的納米纖維起到了良好的保護作用。在本專利技術中：1.采用了玻璃纖維網格布作為納米纖維膜及熱熔膠膜基材，使納米紗窗有良好的力學性能；且由于玻璃纖維網格布有較大的網孔結構，不影響窗紗的透明度與透氣性。2.采用了納米纖維膜，納米纖維的高比表面積能夠更高效的吸附微小顆粒；納米纖維形成的納米纖維膜具有多微孔結構，能夠有效的阻隔PM2.5顆粒，且壓降與空氣阻力小；同時，由于納米纖維膜微小的厚度，使窗紗有很好的透明度。3.采用了熱熔膠膜，更有效牢固的將納米纖維膜層復合在玻璃纖維網格布上，同時熱熔膠膜能夠起到保護納米纖維膜的功效。4.采用了熱熔膠膜作為靜電紡絲工藝中納米纖維的承載基材，對在后續窗紗制作過程中的納米纖維起到了良好的保護作用。本專利技術具有如下技術優勢：1、使用了具有高透光率及強度的玻璃纖維網格布，使整體窗紗的透光性不受到較大影響；同時，良好的強度是整體窗紗的力學性能得到保證，以及具有良好的外觀。2、使用了納米纖維這種具有高比表面積的超細纖維，使用了具有高孔隙率及微小孔徑的納米纖維膜，能夠有效吸附及隔離空氣中的PM2.5及更小顆粒；同時，可以通過控制納米纖維膜的面密度來調節其過濾PM2.5的效率。3、使用了具有本文檔來自技高網...

【技術保護點】
低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗，其特征在于：所述窗紗包括玻璃纖維網格層和納米纖維膜層。

【技術特征摘要】
1.低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗，其特征在于：所述窗紗包括玻璃纖維網格層和納米纖維膜層。2.根據權利要求1所述的低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗，其特征在于：所述窗紗還包括熱熔膠膜層。3.根據權利要求1所述的低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗，其特征在于：所述窗紗為如下任意一種：A、窗紗由如下五層組成：依次排列的玻璃纖維網格層、熱熔膠膜層、納米纖維膜層、空氣層、玻璃纖維網格層；或者依次排列的玻璃纖維網格層、納米纖維膜層、熱熔膠膜層、空氣層、玻璃纖維網格層；所述的空氣層間距為5mm～30mm；B、所述窗紗由如下四層組成：依次排列的玻璃纖維網格層、納米纖維膜層、空氣層、玻璃纖維網格層；所述的空氣層間距為5mm～30mm；C、所述窗紗由如下三層組成：所述窗紗由依次排列的玻璃纖維網格層、熱熔膠膜層和納米纖維膜層組成；或者，所述窗紗由依次排列的玻璃纖維網格層、納米纖維膜層和熱熔膠膜層組成；D、所述窗紗由如下二層組成：所述窗紗由依次排列的玻璃纖維網格層和納米纖維膜層組成。4.根據權利要求3所述的低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗，其特征在于：所述納米纖維膜層中，納米纖維的直徑為50nm～400nm，納米纖維膜層的孔徑為50nm～1500nm；納米纖維膜層的面密度為0.5g/m2～4g/m2；所述熱熔膠膜層的克重為6g/m2～16g/m2；玻璃纖維網格層，玻璃纖維直徑為0.3mm～2mm，網格邊長為0.5cm～3cm。5.如權利要求1～4任一所述的低壓降的高效過濾PM2.5透明納米窗紗的制備方法，其特征在于：窗紗通過熱粘合法制成復合結構，熱粘合溫度為75℃～130℃，壓力為5Mpa...

【專利技術屬性】
技術研發人員：祝國成，趙連英，馬明波，
申請(專利權)人：浙江理工大學，
類型：發明
國別省市：浙江,33