一种抗菌型纳米纤维空气过滤材料的制备方法与流程

文档序号:12152513阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种抗菌型纳米纤维空气过滤材料的制备方法,其特征在于,具体步骤为:

S1:准备丝胶蛋白粉末以及聚氧化乙烯粉末,按照不同的质量份分成多份;

S2:将第一份丝胶蛋白粉末溶于去离子水中,然后将其置于加热磁力搅拌机上恒温搅拌10~14个小时至完全溶解,形成均相溶液,该均相溶液的质量分数为30~50%;将第二份丝胶蛋白粉末溶于去离子水中,然后将其置于加热磁力搅拌机恒温搅拌12~15个小时,形成均相溶液,该均相溶液的质量分数为40~60%;

S3:将第一份聚氧化乙烯粉末溶于去离子水中,然后将其置于加热磁力搅拌机上恒温搅拌8~12个小时,形成均相溶液,该均相溶液的质量分数为20~35%;将第二份聚氧化乙烯粉末溶于去离子水中,然后将其置于加热磁力搅拌机上恒温搅拌9~13个小时,形成均相溶液,该均相溶液的质量分数为25~40%;

S4:将40~60%的丝胶蛋白溶液和20~35%的聚氧化乙烯溶液混合,加入适量的去离子水,混合后置于加热磁力搅拌机上恒温搅拌7~10个小时,形成浓度为30~60%的纺丝液一,静置1~2个小时后灌入储液罐一;将30~50%的丝胶蛋白溶液和25~40%的聚氧化乙烯溶液混合,加入适量的去离子水,混合后置于加热磁力搅拌机上恒温搅拌5~8个小时,形成浓度为20~50%的纺丝液二,静置1~2个小时后灌入储液罐二;

S5:提供一基材、一初滤层材料一和一初滤层材料二;

S6:利用静电纺丝装置的第一纺丝组件静电纺制纳米纤维,针头组一抽入纺丝液一,针头组二抽入纺丝液二,纺丝液一和纺丝液二喷射到基材的下表面形成一层纳米纤维膜一;

S7:利用静电纺丝装置的第二纺丝组件静电纺制纳米纤维,针头组三抽入纺丝液一,针头组四抽入纺丝液二,纺丝液一和纺丝液二喷射到基材的上表面形成一层纳米纤维膜二;

S8:将初滤层材料一复合在纳米纤维膜一的表面;

S9:将初滤层材料二复合在纳米纤维膜二的表面;

S10:将得到的过滤材料收卷起来静置1~2个小时后放入真空干燥箱,低温烘干后再静置4~5个小时,得到成品的纳米纤维空气过滤材料。

2.根据权利要求1所述的抗菌型纳米纤维空气过滤材料的制备方法,其特征在于,步骤S6具体为:S6.1、针头组一接入高压,接收基板接地或者接低压,打开针头组一的注射开关,关闭针头组二的注射开关,纺丝液一朝向基材的下表面喷射4~6min;S6.2、关闭针头组一的注射开关,针头组二接入高压,接收基板接地或者接低压,打开针头组二的注射开关,纺丝液二朝向基材的下表面喷射30~40s;S6.3、关闭针头组二的注射开关,针头组一接入高压,接收基板接地或者接低压,打开针头组一的注射开关,纺丝液一朝向基材的下表面喷射30~40s;S6.4、重复步骤S6.2和步骤S6.38~10次;S6.5、关闭针头组一的注射开关,针头组二接入高压,接收基板接地或者接低压,打开针头组二的注射开关,纺丝液二朝向基材的下表面喷射3~5min。

3.根据权利要求1所述的抗菌型纳米纤维空气过滤材料的制备方法,其特征在于,步骤S7具体为:S7.1、针头组三接入高压,接收基板接地或者接低压,打开针头组三的注射开关,关闭针头组四的注射开关,纺丝液一朝向基材的上表面喷射4~6min;S7.2、关闭针头组三的注射开关,针头组四接入高压,接收基板接地或者接低压,打开针头组四的注射开关,纺丝液二朝向基材的上表面喷射30~40s;S7.3、关闭针头组四的注射开关,针头组三接入高压,接收基板接地或者接低压,打开针头组三的注射开关,纺丝液一朝向基材的上表面喷射30~40s;S7.4、重复步骤S7.2和步骤S7.38~10次;S7.5、关闭针头组三的注射开关,针头组四接入高压,接收基板接地或者接低压,打开针头组四的注射开关,纺丝液二朝向基材的上表面喷射3~5min。

4.根据权利要求1所述的抗菌型纳米纤维空气过滤材料的制备方法,其特征在于,静电纺丝工艺参数为:电压差为5~90kV,接收距离为5~30cm,灌注速度为0.2~8mL/h,环境温度为10~30℃,相对湿度为10~80%。

5.根据权利要求1所述的抗菌型纳米纤维空气过滤材料的制备方法,其特征在于,纳米纤维膜一和纳米纤维膜二的孔隙率为80~95%,微孔孔径为0.01~6um,静电纺纳米纤维的纤维直径为100~500nm,纳米纤维膜一和纳米纤维膜二的厚度为10~100um,滤效大于99.95%。

6.根据权利要求1所述的抗菌型纳米纤维空气过滤材料的制备方法,其特征在于,初滤层材料一和初滤层材料二是无纺布或编织物,选自聚乙烯、丙纶、涤纶、尼龙、聚四氟乙烯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的抗菌型纳米纤维空气过滤材料的制备方法,其特征在于,基材的质量为10~25g/㎡,基材是无纺布,选自纺粘无纺布、熔喷无纺布、针刺无纺布、水刺无纺布、竹炭纤维无纺布、负离子纳米无纺布、纳米银离子无纺布中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的抗菌型纳米纤维空气过滤材料的制备方法,其特征在于,静电纺丝装置包括传送机构、纺丝机构、供液机构、热压机构和收卷机构,传送机构包括将基材传入以及传出纺丝机构的辊轮组一,纺丝机构包括成型纳米纤维膜一的第一纺丝组件和成型纳米纤维膜二的第二纺丝组件,第二纺丝组件设置在第一纺丝组件的上方,第一纺丝组件和第二纺丝组件之间设有接收基板;第一纺丝组件包括第一壳体、针头组一和针头组二,针头组一和针头组二相互交错地向上设置于第一壳体的顶部,第二纺丝组件包括第二壳体、针头组三和针头组四,针头组三和针头组四相互交错地向下设置于第二壳体的底部;供液机构包括储存纺丝液一的储液罐一和储存纺丝液二的储液罐二,第一壳体通入供液管一和供液管二,供液管一通过供液阀一连接储液罐一,供液管二通过供液阀二连接储液罐二,第一壳体内还埋设有分流第一浓度纺丝液的分液管一和分流第二浓度纺丝液的分液管二,分液管一的进口连接供液管一,分液管一的出口连接针头组一的各个针头,分液管二的进口连接供液管二,分液管二的出口连接针头组二的各个针头;第二壳体通入供液管三和供液管四,供液管三通过供液阀三连接储液罐一,供液管四通过供液阀四连接储液罐二,第二壳体内还埋设有分流第一浓度纺丝液的分液管三和分流第二浓度纺丝液的分液管四,分液管三的进口连接供液管三,分液管三的出口连接针头组三的各个针头,分液管四的进口连接供液管四,分液管四的出口连接针头组四的各个针头;接收基板为中间镂空形状,基材穿设接收基板,针头组一和针头组二朝向基材的下表面,针头组三和针头组四朝向基材的上表面,针头组一和针头组二接高压电源一,针头组三和针头组四接高压电源二,接收基板接地或者接低压电源;热压机构设置在纺丝机构和收卷机构之间,传送机构还包括传送初滤层材料一的辊轮组二和传送初滤层材料二的辊轮组三,辊轮组二和辊轮组三都设置在纺丝机构和热压机构之间,辊轮组二位于基材的下方,初滤层材料一被重叠于纳米纤维膜一上,辊轮组三位于基材的上方,初滤层材料二被重叠于纳米纤维膜二上;热压机构包括加热箱,加热箱内设有压辊组和温控器。

9.根据权利要求8所述的抗菌型纳米纤维空气过滤材料的制备方法,其特征在于,收卷机构包括收卷机架、卷取成品的收卷轴以及对成品施以压力的压轴,收卷轴可转动设置于收卷机架,收卷机架具有竖直延伸的两个支撑杆,每个支撑杆内设有能够伸缩的弹性悬臂,弹性悬臂的上端固定在支撑杆的顶部,弹性悬臂的下端固设滑动块,支撑杆开设有供滑动块上下滑动的滑槽,滑动块内设轴承,压轴的端部连接轴承,且压轴位于收卷轴的上方,压轴内设有电热丝。

10.根据权利要求8所述的抗菌型纳米纤维空气过滤材料的制备方法,其特征在于,辊轮组二包括涂胶辊一,辊轮组三包括涂胶辊二,涂胶辊一和涂胶辊二均开设有若干出胶口,且涂胶辊一和涂胶辊二的表面均包覆有海绵层,涂胶辊一和涂胶辊二分别通过输胶管连接储胶桶;纺丝机构还包括纺丝机架,第一壳体、第二壳体以及接收基板分别高度可调地固定在纺丝机架上。

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