本发明涉及一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸及其制备方法，特别是一种以植物纤维和聚乳酸纤维为材料，采用纳米纤维和负离子粉涂料喷淋技术制得的呼吸阻力低、过滤效率高、驻极表面电位高、环保可降解、生产成本低的替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸的制备方法，属于造纸
技术领域：
。
背景技术：
：我国是工业生产大国，随着我国人民生活水平的提高，人们对于自身的健康和环境的要求越来越高。但我国是一个发展中的大国，正处于加速发展的工业化时期，钢铁、煤炭、水泥、电力等的产量及消费都已居世界前列。由于这些重工业，能源工业，原材料工业的快速发展，相应环境污染问题较为突出，给我们的身心健康带来严重的影响。空气粉尘和细菌是两种最严重的污染物，尤其是在公共场所，或者通风不好的室内(病房和公共设施场所)。所以佩戴口罩减少污染对身体的伤害就显得尤为重要。2020年新型冠状肺炎疫情爆发，为了预防新型冠状病毒的传染，口罩成为最为重要的防护用品，特别是一次性医用防护口罩，对阻隔病毒的传播起到重要作用。但是由于疫情的严峻，口罩在全国范围内成为紧缺物资。全国口罩出现有价无市的现象。而熔喷布作为一次性防护口罩过滤环节的关键材料，堪称医用外科口罩和n95口罩的“心脏”。据央视报道，疫情期间由于口罩需求量的大幅增加，熔喷布的供应也非常紧张，其价格也随之水涨船高，已经出现“一布难求”，“一布天价”。“一布难求”体现在熔喷布供不应求、现货紧张，影响口罩生产；“一布天价”则体现在熔喷布从疫情前每吨2万元，涨到每吨30万到40万元，既增加了生产成本，也提高了口罩销售价格。熔喷布的主要原料是聚丙烯，它是一种半结晶的热塑性塑料，具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。在工业界有广泛的应用，是一次性防护口罩生产中最重要的原料。但是熔喷布也存在一定的缺点，一是生产成本高，生产量小，二是难以降解，对环境有污染。据统计：废塑料中聚丙烯所占比例约为18％。可见，废塑料中聚丙烯占有相当大的比重。疫情发生之前，口罩使用量较少，废旧口罩的处理方法主要是随同其它垃圾一起掩埋或随意丢弃于自然环境中。这不仅浪费资源，同时对对环境造成极大的污染。由于聚丙烯材料自身分子结构的特点，分子链中存在大量的叔碳原子，此种原子在受到光、氧、热的作用会不同程度的发生老化降解，产生短的碳链被氧化后会释放醛酮类的易挥发性物质，对土壤、空气造成严重污染，对动植物和人类造成严重伤害。近年来，新型口罩过滤材料得到广泛研究，特别是无污染无毒害的可完全降解的过滤材料成为研究重点，其中以聚乳酸过滤材料和植物纤维过滤材料最具代表性。聚乳酸是由乳酸聚合而成的新型可降解生物材料，可完全降解为水和二氧化碳。植物纤维过滤材料是以植物纤维为原料，经过特殊处理后，按照特定的抄造工艺制备成过滤材料，该过滤材料具有原料丰富，工艺简单，过滤性能高，绿色无污染等优点，是未来代替口罩用熔喷布的理想过滤材料。cn201610034279.4公开了一种pm2.5防护口罩用过滤纸及其制备方法。滤纸基材主要由下列重量份的原料制备成：天丝纤维25～40、聚酯纤维20～35、碳酸钙填料30～40、双元助留剂共0.1～0.3、聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂0.3～0.8。其特征在于：先抄造出高加填量且结构致密的滤纸基材，经回湿后进入超级压光机，再依次经稀酸浸渍处理、水浸脱酸、干燥整形制成。本发明采用湿法成型和超级压光技术抄造出致密的基材，高加填与稀酸处理工艺相结合，来构建静态的亚微米级的孔径；同时用填料来调控滤纸的孔径分布及孔隙率，进而实现过滤阻力的可调控，同时满足pm2.5防护口罩用过滤纸高效、低阻的要求。cn201610428539.6公开的用于防雾霾口罩的大麻根部韧皮过滤纸的制备方法，其步骤是依次将大麻根部韧皮经过切断、蒸煮、漂白、疏解、打浆、抄造、压榨、烘干。本发明将比较粗硬的大麻根部韧皮制成具有较好的厚度、定量、孔径和孔隙率的大麻根部韧皮过滤纸，实现了废弃纺织品的重新利用。制得的大麻根部韧皮过滤纸对0.26μm、15.6mg/m3密度和2％浓度的nacl气溶胶颗粒的过滤效率高达99.94％-100％，因此具有较好的空气颗粒过滤效率，可以应用在防雾霾口罩方面，具有高效的过滤效果，市场应用前景广阔。中国专利文献cn104289042a(申请号201410452788.x)公开了一种静电纺纳米纤维驻极过滤材料及其制备方法,在静电纺丝过程中通过控制聚合物溶液组分与温度、纳米纤维成型“快速冷却”过程，一步成型制备纤维间无粘连、蓬松的三维网状互通结构的高效、低阻纳米纤维驻极过滤材料。但是静电纺丝存在产量小、物理机械性能较差等方面的限制，其所得的纳米纤维材料应用主要侧重于高附加值、低用量、高精密度的相关领域。上述技术方案在原料和制备工艺上对滤纸进行了改进，但仍然存在过滤效果不足和难于降解的问题。中国专利文献cn104878646a(申请号201510237571.1)公开了一种高精度空气滤纸，包括原纸和对原纸进行浸渍的浸渍剂，所述的原纸，包括玻璃纤维、经碱处理的棉短绒浆、聚乳酸纤维、消泡剂、分散剂、湿强剂、防水剂、增白剂，所述的浸渍剂包括酚醛树脂、苯丙乳液、正己烷、甲醇、n-羟甲基丙烯酰胺和润湿剂；该发明还公开了该高精度空气滤纸的制备方法，通过该制备方法得到的高精度空气滤纸，具有具较高的过滤精度、相对较低的过滤阻力、较高的纳污能力、使用寿命长和质量稳定性好的特性。该技术虽然充分利用了玻璃纤维和聚乳酸纤维混合后的高孔隙率和孔径小的特点，制得过滤精度高的空气滤纸，但其各项指标并不适用于口罩喷绒布的替代，特别是其孔径依然偏大，无法达到口罩喷绒布的过滤指标。中国专利文献cn108774912a(申请号201810388997.0)公开了一种醒脑纸手帕的制备方法，将高锰酸钾加到乙醇溶液中，搅拌后静置，滤去沉淀，加入活性炭，过滤，滤液经硅胶过滤，得纯化的乙醇；将玫瑰花、人参、红景天、芍药清洗净捣碎置于水蒸气发生装置中，到混合精油；将橙花醛、麝香酮加到纯化后的乙醇中，密封4～6天后加入混合精油，密封贮存3～5天，将β环糊精加到温水中搅拌制成饱和溶液，按照配比加入混合乙醇混合液，加热搅拌1～2h，自然冷却析出晶体，抽滤，50℃下干燥2h；产物加到10wt％聚乳酸溶液中，通过静电纺丝得到复合聚乳酸纤维，然后将针叶木浆、棉浆、阔叶木浆、复合聚乳酸纤维打浆，经抄造、复卷即可。本发明提供的纸手帕的制备方法操作简单，成本低，容易大规模生产，具备良好的应用前景。该技术利用复合聚乳酸纤维与针叶木浆、棉浆、阔叶木浆混合打浆，制备获得具有醒脑功效的纸手帕。技术实现要素：本发明针对上述聚丙烯熔喷布产量少，成本高，污染环境和生物有害等问题，提供一种操作简单、成本低廉替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸的制造方法，首次采用植物纤维和聚乳酸纤维作为替代聚丙烯熔喷布的过滤材料，通过纳米纤维和负离子粉涂料喷淋技术，解决植物纤维和聚乳酸纤维成纸孔径大，聚乳酸纤维驻极电荷衰减快的问题。制得品质优良、驻极电压高、呼吸阻力低、颗粒物过滤效率强、环保无污染的替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸。后续将该纸基过滤材料原纸再经特殊的涂布处理和驻极处理后，可制得过滤性能与聚丙烯熔喷布相当的口罩用纸基过滤材料。本发明技术方案如下：一种负离子纤维涂料，由如下组份构成，均为质量百分比：负离子粉2％～5％，纳米纤维0.01％～0.05％，余量水。根据本发明优选的，所述负离子粉粒径≤30μm。负离子粉为为永久释放负离子的多种矿物质混合分体，可以激发空气中原子，释放电子，形成负氧离子，从而在一定范围内形成负离子场效应，和远红外效应。根据本发明优选的，所述纳米纤维选自植物纤维和/或细菌纤维素；进一步优选的，所述植物纤维为针叶木纤维和/或阔叶木纤维。所述的纳米纤维可采用物理破碎法、均质法或者化学法制备获得。根据本发明优选的，所述纳米纤维直径为100～500nm，长径比为100～1000。一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸的制备方法，步骤如下：(1)将聚乳酸纤维和经过打浆处理的植物纤维按比例混合，加入造纸用湿强剂，并分散均匀，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料稀释后，经纸张成型，制得湿纸幅；(3)向步骤(2)制得的湿纸幅表面喷淋负离子纤维涂料，然后经过干燥和后续成纸处理，制得替代口罩熔喷布用纸基过滤材料原纸。根据本发明优选的，所述步骤(1)中，聚乳酸纤维长度为2～6mm，直径为1～3μm。根据本发明优选的，所述步骤(1)中，聚乳酸纤维占总纤维质量的20％～40％。聚乳酸纤维作为高分子有机纤维，可以被静电驻极，从而使纸张产生持久有效的静电，产生静电吸附作用，从而提高过滤效率。根据本发明优选的，所述步骤(1)中，植物纤维为针叶木纤维、阔叶木纤维或针叶木纤维与阔叶木纤维的混合纤维；所述植物纤维的打浆度为20～40°sr。打浆度为20～40°sr可以使使纤维发生润张，从而降低平均孔径，以提高过滤效率。根据本发明优选的，所述步骤(1)中，植物纤维为采用化学法制浆或化学机械法制得的漂白木浆。根据本发明优选的，所述步骤(1)中，植物纤维占总纤维质量的60％～80％。根据本发明优选的，所述步骤(1)中，造纸用湿强剂为无氯型聚酰胺多氨环氧氯丙烷；优选的，造纸用湿强剂用量为总纤维重量的0.3％～0.8％。聚酰胺多氨环氧氯丙烷，可以提高纸张湿强度，为后续涂布加工提供基础。根据本发明优选的，所述步骤(2)中，浆料稀释至质量浓度为0.01％～0.05％。浆料在该浓度范围时纤维成单根存在，可以使聚乳酸纤维达到理想分散状态，使制得的纸页均匀度提高，进而提高过滤效率。根据本发明优选的，所述步骤(2)中，纸张成型为采用斜网成型方式。斜网成型方式应用于超低浓度纤维浆料的大量脱水，有利于形成均匀纸页。根据本发明优选的，所述步骤(3)中，负离子纤维涂料喷淋的涂布量以固形物计为2～4g/㎡。所述固形物是指负离子粉与纳米纤维的总称。喷淋负离子纤维涂料可以进一步降低孔径，增加对微小颗粒的过滤作用；同时，负离子纤维涂料中的负离子粉具有永久释放负离子，形成静电场的作用，与聚乳酸纤维配合使用，可以提高聚乳酸纤维驻极后电荷的保留率，降低衰减速度，使得以聚乳酸驻极体为材料制得的替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸具有长时间的静电电压。根据本发明优选的，所述步骤(3)中，负离子纤维涂料喷淋为喷淋于湿纸幅的上表面。喷淋于湿纸幅的的上表面后，负离子纤维涂料在重力作用下使纳米纤维和负离子粉填充的纤维空隙中，可以更好的降低平均孔径。根据本发明优选的，所述步骤(3)中，干燥和后续成纸处理按照20～40g/㎡卫生纸巾的生产工艺进行。上述总纤维是指步骤(1)中聚乳酸纤维和植物纤维的总称。一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸，物理性质如下：定量为：20～40g/㎡，抗张强度为：2kn/m～4kn/m；湿强度为：15％～30％；松厚度1.3～1.8m3/g；平均孔径为：30μm～55μm；呼吸阻力为：30pa～170pa；驻极后表面电位：300v～600v，颗粒物过滤效率为：50％～80％。根据本发明优选的，所述替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸，物理性质如下：定量为：25～35g/㎡，抗张强度为：2.5kn/m～3.5kn/m；湿强度为：15％～30％；松厚度1.4～1.7m3/g；平均孔径为：30μm～45μm；呼吸阻力为：30pa～150pa；驻极后表面电位：350v～600v，颗粒物过滤效率为：55％～80％。一种过滤装置，至少含有一层上述纸基过滤材料原纸作为过滤部分。一种口罩，至少含有一层上述纸基过滤材料原纸作为过滤部分。有益效果1.本发明首次采用植物纤维和聚乳酸纤维作为替代聚丙烯熔喷布的过滤材料，采用喷淋含有纳米纤维的负离子纤维涂料解决了植物纤维和聚乳酸纤维成纸后空隙较大，过滤效率低的问题；此外，负离子纤维涂料中的负离子粉可持久释放负离子，形成静电场，保护聚乳酸纤维被驻极后电荷量的稳定，降低驻极后纸基过滤材料电位衰减，解决了聚乳酸纤维驻极后电荷衰减过快的问题，在保持较高的表面电位、提高静电吸附能力的同时，提高了过滤效率。2.本发明采用聚乳酸纤维和植物纤维为原料，制备的纸基过滤材料原纸可完全降解，不会污染环境；同时，该纸基过滤材料原纸具有原料丰富，工艺简单，成本低，产量大的优势。3.本发明采用超低浓度浆料和斜网成型工艺，提高了纸页的孔径均匀度，使过滤效率更加均匀；然后通过负离子纤维涂料喷淋纸页，降低纸基过滤材料原纸的孔径，提高孔隙率，实现了在不改变呼吸阻力的同时，提高过滤效率。具体实施方法下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步阐述，但本发明所保护范围不限于此。实施例中聚乳酸短纤维为普通市售产品，长度为2～4mm，直径为1～2um。实施例中针叶木纤维和阔叶木纤维为普通市售产品，东顺集团股份有限公司有售。实施例中聚酰胺多氨环氧氯丙烷为普通市售产品，商品质量浓度为12.5％。实施例中负离子粉为从河北省鹏显化工有限公司有售，负离子粉直径20μm。实施例中所述纳米纤维为针叶木纳米纤维素，按照文献《determinationofnanocellulosefibrillengthbyshearviscositymeasurement》(tanaka等，《cellulose》2014年6月)中记载的tempo氧化纤维素方法制备，纳米纤维的直径为200nm～300nm，长径比为300～600。实施例中纸基过滤材料原纸的干燥和后续成纸处理参照20g/㎡～40g/㎡卫生纸巾原纸的干燥和后续成纸处理工艺进行，为本领域惯用技术。各项测量方法参照以下国家标准或测试方法定量：gb/t451.2-2002，纸和纸板定量的测定方法；抗张强度：gb/t453-2002，纸和纸板抗张强度的测定方法；湿强度：gb/t465.2-2008，纸和纸板浸水后抗张强度的测定；松厚度：gb/t451.3-2002纸和纸板厚度的测定法，呼吸阻力：gb2626-2019《呼吸防护自吸过滤式防颗粒物呼吸器》；颗粒物过滤效率：gb2626-2019《呼吸防护自吸过滤式防颗粒物呼吸器》；平均孔径：参照论文《聚酰亚胺/纤维素锂电池隔膜纸的纸页结构及性能研究》(王珊珊，《齐鲁工业大学》，2019)；驻极后表面电位：参照论文《多孔聚四氟乙烯-聚乙烯-聚丙烯驻极体储电性能的研究》(宋茂海，《第二军医大学》，2006)。实施例1一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸及其制备方法，步骤如下：(1)将占总纤维质量比30％的聚乳酸纤维和占总纤维质量比70％的打浆度为30°sr的针叶木纤维混合，加入总纤维质量0.5％的造纸湿强剂聚酰胺多氨环氧氯丙烷，并分散均匀，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料稀释到浓度为0.025％后上纸机，采用斜网成型方式进行纸张成型，制得湿纸幅；(3)向步骤(2)制得的湿纸幅表面喷淋上述制得的负离子纤维涂料，喷淋上表面，喷淋量以固形物计为3.5g/m2，之后按照30g/㎡卫生纸巾原纸的干燥工艺和后续成纸工艺，制得替代口罩熔喷布用纸基过滤材料原纸。本实施例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表1：表1指标数据定量30g/㎡抗张强度3.05kn/m湿强度20％松厚度1.5m3/g平均孔径38μm呼吸阻力46pa驻极后表面电位433v颗粒物过滤效率63％实施例2一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸及其制备方法，步骤如下：(1)将占总纤维质量比40％的聚乳酸纤维和占总纤维质量比60％的打浆度为30°sr的针叶木纤维混合，加入总纤维质量0.5％的造纸湿强剂聚酰胺多氨环氧氯丙烷，并分散均匀，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料稀释到浓度为0.025％后上纸机，采用斜网成型方式进行纸张成型，制得湿纸幅；(3)向步骤(2)制得的湿纸幅表面喷淋实施例1制得的负离子纤维涂料，喷淋上表面，喷淋量以固形物计为3.5g/m2，之后按照30g/㎡卫生纸巾原纸的干燥工艺和后续成纸工艺，制得替代口罩熔喷布用纸基过滤材料原纸。本实施例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表2：表2指标数据定量30g/㎡抗张强度3.3kn/m湿强度17％松厚度1.52m3/g平均孔径32μm呼吸阻力45pa驻极后表面电位528v颗粒物过滤效率71％实施例3一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸及其制备方法，步骤如下：(1)将占总纤维质量比20％的聚乳酸纤维和占总纤维质量比80％的打浆度为30°sr的针叶木纤维混合，加入总纤维质量0.5％的造纸湿强剂聚酰胺多氨环氧氯丙烷，并分散均匀，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料稀释到浓度为0.025％后上纸机，采用斜网成型方式进行纸张成型，制得湿纸幅；(3)向步骤(2)制得的湿纸幅表面喷淋实施例1制得的负离子纤维涂料，喷淋上表面，喷淋量以固形物计为3.5g/m2，之后按照30g/㎡卫生纸巾原纸的干燥工艺和后续成纸工艺，制得替代口罩熔喷布用纸基过滤材料原纸。本实施例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表3：表3实施例4一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸及其制备方法，步骤如下：(1)将占总纤维质量比30％的聚乳酸纤维和占总纤维质量比70％的打浆度为20°sr的针叶木纤维混合，加入总纤维质量0.5％的造纸湿强剂聚酰胺多氨环氧氯丙烷，并分散均匀，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料稀释到浓度为0.025％后上纸机，采用斜网成型方式进行纸张成型，制得湿纸幅；(3)向步骤(2)制得的湿纸幅表面喷淋实施例1制得的负离子纤维涂料，喷淋上表面，喷淋量以固形物计为3.5g/m2，之后按照30g/㎡卫生纸巾原纸的干燥工艺和后续成纸工艺，制得替代口罩熔喷布用纸基过滤材料原纸。本实施例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表4：表4指标数据定量30g/㎡抗张强度2.82kn/m湿强度18％松厚度1.61m3/g平均孔径42μm呼吸阻力36pa驻极后表面电位436v颗粒物过滤效率54％实施例5一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸及其制备方法，步骤如下：(1)将占总纤维质量比30％的聚乳酸纤维和占总纤维质量比70％的打浆度为40°sr的针叶木纤维混合，加入总纤维质量0.5％的造纸湿强剂聚酰胺多氨环氧氯丙烷，并分散均匀，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料稀释到浓度为0.025％后上纸机，采用斜网成型方式进行纸张成型，制得湿纸幅；(3)向步骤(2)制得的湿纸幅表面喷淋实施例1制得的负离子纤维涂料，喷淋上表面，喷淋量以固形物计为3.5g/m2，之后按照30g/㎡卫生纸巾原纸的干燥工艺和后续成纸工艺，制得替代口罩熔喷布用纸基过滤材料原纸。本实施例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表5：表5指标数据定量30g/㎡抗张强度3.72kn/m湿强度23％松厚度1.36m3/g平均孔径30μm呼吸阻力72pa驻极后表面电位401v颗粒物过滤效率68％实施例6一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸及其制备方法，步骤如下：(1)将占总纤维质量比30％的聚乳酸纤维和占总纤维质量比70％的打浆度为30°sr的针叶木纤维混合，加入总纤维质量0.8％的造纸湿强剂聚酰胺多氨环氧氯丙烷，并分散均匀，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料稀释到浓度为0.025％后上纸机，采用斜网成型方式进行纸张成型，制得湿纸幅；(3)向步骤(2)制得的湿纸幅表面喷淋实施例1制得的负离子纤维涂料，喷淋上表面，喷淋量以固形物计为3.5g/m2，之后按照30g/㎡卫生纸巾原纸的干燥工艺和后续成纸工艺，制得替代口罩熔喷布用纸基过滤材料原纸。本实施例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表6：表6指标数据定量30g/㎡抗张强度3.26kn/m湿强度28％松厚度1.53m3/g平均孔径37μm呼吸阻力48pa驻极后表面电位439v颗粒物过滤效率64.5％实施例7一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸及其制备方法，步骤如下：(1)将占总纤维质量比30％的聚乳酸纤维和占总纤维质量比70％的打浆度为30°sr的针叶木纤维混合，加入总纤维质量0.5％的造纸湿强剂聚酰胺多氨环氧氯丙烷，并分散均匀，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料稀释到浓度为0.05％后上纸机，采用斜网成型方式进行纸张成型，制得湿纸幅；(3)向步骤(2)制得的湿纸幅表面喷淋实施例1制得的负离子纤维涂料，喷淋上表面，喷淋量以固形物计为3.5g/m2，之后按照30g/㎡卫生纸巾原纸的干燥工艺和后续成纸工艺，制得替代口罩熔喷布用纸基过滤材料原纸。本实施例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表7：表7实施例8一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸及其制备方法，步骤如下：(1)将占总纤维质量比30％的聚乳酸纤维和占总纤维质量比70％的打浆度为30°sr的针叶木纤维混合，加入总纤维质量0.5％的造纸湿强剂聚酰胺多氨环氧氯丙烷，并分散均匀，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料稀释到浓度为0.025％后上纸机，采用斜网成型方式进行纸张成型，制得湿纸幅；(3)向步骤(2)制得的湿纸幅表面喷淋负离子纤维涂料，所述负离子纤维涂料如实施例1所述，不同之处在于，纳米纤维质量浓度为0.05％，负离子粉质量浓度为2％，喷淋上表面，喷淋量以固形物计为3.5g/m2，之后按照30g/㎡卫生纸巾原纸的干燥工艺和后续成纸工艺，制得替代口罩熔喷布用纸基过滤材料原纸。本实施例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表8：表8指标数据定量30g/㎡抗张强度2.72kn/m湿强度20％松厚度1.51m3/g平均孔径43μm呼吸阻力32pa驻极后表面电位386v颗粒物过滤效率55％实施例9一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸及其制备方法，步骤如下：(1)将占总纤维质量比30％的聚乳酸纤维和占总纤维质量比70％的打浆度为30°sr的针叶木纤维混合，加入总纤维质量0.5％的造纸湿强剂聚酰胺多氨环氧氯丙烷，并分散均匀，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料稀释到浓度为0.025％后上纸机，采用斜网成型方式进行纸张成型，制得湿纸幅；(3)向步骤(2)制得的湿纸幅表面喷淋负离子纤维涂料，所述负离子纤维涂料如实施例1所述，不同之处在于，纳米纤维质量浓度为0.5％，负离子粉质量浓度为5％，喷淋上表面，喷淋量以固形物计为3.5g/m2，之后按照30g/㎡卫生纸巾原纸的干燥工艺和后续成纸工艺，制得替代口罩熔喷布用纸基过滤材料原纸。本实施例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表9：表9指标数据定量30g/㎡抗张强度3.32kn/m湿强度23％松厚度1.43m3/g平均孔径30μm呼吸阻力59pa驻极后表面电位490v颗粒物过滤效率70％实施例10一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸及其制备方法，步骤如下：(1)将占总纤维质量比30％的聚乳酸纤维和占总纤维质量比70％的打浆度为30°sr的阔叶木纤维混合，加入总纤维质量0.5％的造纸湿强剂聚酰胺多氨环氧氯丙烷，并分散均匀，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料稀释到浓度为0.025％后上纸机，采用斜网成型方式进行纸张成型，制得湿纸幅；(3)向步骤(2)制得的湿纸幅表面喷淋实施例1制得的负离子纤维涂料，喷淋上表面，喷淋量以固形物计为3.5g/m2，之后按照30g/㎡卫生纸巾原纸的干燥工艺和后续成纸工艺，制得替代口罩熔喷布用纸基过滤材料原纸。本实施例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表10：表10指标数据定量30g/㎡抗张强度2.36kn/m湿强度16％松厚度1.36m3/g平均孔径28μm呼吸阻力159pa驻极后表面电位410v颗粒物过滤效率71％实施例11一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸及其制备方法，步骤如下：(1)将占总纤维质量比30％的聚乳酸纤维和占总纤维质量比50％的打浆度为30°sr的针叶木纤维及占总纤维质量比20％的打浆度为25°sr的阔叶木纤维混合，加入总纤维质量0.5％的造纸湿强剂聚酰胺多氨环氧氯丙烷，并分散均匀，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料稀释到浓度为0.025％后上纸机，采用斜网成型方式进行纸张成型，制得湿纸幅；(3)向步骤(2)制得的湿纸幅表面喷淋实施例1制得的负离子纤维涂料，喷淋上表面，喷淋量以固形物计为3.5g/m2，之后按照30g/㎡卫生纸巾原纸的干燥工艺和后续成纸工艺，制得替代口罩熔喷布用纸基过滤材料原纸。本实施例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表11：表11实施例12一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸及其制备方法，步骤如下：(1)将占总纤维质量比20％的聚乳酸纤维和占总纤维质量比50％的打浆度为20°sr的针叶木纤维及占总纤维质量比30％的打浆度为30°sr的阔叶木纤维混合，加入总纤维质量0.3％的造纸湿强剂聚酰胺多氨环氧氯丙烷，并分散均匀，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料稀释到浓度为0.02％后上纸机，采用斜网成型方式进行纸张成型，制得湿纸幅；(3)向步骤(2)制得的湿纸幅表面喷淋负离子纤维涂料，所述负离子纤维涂料如实施例1所述，不同之处在于，纳米纤维质量浓度为0.5％，负离子粉质量浓度为2.5％，喷淋上表面，喷淋量以固形物计为2.5g/m2，之后按照20g/㎡卫生纸巾原纸的干燥工艺和后续成纸工艺，制得替代口罩熔喷布用纸基过滤材料原纸。本实施例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表12：表12指标数据定量20g/㎡抗张强度2.06kn/m湿强度15％松厚度1.33m3/g平均孔径30μm呼吸阻力165pa驻极后表面电位308v颗粒物过滤效率51％实施例13一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸及其制备方法，步骤如下：(1)将占总纤维质量比20％的聚乳酸纤维和占总纤维质量比80％的打浆度为20°sr的针叶木纤维混合，加入总纤维质量0.8％的造纸湿强剂聚酰胺多氨环氧氯丙烷，并分散均匀，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料稀释到浓度为0.01％后上纸机，采用斜网成型方式进行纸张成型，制得湿纸幅；(3)向步骤(2)制得的湿纸幅表面喷淋负离子纤维涂料，所述负离子纤维涂料如实施例1所述，不同之处在于，纳米纤维质量浓度为0.5％，负离子粉质量浓度为2％，喷淋上表面，喷淋量以固形物计为3g/m2，之后按照30g/㎡卫生纸巾原纸的干燥工艺和后续成纸工艺，制得替代口罩熔喷布用纸基过滤材料原纸。本实施例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表13：表13指标数据定量30g/㎡抗张强度3.48kn/m湿强度30％松厚度1.56m3/g平均孔径41μm呼吸阻力35pa驻极后表面电位350v颗粒物过滤效率52％实施例14一种替代口罩熔喷布的纸基过滤材料原纸及其制备方法，步骤如下：(1)将占总纤维质量比40％的聚乳酸纤维和占总纤维质量比60％的打浆度为25°sr的针叶木纤维及占总纤维质量比10％的打浆度为40°sr的阔叶木纤维混合，加入总纤维质量0.5％的造纸湿强剂聚酰胺多氨环氧氯丙烷，并分散均匀，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料稀释到浓度为0.05％后上纸机，采用斜网成型方式进行纸张成型，制得湿纸幅；(3)向步骤(2)制得的湿纸幅表面喷淋负离子纤维涂料，所述负离子纤维涂料如实施例1所述，不同之处在于，纳米纤维质量浓度为0.5％，负离子粉质量浓度为5％，喷淋上表面，喷淋量以固形物计为4g/m2，之后按照40g/㎡卫生纸巾原纸的干燥工艺和后续成纸工艺，制得替代口罩熔喷布用纸基过滤材料原纸。本实施例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表14：表14指标数据定量40g/㎡抗张强度3.69kn/m湿强度16％松厚度1.42m3/g平均孔径33μm呼吸阻力146pa驻极后表面电位568v颗粒物过滤效率76％结果分析实施例1为发明较为优化方案制备的纸基过滤材料原纸，其各项性能较为均衡，综合性能较好，其中抗张强度，湿强度，松厚度，平均孔径，呼吸阻力，驻极后表面电位，85l空气流量nacl气凝胶过滤效率等各项指标均能相互兼备，使得各项指标达到最优。实施例2，实施例3为改变聚乳酸纤维和针叶木纤维质量比例。当增加聚乳酸短纤维的用量，降低针叶木纤维的用量，使得驻极后表面电位提高较大，颗粒物过滤效率也随之提高；当降低聚乳酸短纤维的用量，提高针叶木纤维的用量，使得驻极后表面电位降低，颗粒物过滤效率也随之降低；而纸张其他性能基本不变。实施例4，实施例5为改变针叶木纤维的打浆度，当打浆度降低时，使得抗张强度降低，松厚度提高，平均孔径增大，同时呼吸阻力降低，但是颗粒物过滤效率降低；当打浆度提高时，各项指标正好相反，由于平均孔径降低，所以在驻极电压有所降低时，颗粒物过滤效率反而提高。实施例6为增加造纸湿强剂聚酰胺多胺环氧氯丙烷的用量，使得纸张的湿强度明显提高，其他物理指标变化不大。造纸湿强剂主要是提高该原纸的湿强度，为后续涂布加工制备成性能可以替代聚丙烯熔喷布的纳米纸基过滤材料提供基础条件。实施例7为改变浆料的上网浓度，纤维在0.05％浓度下成游离状单根存在，对生产含有化学纤维的纸基采料具有很好的分散作用和成纸均匀度，在上网浓度范围内，对纸张物理性能影响不大。实施例8，实施例9为改变纳米纤维和负离子粉混合涂料的浓度，使得该纸张的平均孔径，呼吸阻力，驻极后表面电位和颗粒物过滤效率均发生改变。纳米纤维可以较好的改善纸张孔径，纳米纤维量增加平均孔径降低，呼吸阻力提高，同时过滤效率也提高。负离子粉能够降低聚乳酸纤维驻极后的电荷衰减速度，增加驻极后的表面电位保存时间，从而解决聚乳酸纤维驻极材料电荷衰减快造成的过滤效率低的问题。实施例10，实施例11为改变植物纤维种类，制得的纸基过滤材料原纸，当植物纤维均为阔叶木纤维时，该原纸的抗张强度、湿强度、松厚度、平均孔径均降低，而呼吸阻力提高较大，颗粒过滤效率提高，但是驻极表面电位变化不大。当针叶木与阔叶木混合时，纸基过滤材料原纸的各项性能基本在全针叶木纤维原纸和全阔叶木纤维原纸的性能指标之间，但是呼吸阻力依然较高。证明阔叶木纤维虽然可以在制备纸基过滤材料原纸中使用，但是由于阔叶木纤维的直径细，纤维短使得纸张松厚度低，平均孔径低，呼吸阻力在国标范围内偏高。实施例12，实施例13和实施例14为不同变量方案制备的20g/㎡、30g/㎡和40g/㎡的纸基过滤材料原纸，其各项物理指标群满足要求，而且高定量纸基过滤材料原纸的抗张强度和过滤效率偏高，但是呼吸阻力也随之提高，平均孔径降低。因为空气过滤效率和呼吸阻力是相互矛盾的物理指标，所以不同工艺和不同定量的纸张对其影响均不同。对比例1与实施例1相比，不同之处在于步骤(1)中不添加聚乳酸短纤维，其他工艺均相同。本对比例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表15：表15结果分析对比例1中不添加聚乳酸短纤维，使得驻极后静电压为0v，极大地降低了静电吸附作用，造成纸基过滤材料原纸的过滤效率较低，证明聚乳酸短纤维可以提高纸基过滤材料原纸的静电效果，从而提高过滤效率。对比例2与实施例1相比，不同之处在于步骤(1)中不添加针叶木纤维，其他工艺均相同。本对比例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表16：表16指标数据要求对比例2实施例1定量20g/㎡～40g/㎡30g/㎡30g/㎡抗张强度2kn/m～4kn/m0.35kn/m3.05kn/m湿强度15％～30％0.3％20％松厚度1.3～1.8m3/g1.73m3/g1.5m3/g平均孔径30μm～55μm68μm38μm呼吸阻力30pa～170pa3.6pa46pa驻极后表面电位300v～600v926v433v颗粒物过滤效率50％～80％13％63％结果分析对比例2中不添加针叶木纤维，单纯聚乳酸纤维成纸强度太低，同时湿强度降低，平均孔径提高，呼吸阻力降低，驻极后表面电位提高，但是过滤效率降为0％，这是因为没有植物纤维提高强度，和填充空隙，使得聚乳酸纤维成纸后在使用和测试容易破损，证明植物纤维可以提高成纸强度，降低平均孔径，提高过滤效率。对比例3与实施例1相比，不同之处在于步骤(1)中不添加聚酰胺多氨环氧氯丙烷，其他工艺均相同。本对比例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表17：表17指标数据要求对比例2实施例1定量20g/㎡～40g/㎡30g/㎡30g/㎡抗张强度2kn/m～4kn/m0.32kn/m3.05kn/m湿强度15％～30％0.2％20％松厚度1.3～1.8m3/g1.51m3/g1.5m3/g平均孔径30μm～55μm39μm38μm呼吸阻力30pa～170pa47pa46pa驻极后表面电位300v～600v435v433v颗粒物过滤效率50％～80％62％63％结果分析对比例3中不添加聚酰胺多氨环氧氯丙烷，使得纸基过滤材料原纸的湿强度降低到0.2％，几乎没有湿强度，无法为后续加工提供足够的湿强。证明聚酰胺多氨环氧氯丙烷可以有效提高该原纸的湿强度。对比例4与实施例1相比。不同之处在于步骤(2)中不使纤维浆料为超低浓度和斜网成型方式，在浓度大于临界浓度(0.05％)时采用圆网成型方式进行抄纸，其他工艺均相同。本对比例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表18：表18结果分析对比例4中不使纤维浆料为超低浓度和斜网成型方式制得纸基过滤材料原纸，使得平均孔径增大，呼吸阻力降低，颗粒物过滤效率降低，这是因为较大浓度浆料聚乳酸纤维分散不均匀，造成成纸匀度差，从而影响了平均孔径和过滤效率。对比例5与实施例1相比，不同之处在于步骤(3)中不进行纳米纤维喷淋，只喷淋负氧离子激发剂，其他工艺均相同。本对比例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表19：表19指标数据要求对比例2实施例1定量20g/㎡～40g/㎡30g/㎡30g/㎡抗张强度2kn/m～4kn/m2.46kn/m3.05kn/m湿强度15％～30％18％20％松厚度1.3～1.8m3/g1.52m3/g1.5m3/g平均孔径30μm～55μm63μm38μm呼吸阻力30pa～170pa16pa46pa驻极后表面电位300v～600v429v433v颗粒物过滤效率50％～80％25％63％结果分析对比例5中不喷淋纳米纤维，使得纸基过滤材料原纸的平均孔径提高到63μm，空气过滤效率降低到25％，同时抗张强度也有所降低。证明喷淋纳米纤维可以有效降低该材料的平均孔径，提高空气过滤效率，同时提高成纸抗张强度。对比例6与实施例1相比，不同之处在于步骤(3)中只进行纳米纤维喷淋，不喷淋负氧离子激发剂，其他工艺均相同。本对比例制备的纸基过滤新材料原纸指标各项数据如下表20：表20指标数据要求对比例2实施例1定量20g/㎡～40g/㎡30g/㎡30g/㎡抗张强度2kn/m～4kn/m3.10kn/m3.05kn/m湿强度15％～30％19％20％松厚度1.3～1.8m3/g1.49m3/g1.5m3/g平均孔径30μm～55μm42μm38μm呼吸阻力30pa～170pa45pa46pa驻极后表面电位300v～600v256v433v颗粒物过滤效率50％～80％43％63％结果分析对比例6中不喷淋负离子粉，使得该纸的驻极后表面电位衰减较快，静电吸附作用减弱，颗粒物过滤效率降低。证明负离子粉可以维持聚乳酸纤维驻极后电荷的衰减，增加静电吸附效果，提高颗粒物过滤效率。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受实施例的限制，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、替代、简化均应为等效替换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12