本发明涉及复合过滤材料，具体涉及一种高效过滤pm2.5的复合材料。
背景技术：
：pm2.5又称细颗粒物，是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。与较粗的大气颗粒物相比，pm2.5粒径小，面积大，活性强，易附带有毒、有害物质(如重金属、微生物等)，且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。据医学调查表明，pm2.5对人体的心血管系统和呼吸系统能够造成很大的威胁，同时会诱发多种病症，如急性呼吸系统感染、哮喘、支气管炎、心血管疾病，不良生殖以及癌症。随着我国工业化和城市化进程加快，空气污染问题日益突出，持续发生的大面积雾霾事件，目前，pm2.5已成为我国大气主要污染物，对环境安全和人体健康造成了严重的威胁。随着雾霾天气在我国日益频繁的出现，口罩，尤其是pm2.5防护口罩已经成为人们日常生活的必需品，pm2.5防护口罩市场规模由2011年的4.4亿元发展到2015年的13.2亿元。目前市场上各种材质和结构用于防pm2.5的口罩种类繁多，防护水平参差不齐。根据国家权威检测机构分析结果显示，市场在售的防pm2.5口罩整体防护水平较低，过滤效率超过90％的刚过半，16.7％的口罩产品过滤效率低于40％；中国消费者协会公布的比较试验结果表明市售防pm2.5口罩防护水平合格的仅为24.3％，无法让使用者在雾霾天气下得到有效防护。因此，发展高效、低成本pm2.5过滤材料是提高pm2.5防护口罩防护效果的关键之所在。本发明所提出的复合过滤材料，是一种高效过滤pm2.5的过滤材料，可以有效提高此类材料的对人体的安全防护效果。不同类型的市售防pm2.5口罩类型、材质、防护效果及优缺点等如下表所示。从处理效果来看，普通纱布口罩、棉布口罩、活性炭口罩、一次性医用口罩主要是多层纱布或无纺布简单缝合而成，这些佩戴较为舒适，但对pm2.5的过滤效率较差，起不到防护效果；n95口罩和工业防尘口罩防护效果较好，但材质较为硬实，呼吸阻力较大，不适合长时间佩戴；纳米薄膜口罩防护效果较好，且佩戴较为舒适，是新一代口罩的发展方向，但其材质加工工艺较为复杂，目前尚无法大规模普及生产，价格高昂。综上所述，目前市售防pm2.5口罩从防护效果、佩戴舒适性及价格等方面尚不能完全满足日常生活需要。因此，发展高效、低成本pm2.5过滤材料是提高pm2.5防护口罩防护效果的关键之所在。本发明所提出的复合过滤材料及，是一种高效过滤pm2.5的过滤材料，可以有效提高此类材料的对人体的安全防护效果。技术实现要素：本发明提出了一种高效过滤pm2.5的复合材料，通过颗粒物与无纺布复合材料之间的机械拦截、物理化学吸附、静电吸附、架桥作用等机制，实现了pm2.5颗粒在复合材料上的高效截留；各层之间采用黏合剂通过棋盘式粘结在一起，既能发挥各层无纺布的优势又能降低呼吸阻力的协同作用，从而保证了透气性，有效解决了现有口罩的过滤材料过滤效率低、容尘量小、阻力大的问题。为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种高效过滤pm2.5的复合材料，包括表层、芯层和面层，所述表层、芯层和面层通过黏合剂依次黏合起来制成复合材料，所述黏合剂由羧甲基纤维素和明胶加入到水中溶解制成。所述表层和面层为pp纺黏无纺布或pe/pp双组份纺黏无纺布，芯层为pp熔喷无纺布。使用时表层靠近空气，内层靠近防护对象；本发明表层主要起保护芯层及第一重过滤作用，芯层主要起深层过滤作用，内层主要起更进一步过滤作用。将黏合好的材料在40-50℃条件下真空干燥1-2h，得到复合材料。所述pp纺黏无纺布的直径为15～25μm，克重30-40g/m2，透气率1000-1400mm/s；pe/pp纺黏无纺布的直径为20～30μm，克重30-40g/m2，透气率1800-2400mm/s，；pp熔喷无纺布的直径为2～5μm，克重10-20g/m2，透气率500-1000mm/s。所述黏合剂中各组分的重量百分比为：羧甲基纤维素0.5-2.5％、明胶5-10％、水87.5-94.5％；依次将羧甲基纤维素、明胶加入到水中溶解，在温度为60℃-80℃的条件下搅拌0.5h-1h，反应结束得到黏合剂。羧甲基纤维素加入到水中待溶解后，再加入明胶溶解。所述表层、芯层和面层通过黏合剂进行黏合的方式为点黏合，布点方式采用棋盘式布点。所述布点方式具体为：将黏合剂以1-2.5cm的间隔在面层上均匀撒点涂布，并将芯层黏合在面层上，然后按相同做法在芯层上均匀撒点涂布黏合剂，并使芯层上的黏合点与面层上的黏合点重合，再将表层黏合在芯层无纺布上。本发明的有益效果是：本发明表层和面层采用纺黏无纺布，芯层采用熔喷无纺布，利用黏合剂将两层纺黏无纺布和一层熔喷无纺布紧密复合在一起，充分利用熔喷无纺布过滤效率高和纺黏无纺布柔软透气的协同性能，有效实现了高效过滤空气中pm2.5和透气舒适的目的。本发明材料简单易得，所制成的复合过滤材料滤效率高、容尘量大、阻力低，产品环保无污染，使用寿命长，透气性能好，尤其适合于pm2.5防护口罩，市场前景广阔。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明布点方式示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1一种高效过滤pm2.5的复合滤材，由外到内依次由表层、芯层、内层复合而成，表层和内层为pp单组份纺黏无纺布，芯层为pp熔喷无纺布。上述pp单组份纺黏无纺布纤维直径为15μm，克重为30g/m2，透气率为1400mm/s；pp熔喷非织造材料纤维直径为2μm，克重为10g/m2，透气率为600mm/s。上述黏合剂由重量份数的羧甲基纤维素2.5％、明胶5％、水92.5％制成，其制备方法是依次将羧甲基纤维素、明胶加入到水中溶解，在温度为60℃的条件下搅拌1h，反应结束后的溶液即为黏合剂。上述黏合方式为点黏合，布点方式采用棋盘式布点，其具体做法是：在内层无纺布上间隔1cm涂布黏合剂，并将芯层无纺布黏合在内层无纺布上，然后按相同做法在芯层无纺布上涂布黏合剂，并使芯层上的黏合点与内层上的黏合点重合，再将外层无纺布黏合在芯层无纺布上。将黏合好的过滤材料在40℃条件下真空干燥1.5h，即得高效过滤pm2.5的过滤材料。实施例2一种高效过滤pm2.5的复合滤材，由外到内依次由表层、芯层、内层复合而成，表层和内层为pe/pp双组份纺黏无纺布，芯层为pp熔喷无纺布。上述pe/pp双组份纺黏无纺布纤维直径为20μm，克重为34g/m2，透气率为2200mm/s；pp熔喷非织造材料纤维直径为5μm，克重为20g/m2，透气率为800mm/s。上述黏合剂由重量份数的羧甲基纤维素2.3％、明胶5.7％、水92％制成，其制备方法是依次将羧甲基纤维素、明胶加入到水中溶解，在温度为80℃的条件下搅拌0.5h，反应结束后的溶液即为黏合剂。上述黏合方式为点黏合，布点方式采用棋盘式布点，其具体做法是：在内层无纺布上间隔2cm涂布黏合剂，并将芯层无纺布黏合在内层无纺布上，然后按相同做法在芯层无纺布上涂布黏合剂，并使芯层上的黏合点与内层上的黏合点重合，再将外层无纺布黏合在芯层无纺布上。将黏合好的过滤材料在50℃条件下真空干燥1h，即得高效过滤pm2.5的过滤材料。实施例3一种高效过滤pm2.5的复合滤材，由外到内依次由表层、芯层、内层复合而成，表层为pp单组份纺黏无纺布，芯层为pp熔喷无纺布，内层为pe/pp双组份纺黏无纺布。上述pp单组份纺黏无纺布纤维直径为25μm，克重为36g/m2，透气率为1250mm/s；pe/pp双组份纺黏无纺布纤维直径为20μm，克重为30g/m2，透气率为2400mm/s；pp熔喷非织造材料纤维直径为2μm，克重为10g/m2，透气率为600mm/s。上述黏合剂由重量份数的羧甲基纤维素2％、明胶7.5％、水90.5％制成，其制备方法是依次将羧甲基纤维素、明胶加入到水中溶解，在温度为60℃的条件下搅拌1h，反应结束后的溶液即为黏合剂。上述黏合方式为点黏合，布点方式采用棋盘式布点，其具体做法是：在内层无纺布上间隔1cm涂布黏合剂，并将芯层无纺布黏合在内层无纺布上，然后按相同做法在芯层无纺布上涂布黏合剂，并使芯层上的黏合点与内层上的黏合点重合，再将外层无纺布黏合在芯层无纺布上。将黏合好的过滤材料在40℃条件下真空干燥2h，即得高效过滤pm2.5的过滤材料。实施例4一种高效过滤pm2.5的复合滤材，由外到内依次由表层、芯层、内层复合而成，表层为pp单组份纺黏无纺布，芯层为pp熔喷无纺布，内层为pe/pp双组份纺黏无纺布。pp纺黏无纺布的直径为15μm，克重30g/m2，透气率1000mm/s；pe/pp纺黏无纺布的直径为20μm，克重30g/m2，透气率1800mm/s，；pp熔喷无纺布的直径为2μm，克重10g/m2，透气率500mm/s。上述黏合剂由重量份数的羧甲基纤维素0.5％、明胶5％、水94.5％制成，其制备方法是依次将羧甲基纤维素、明胶加入到水中溶解，在温度为60℃的条件下搅拌1h，反应结束后的溶液即为黏合剂。上述黏合方式为点黏合，布点方式采用棋盘式布点，其具体做法是：在内层无纺布上间隔1cm涂布黏合剂，并将芯层无纺布黏合在内层无纺布上，然后按相同做法在芯层无纺布上涂布黏合剂，并使芯层上的黏合点与内层上的黏合点重合，再将外层无纺布黏合在芯层无纺布上。将黏合好的过滤材料在40℃条件下真空干燥2h，即得高效过滤pm2.5的过滤材料。实施例5一种高效过滤pm2.5的复合滤材，由外到内依次由表层、芯层、内层复合而成，表层为pp单组份纺黏无纺布，芯层为pp熔喷无纺布，内层为pe/pp双组份纺黏无纺布。pp纺黏无纺布的直径为20μm，克重35g/m2，透气率1200mm/s；pe/pp纺黏无纺布的直径为25μm，克重35g/m2，透气率2000mm/s，；pp熔喷无纺布的直径为4μm，克重15g/m2，透气率800mm/s。上述黏合剂由重量份数的羧甲基纤维素2.5％、明胶10％、水87.5％制成，其制备方法是依次将羧甲基纤维素、明胶加入到水中溶解，在温度为70℃的条件下搅拌0.8h，反应结束后的溶液即为黏合剂。上述黏合方式为点黏合，布点方式采用棋盘式布点，其具体做法是：在内层无纺布上间隔1.5cm涂布黏合剂，并将芯层无纺布黏合在内层无纺布上，然后按相同做法在芯层无纺布上涂布黏合剂，并使芯层上的黏合点与内层上的黏合点重合，再将外层无纺布黏合在芯层无纺布上。将黏合好的过滤材料在45℃条件下真空干燥1.5h，即得高效过滤pm2.5的过滤材料。实施例6一种高效过滤pm2.5的复合滤材，由外到内依次由表层、芯层、内层复合而成，表层为pp单组份纺黏无纺布，芯层为pp熔喷无纺布，内层为pe/pp双组份纺黏无纺布。pp纺黏无纺布的直径为25μm，克重40g/m2，透气率1400mm/s；pe/pp纺黏无纺布的直径为30μm，克重40g/m2，透气率2400mm/s，；pp熔喷无纺布的直径为5μm，克重20g/m2，透气率1000mm/s。上述黏合剂由重量份数的羧甲基纤维素2％、明胶8％、水90％制成，其制备方法是依次将羧甲基纤维素、明胶加入到水中溶解，在温度为80℃的条件下搅拌0.5h，反应结束后的溶液即为黏合剂。上述黏合方式为点黏合，布点方式采用棋盘式布点，其具体做法是：在内层无纺布上间隔2.5cm涂布黏合剂，并将芯层无纺布黏合在内层无纺布上，然后按相同做法在芯层无纺布上涂布黏合剂，并使芯层上的黏合点与内层上的黏合点重合，再将外层无纺布黏合在芯层无纺布上。将黏合好的过滤材料在50℃条件下真空干燥1h，即得高效过滤pm2.5的过滤材料。过滤材料过滤效果及防护性能测定1、过滤效率：将实施例1-3所得高效过滤pm2.5的过滤材料通过tsi8130自动滤料测试仪测试其过滤效率，介质采用计数中位径为(0.075±0.020)μm的nacl颗粒，测试流量85l/min，测试结果如表1所示。表1过滤效率项目过滤效率(％)阻力(pa)实施例199.23138.15实施例299.68116.47实施例399.45129.042、透气性能：将实施例1-3所得高效过滤pm2.5的过滤材料通过yg461l织物透气性能测试仪测试其透气性能，实验面积为20cm2，压降为100pa，测试结果如表2所示。表2透气性能项目透气率(mm/s)实施例1208实施例2256实施例32253、防护效果：将实施例1-例3所得高效过滤pm2.5的过滤材料通过崂应2030型中流量智能tsp采样器测试其对空气中pm2.5的过滤效率，采样流量为100l/min，采样时间60min，测试结果如表3所示。表3防护效果从表中数据可以看出，实施例1-例3所得高效过滤pm2.5的过滤材料具有过滤效率高、阻力低、透气性能好等优点，可以有效防护空气中的pm2.5。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12