[发明专利]基于静电纺丝技术的防雾霾窗纱及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于静电纺丝技术的防雾霾窗纱及其制备方法，该窗纱具有三层复合结构，基础层为金属筛网，所述的金属筛网表面用静电喷雾法复合有氰基丙烯酸乙酯粘性层，中间层为由静电纺丝法直接电纺于金属筛网上表面的纳米纤维功能膜，所述的纳米纤维功能膜为纳米石墨烯/PVDF/PEO复合纳米纤维膜，纳米纤维功能膜的上表面通过热压法复合保护层，所述的保护层为尼龙网。该窗纱能够对室外空气进行过滤，有效阻隔尘埃等颗粒物，并能保证室内外空气流通和室内采光，且制备方法简单，适宜规模化生产，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于建材和环保领域，具体涉及基于静电纺丝技术的防雾霾窗纱及其制备方法。

背景技术

近年来，雾霾、扬尘或沙尘天气频繁出现，空气污染对健康的影响逐渐引起人们的重视。我国已成为全球大气污染最严重的国家之一，城市大气环境中PM2.5浓度超标，国内多个城市被雾霾困扰，雾霾形式严峻。除此之外，随着空气污染的加重，大气中还含有细菌病毒和有机污染物、氮氧化物、硫氧化物等有害气体污染物。在室外雾霾污染严重时，人们往往采用关闭门窗的方式阻隔室外空气进入室内，但是长期封闭门窗会影响室内外空气流通，影响室内换气，对人体健康不利。如何对通风门窗进行改造，在保证室内外空气流通的同时防止室外雾霾等污染物进入室内污染室内环境是目前迫切需要解决的问题。

纱窗是常见的通风门窗配件，传统纱窗的网状窗纱可以在保证通风的同时防止蚊虫进入室内，但其对雾霾等污染物不能起到阻碍防护作用。从传统纱窗到功能性防雾霾纱窗，可以采用衬入活性炭等PM2.5过滤材料夹层吸附灰尘的方法，但现有滤材厚度较大，不能满足窗纱透光性和透气性的需要，且这种方法滤材与传统窗纱结合工艺较为复杂，成本较高，无法满足工业化生产需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术缺陷，对现有技术中的纱窗的窗纱进行改造，提供一种基于静电纺丝技术的防雾霾窗纱及其制备方法。该窗纱能够对室外空气进行过滤，有效阻隔尘埃等颗粒物，并能保证室内外空气流通和室内采光，且制备方法简单，适宜规模化生产，具有很好的应用前景。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于静电纺丝技术的防雾霾窗纱的制备方法，包括以下步骤：

(1)配置前驱体纺丝液：将纳米石墨烯分散于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮的混合溶剂中制成0.05-1wt％的纳米石墨烯分散液，所述的混合溶剂中N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮的体积比为1:1，向纳米石墨烯分散液中加入聚偏氟乙烯(PVDF，分子量为57万)和聚氧化乙烯(PEO，分子量为90万)，混合均匀后得到的澄清溶液即为前驱体纺丝液，所得前驱体纺丝液中PVDF的含量为15-25wt％，PEO的含量为0.3-0.9wt％；

(2)预处理基础层：所述的基础层为金属筛网，用清水对金属筛网进行洗涤，进行除杂除尘处理，再进行脱脂处理，将金属筛网浸入38-40℃的脱脂液中，20-25min后完成脱脂处理，再用清水对脱脂处理后的金属筛网进行洗涤，晾干，采用静电喷雾方式将氰基丙烯酸乙酯(ECA)均匀喷涂在金属筛网上，静电喷雾距离为5-8cm，电压为10-20千伏，时间2-10min；

(3)电纺复合纳米纤维功能膜：将步骤(1)配得的前驱体纺丝液加入静电纺丝设备储液机构中，以步骤(2)中经过预处理的金属筛网作为静电纺丝设备的纺丝收集机构，用静电纺丝设备直接在金属筛网的上表面电纺复合一层纳米纤维功能膜；

(4)热压复合保护层：所述的保护层为尼龙网，采用40-50℃热压工艺将尼龙网复合于步骤(3)制得的纳米纤维功能膜的上表面上，即得静电纺丝防雾霾窗纱。