[发明专利]具有空腔结构的驻极体非织造过滤材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有空腔结构的驻极体非织造过滤材料，其特征在于，包括：外层纤维管以及嵌套在所述外层纤维管内的纳米纤维丝；所述外层纤维管由聚烯烃纤维及负载于所述聚烯烃纤维表面的驻极材料微纳米粒子组成；所述纳米纤维丝为热塑性聚酯纤维丝，由热力学不相容的热塑性聚酯和基质经熔融纺丝和相分离得到；在空气流通的作用下，通过外层介电常数较低的负载驻极材料微纳米粒子的聚烯烃纤维管和内层介电常数相对较高的聚酯纳米纤维丝的摩擦作用，不断形成驻极电荷，从而提高静电吸附持久性；

所述驻极体非织造过滤材料的制备方法包括以下步骤：

S1.将聚烯烃熔融得到熔融纺丝原料a，将热力学不相容的热塑性聚酯和基质按预设质量比熔融共混得到熔融纺丝原料b；所述基质为醋酸纤维素、乙基纤维素或醋酸丁酸纤维素中的任一种；

S2.将步骤S1中所述熔融纺丝原料a和熔融纺丝原料b从双通道同轴喷丝孔喷出，进行熔融纺丝；

其中，熔融纺丝原料a从外层喷丝孔喷出，熔融纺丝原料b从内层喷丝孔喷出；

S3.采用分散有驻极材料微纳米粒子的熔喷气流对从喷丝孔喷出的聚合物熔体纤维进行喷吹，得到表面负载驻极材料微纳米粒子的皮芯结构纤维；

S4.将步骤S3中所述皮芯结构纤维通过接收装置铺设成网，得到皮芯结构纤维网；

S5.将步骤S4中所述皮芯结构纤维网通过溶剂萃取，去除步骤S1中所述的基质，然后进行驻极处理，得到所述具有空腔结构的驻极体非织造过滤材料。

2.根据权利要求1所述的具有空腔结构的驻极体非织造过滤材料，其特征在于，所述驻极材料微纳米粒子通过熔喷气流喷射负载于所述聚烯烃纤维表面，在气流喷吹作用下，所述驻极材料微纳米粒子与所述聚烯烃纤维通过摩擦作用产生驻极电荷。

3.根据权利要求1所述的具有空腔结构的驻极体非织造过滤材料，其特征在于，所述纳米纤维丝的直径≤200nm；所述驻极材料微纳米粒子的平均粒径≤1 μm，所述驻极材料微纳米粒子的负载量为所述聚烯烃纤维质量的3～12 wt%。

4.根据权利要求1所述的具有空腔结构的驻极体非织造过滤材料，其特征在于，所述具有空腔结构的驻极体非织造过滤材料的厚度为0.2～5mm，其对空气中直径≥0.3μm的微尘的拦截效率≥99.5%，过滤阻力≤30Pa，表面静电压≥3.2kV，放置4个月后的静电压≥3kV。

5.根据权利要求1所述的具有空腔结构的驻极体非织造过滤材料，其特征在于，所述聚烯烃纤维为聚丙烯纤维、聚乙烯纤维或聚氯乙烯中的任一种；所述驻极材料微纳米粒子为聚四氟乙烯微纳米粒子。

6.根据权利要求1所述的具有空腔结构的驻极体非织造过滤材料，其特征在于，在步骤S1中，所述预设质量比为1:9～3:7。

7.根据权利要求1所述的具有空腔结构的驻极体非织造过滤材料，其特征在于，在步骤S2中，所述熔融纺丝的接收距离为8～30 cm，所述双通道同轴喷丝孔的内层喷丝孔直径为0.1～1mm，外层喷丝孔直径为0.1～2mm。

8.根据权利要求1所述的具有空腔结构的驻极体非织造过滤材料，其特征在于，在步骤S3中，所述熔喷气流的温度为280～320℃，所述熔喷气流的流速为300～500 m/s，所述驻极材料微纳米粒子的喷射量为30～80 mg/s。

9.根据权利要求1所述的具有空腔结构的驻极体非织造过滤材料，其特征在于，在步骤S5中，所述溶剂为丙酮；所述驻极处理为电晕放电驻极处理。