[发明专利]一种聚偏氟乙烯-醋酸纤维素复合纤维滤片及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子技术领域，具体涉及到一种聚偏氟乙烯‑醋酸纤维素复合纤维滤片及其制备方法。其包括三层纤维复合结构，其中第一层为电纺聚偏氟乙烯和醋酸纤维素复合纤维强力支撑层，其厚度为10～50μm，纤维直径为1～5μm；第二层为电纺超细聚偏氟乙烯和醋酸纤维素复合纤维功能支撑层，其厚度为5～10μm，纤维直径为0.5～1.0μm；第三层为电纺聚偏氟乙烯纳米纤维过滤功能层，其厚度在0.5～3.0μm，纤维直径在0.05～0.5μm。其热分解温度大于300摄氏度；软化温度高于160摄氏度；耐水蒸水煮；耐水洗摩擦；孔隙率高于90％；功能层平均孔径小于0.3微米，85L/min空气流速下的压差小于250Pa。而且对0.3微米以上粒径的颗粒的拦截率大于99.9％，远优于N95口罩对0.3微米颗粒95％拦截率的过滤效果。

技术领域

本发明涉及高分子技术领域，具体涉及到一种聚偏氟乙烯-醋酸纤维素复合纤维滤片及其制备方法。

背景技术

空气污染不仅能通过物理、化学、生物的侵蚀作用对周围物体产生破坏性的影响，而且污染气体经人的呼吸系统、皮肤表皮等部位对我们的呼吸道系统、神经系统、免疫能力、皮肤等产生严重的毒害作用。长期在空气质量较差的环境中生活或工作，不仅会引起呼吸功能下降，呼吸道症状加重，还会导致慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等疾病，严重的还会导致肺癌、鼻咽癌的患病率的增加。为此，人们常选用防护口罩对吸入的空气进行过滤和净化。传统使用的口罩都是采用纱布制成的，用于医用卫生防护必须符合国家标准。目前国际上主要执行两个防护口罩标准是美国标准和欧洲标准。美国职业安全卫生研究所(NIOSH)将口罩的标准分别三大类，分别是N系列，R系列和P系列，N为非油性颗粒，R、P则为油性颗粒，但R级的防护油性颗粒效仅能八小时而P级无此限制，这三大类各有3种过滤效能的标准95(95％)、99(99％)、100(99.97％)，因此共九种口罩。由于生物性微粒多属非油性颗粒因此使用N级即可。而N95级即表示可防护非油性颗粒过滤效能为95％，而N95是所有认证等级中最基本的一个等级。我国颁布的防护口罩的标准，主要参照了美国标准，技术要求至少要达到N95的标准。

对于好的防护口罩的滤片来说，应该具有以下三个条件：一是在面具与使用者面部密合良好的情况下过滤效率高；二是呼吸阻力小；三是使用者感觉舒适。然而，现有常规的防护口罩一般采用聚丙烯、聚乙烯等材料，通过SM熔喷工艺制备得到的单层或多层对称结构，主要通过无纺布形成的孔隙来达到过滤空气中的微小颗粒和微生物的作用。然而由于其制备原料均为非极性烯烃类原料，其非织造布结构稳定性差，经过水煮或热处理之后孔隙遭到破坏，过滤效果收到严重的影响，不能够重复使用。而且，常规的SM防护口罩一般为对称的结构，不能同时满足高的过滤效率和低的呼吸阻力的要求。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的第一方面提供了一种聚偏氟乙烯-醋酸纤维素复合纤维滤片，其包括三层纤维复合结构，其中第一层为电纺聚偏氟乙烯和醋酸纤维素复合纤维强力支撑层，其厚度为10～50μm，纤维直径为1～5μm；第二层为电纺超细聚偏氟乙烯和醋酸纤维素复合纤维功能支撑层，其厚度为5～10μm，纤维直径为0.5～1.0μm；第三层为电纺聚偏氟乙烯纳米纤维过滤功能层，其厚度在0.5～3.0μm，纤维直径在0.05～0.5μm。

作为一种优选的技术方案，所述聚偏氟乙烯在230℃/5kg条件下的熔融指数为5.0～27g/10min。

作为一种优选的技术方案，所述聚偏氟乙烯在230℃/100s^-1下的熔体粘度为600～2000Pa.S。

作为一种优选的技术方案，所述聚偏氟乙烯在230℃/100s^-1下的熔体粘度为600～1200Pa.S。

作为一种优选的技术方案，所述复合纤维强力支撑层和复合纤维功能支撑层的制备原料包括聚偏氟乙烯和醋酸纤维素，其重量比例为(1：1.5)～(1.5：1)。