[发明专利]一种完全可生物降解的过滤材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种完全可生物降解的过滤材料及其制备方法，(1)将纸浆添加驻留剂、驻极剂制成湿纸幅，纸幅定量为10～30g/m²；(2)将步骤(1)中所述湿纸幅水刺到水刺聚乳酸无纺布上，得到植物纤维‑聚乳酸无纺布过滤基材；(3)将步骤(2)中所述的过滤基材进行亲肤处理，使过滤材料具有良好的穿戴舒适性；(4)将经亲肤处理得到的过滤基材进行驻极处理，使过滤材料表面具有较高的静电电位，得到具有高过滤效率的可完全生物降解的过滤材料。所得过滤材料具有优异的穿戴舒适性、良好的机械使用性以及良好的驻极稳定性。满足过滤材料性能需求的同时，避免了由于一次性口罩的大量使用导致的医疗废物的大量产生。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，尤其涉及一种完全可生物降解的过滤材料及其制备方法。

背景技术

天然植物纤维是完全可生物降解材料，而且植物纤维自身也是一种多孔材料，具有较高的比表面积和较强的吸附性，因此以植物纤维为原料制备生物可降解性空气过滤材料具有很大的发展潜力。

但是植物纤维作为空气过滤材料具有纤维短，断裂强度低，遇水后极易破损而失去防护效果、不可驻极等不足；而聚乳酸酸纤维由于具有比植物纤维较大的长径比，由其制备的无纺布具有比植物纤维纸基材料较强的物理强度，同时具有一定的可驻极性，遇水后材料具有很好的结构稳定性，可以很好的弥补植物纤维纸基作为过滤材料的不足。虽然聚乳酸纤维也具有可生物降解性，但是其自然降解周期相较于植物纤维要长；且聚乳酸的流动性能较差，其熔喷纤维较粗，过滤性能相对较差。

中国专利文件CN111155356A(202010013651.X)公开了一种降温过滤材料，通过将植物纤维分散液与PLA纤维分散液混合均匀后进行抄造，然后进行压光，得到降温过滤材料。但是，该过滤材料结构致密，过滤阻力极大，且将两种纤维材料简单混合后抄造所得过滤材料仅能过滤烟气中的大颗粒物质，作为空气过滤材料其过滤性能仍然较低。

另外，将植物纤维和聚乳酸纤维混合制备植物纤维-聚乳酸过滤材料，面临着聚乳酸纤维难以分散的问题，不仅会导致形成的基材匀度极差，还会影响过滤基材的驻极效果，这些都会影响材料的过滤性能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种完全可生物降解的过滤材料及其制备方法。本发明使用天然植物纤维水刺聚乳酸无纺布获得完全可生物降解的过滤基材，再经过亲肤处理、驻级处理，赋予其良好的穿戴的舒适性与较高的过滤效率，克服了天然植物纤维和聚乳酸材料两者结合使用过程中存在的驻极效果差、过滤效率低的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种完全可生物降解的过滤材料，其特征在于，

定量为20g/m²～60g/m²；过滤效率为85％～99％；呼吸阻力为80Pa～200Pa；驻极后表面电位为1400V～1500V；横向抗张强度为0.2kN/m～0.3kN/m；纵向抗张强度1.0kN/m～3.0kN/m；紧度为0.2g/cm³～0.5g/cm³。

优选的，定量为30～40g/m²；过滤效率≥90％；呼吸阻力为80～160Pa；驻极后表面电位为1400～1500V；横向抗张强度为0.2～0.3kN/m；纵向抗张强度2.0～3.0kN/m；紧度为0.4～0.5g/cm³。

优选的，上述过滤材料由天然植物纤维通过水刺加工水刺到聚乳酸无纺布上得到的。其中，植物纤维和聚乳酸无纺布的质量比为2:1～3。优选为20:13。

本发明还提供上述可生物降解的过滤材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将纸浆添加驻留助滤剂、驻极剂制成湿纸幅，纸幅定量为10～30g/m²；