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一种多功能复合膜材料及其生产工艺
申请号	CN201610852167.X	申请日	2016-09-26	公开(公告)号	CN106237876A	公开(公告)日	2016-12-21
申请人	江苏久朗高科技股份有限公司;			发明人	仲兆祥; 武军伟; 周群; 张峰;
摘要	本发明涉及一种多功能复合膜材料及其生产工艺，复合膜材料由外到内依次包括抗菌纤维层，膜层，功能颗粒层，无纺布支撑层。其生产工艺包括以下步骤：（1）将无纺布支撑层放卷平铺并在无纺布点状喷胶，（2）将功能颗粒层均匀抛撒在无纺布支撑层上，（3）将疏水疏油型膜材料覆盖在功能颗粒层，（4）将聚酯或高分子聚丙烯与抗菌材料混合搅拌，通过熔喷法在膜材料表面纺丝，（5）然后通过超声波发生装置将无纺布支撑层、功能颗粒层、膜层、抗菌纤维层固定。本发明通过层层复合的方式将不同功能的材料结合为一个整体，可有效去除空气中的颗粒物、挥发性有机气体。
权利要求	1.一种多功能复合膜材料，其特征在于，由外到内依次包括抗菌纤维层，膜层，功能颗粒层，无纺布支撑层；所述的抗菌纤维层为聚酯或高分子聚丙烯熔融后与抗菌材料混合，通过熔喷法在膜材料表面纺丝而成；所述的膜层为疏水疏油型聚四氟乙烯多孔薄膜构成。 2.如权利要求1所述的一种多功能复合膜材料，其特征在于，所述的抗菌纤维层厚度在 50～200μm，纤维直径在500～2000nm。 3.如权利要求1所述的一种多功能复合膜材料，其特征在于，所述的疏水疏油型聚四氟乙烯多孔薄膜，是通过自组装技术在普通聚四氟乙烯薄膜表面沉积一层全氟十二烷酸单分子膜制成；或者通过有机硅化合物和有机硅氧烷共同水解经溶胶-凝胶化处理制成；或者通过等离子体技术将修饰剂沉积在普通聚四氟乙烯表面制成。 4.如权利要求3所述的一种多功能复合膜材料，其特征在于，所述的修饰剂为全氟烷基乙基丙烯酸酯或全氟烷基三氯硅烷。 5.如权利要求1所述的一种多功能复合膜材料，其特征在于，所述的疏水疏油型聚四氟乙烯多孔薄膜，厚度0.1～10μm，孔径0.3～5μm，透气量1.5～10m3／m2·h·Pa，油接触角大于 100°，水接触角大于100°。 6.如权利要求1所述的一种多功能复合膜材料，其特征在于，所述的功能颗粒层由纳米催化剂改性活性炭或纳米催化剂改性分子筛制成，纳米催化剂种类包括纳米氧化锌、纳米银、纳米二氧化钛；功能颗粒粒径为0.1-2mm，颗粒用量为50-100g/m2。 7.如权利要求1所述的一种多功能复合膜材料，其特征在于，所述的无纺布支撑层厚度 1～3mm，无纺布克重30～80g/m2。 8.如权利要求1-7任一项所述的一种多功能复合膜材料的生产方法，其特征在于，包括以下步骤；（1）将无纺布支撑层放卷平铺并在无纺布点状喷胶，用胶量为10～30g/m2；（2）将功能颗粒层均匀抛撒在无纺布支撑层上；（3）将膜材料覆盖在功能颗粒层；（4）将聚酯或高分子聚丙烯与抗菌材料混合搅拌，通过熔喷法在膜材料表面纺丝，制成抗菌纤维层；（5）通过超声波发生装置将无纺布支撑层、功能颗粒层、膜层、抗菌纤维层固定。 9.如权利要求8所述的一种多功能复合膜材料的生产方法，其特征在于，步骤（4）中所述的抗菌材料包括有机抗菌材料或无机抗菌材料；无机抗菌材料包括纳米银、纳米锌、氧化锌、氧化铜，有机抗菌材料包括咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、聚赖氨酸。 10.利用权利要求1-7任一项所述的多功能复合膜材料为滤材制成的口罩或空气净化器滤芯。
说明书全文	一种多功能复合膜材料及其生产工艺技术领域 [0001] 本发明涉及气体净化领域，尤其涉及一种多功能复合膜材料及其生产方法。背景技术 [0002] 近年来我国空气污染形式严峻，口罩及空气净化器等防护产品得到普及。目前所使用的口罩材料和空气净化器滤材主要是熔喷无纺布。熔喷无纺布材料净化空气的机理为机械拦截和静电吸附，但是熔喷无纺布所带的静电易消除，单纯的机械拦截作用无法去除小粒径粉尘，过滤效率低，使用寿命短。熔喷无纺布的作用单一，只可去除空气中的颗粒物，对有害气体无法去除，多层无纺布复合材料将无纺布包裹活性炭制成，虽然可以吸附空气中的有害气体，但是活性炭吸附易达到饱和，如不及时更换处理，所吸附的气体释放会造成二次污染，且多层无纺布复合材料没有解决无纺布静电易消失，机械截留效率低的问题。 [0003] 中国专利申请公开号CN200510049884公开了一种活性炭无纺布及其制造工艺，该发明将活性碳粉采用渗入基层的方式构成活性炭融合层，然后覆盖无纺布层，中国专利申请公开号CN200720033531公开了一种夹碳布复合材料，该实用新型将组织面料层和无纺布层之间铺设活性炭层，中国专利申请公开号CN201010299316公开了多功能复合无纺布，增加了活性炭层和采用涂有抗菌母粒的中间层，具有一定的抗菌功能。以上公开只是将无纺布和活性炭等功能层简单复合，无法解决无纺布机械截留效率低和活性炭易吸附饱和的问题。中国专利申请公开号CN200910126141公开了一种纳米改性竹炭聚丙无纺布，将纳米改性竹炭加工成50-200nm与聚丙烯混合后熔喷制成无纺布，对细菌具有一定的抑制作用，对TVOC具有一定的去除能力，但是无防布对固体颗粒的去除能力并没有增强。发明内容 [0004] 本发明的目的是为了解决现有空气过滤材料粉尘去除率低，使用寿命短，且无法去除有害气体的问题，本发明提供了一种对固体颗粒粉尘和有害气体均具有高效去除效果且具有长使用寿命的多功能复合膜材料及其生产工艺。 [0005] 本发明通过将具有高孔隙率高透气性的聚四氟乙烯膜材料与功能颗粒层、无纺布支撑层、抗菌纤维层复合，制备对颗粒粉尘，有害气体均具有高效去除效果且具有长使用寿命的多功能复合膜材料。 [0006] 本发明的技术方案如下：一种多功能复合膜材料，由外到内依次包括抗菌纤维层，膜层，功能颗粒层，无纺布支撑层，所述的抗菌纤维层采用聚酯或高分子聚丙烯熔融后与抗菌材料混合搅拌，通过熔喷法在膜材料表面纺丝制得，所述的膜层为疏水疏油型聚四氟乙烯多孔薄膜构成。 [0007] 其中，所述的抗菌纤维层厚度在50～200μm，纤维直径在500～2000nm。 [0008] 所述的疏水疏油型聚四氟乙烯多孔薄膜通过自组装技术在普通聚四氟乙烯薄膜表面沉积一层全氟十二烷酸单分子膜制成。 [0009] 所述的疏水疏油型聚四氟乙烯多孔薄膜通过有机硅化合物和有机硅氧烷共同水解经溶胶-凝胶化处理制得。 [0010] 所述的疏水疏油型聚四氟乙烯多孔薄膜通过等离子体技术将修饰剂沉积在普通聚四氟乙烯表面制得。 [0011] 所述的修饰剂为全氟烷基乙基丙烯酸酯、全氟烷基三氯硅烷中的一种。 [0012] 所述的疏水疏油型聚四氟乙烯多孔薄膜，厚度0.1～10μm，孔径0.3～5μm，透气量1.5～10m3／m2·h·Pa，油接触角大于100°，水接触角大于100°。 [0013] 所述的功能颗粒层由纳米催化剂改性活性炭或纳米催化剂改性分子筛制成，纳米催化剂种类包括纳米氧化锌、纳米银、纳米二氧化钛；功能颗粒粒径为0.1-2mm，颗粒用量为50-100g/m2。 [0014] 所述的无纺布支撑层厚度1～3mm，无纺布克重30～80g/m2。 [0015] 一种多功能复合膜材料生产方法，包括以下步骤；2 （1）将无纺布支撑层放卷平铺并在无纺布点状喷胶，用胶量为10-30g/m ；（2）将功能颗粒层均匀抛撒在无纺布支撑层上；（3）将膜材料覆盖在功能颗粒层；（4）将聚酯或高分子聚丙烯与抗菌材料混合搅拌，通过熔喷法在膜材料表面纺丝，制成抗菌纤维层；（5）通过超声波发生装置将无纺布支撑层、功能颗粒层、膜层、抗菌纤维层固定。 [0016] 步骤（4）中所述的抗菌材料包括有机抗菌材料、无机抗菌材料或二者的混合物。无机抗菌材料包括：纳米银、纳米锌、氧化锌、氧化铜，有机抗菌剂包括咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、聚赖氨酸。 [0017] 采用该复合膜材料为滤材能制成口罩或空气净化器滤芯。 [0018] 本发明的有益效果：本发明将具有高孔隙率高透气性的聚四氟乙烯膜材料与功能颗粒层、无纺布支撑层、抗菌纤维层复合，该复合膜材料对颗粒粉尘，有害气体均具有高效去除效果且具有长使用寿命。附图说明 [0019] 图1为本发明所述的多功能膜材料结构示意图，其中，1-抗菌纤维层，2-膜层，3-功能颗粒层，4-无纺布支撑层。 [0020] 图2为实施例1所述的聚四氟乙烯微孔膜电镜图。 [0021] 图3为实施例2所述的聚四氟乙烯微孔膜电镜图。 [0022] 图4为实施例3所述的聚四氟乙烯微孔膜电镜图。 [0023] 图5为实施例4所述的聚四氟乙烯微孔膜电镜图。具体实施方式 [0024] 下面结合具体实施例进一步说明本发明。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。 [0025] 实施例1一种多功能复合膜材料，由外到内依次包括抗菌纤维层，膜层，功能颗粒层，无纺布支撑层。所述的抗菌纤维层采用聚酯熔融后与抗菌材料纳米银混合搅拌，通过熔喷法在膜材料表面纺丝制得。所述的膜层为疏水疏油型聚四氟乙烯多孔薄膜构成，由普通聚四氟乙烯薄膜采用自组装技术在表面沉积一层全氟十二烷酸单分子膜制成，油接触角大于100°，水接触角大于100°。聚四氟乙烯多孔膜厚度0.1μm，孔径5μm，透气量10m3／m2·h·Pa；抗菌纤维层厚度在50μm，纤维直径在500nm，纤维材料为聚酯；功能颗粒层由纳米催化剂改性活性炭制成，纳米催化剂种类为纳米氧化锌，纳米催化剂改性活性炭粒径为0.1mm，颗粒用量为 50g/m2；无纺布制支撑层厚度1mm，无纺布克重30g/m2。 [0026] 其生产方法包括以下步骤；（1）将无纺布支撑层放卷平铺并在无纺布点状喷胶，用胶量为10g/m2；（2）将功能颗粒层均匀抛撒在无纺布支撑层上；（3）将膜材料覆盖在功能颗粒层；（4）将聚酯与抗菌材料混合搅拌，通过熔喷法在膜材料表面纺丝，制成抗菌纤维层，所使用的纳米抗菌材料为纳米银；（5）通过超声波发生装置将无纺布支撑层、功能颗粒层、膜层、抗菌纤维层固定。 [0027] 将该多功能复合膜材料制成口罩或空气净化器滤芯。 [0028] 实施列2一种多功能复合膜材料，由外到内依次包括抗菌纤维层，膜层，功能颗粒层，无纺布支撑层。所述的抗菌纤维层采用高分子聚丙烯熔融后与抗菌材料氧化铜混合搅拌，通过熔喷法在膜材料表面纺丝制得。所述的膜层为疏水疏油型聚四氟乙烯多孔薄膜构成，是在普通聚四氟乙烯薄膜表面通过有机硅化合物和有机硅氧烷共同水解经溶胶-凝胶化处理制得，油接触角大于100°，水接触角大于100°。聚四氟乙烯多孔薄膜厚度5μm，孔径2.5μm，透气量 6m3／m2·h·Pa；抗菌纤维层厚度在120μm，纤维直径在1000nm，纤维材料为高分子聚丙烯；功能颗粒层由纳米银改性分子筛制成，纳米银催化剂改性分子筛颗粒粒径为1mm，颗粒用量为 80g/m2；无纺布制支撑层厚度2mm，无纺布克重50g/m2。 [0029] 其生产方法包括以下步骤；（1）将无纺布支撑层放卷平铺并在无纺布点状喷胶，用胶量为15g/m2；（2）将功能颗粒层均匀抛撒在无纺布支撑层上；（3）将膜材料覆盖在功能颗粒层；（4）将高分子聚丙烯与抗菌材料混合搅拌，通过熔喷法在膜材料表面纺丝，制成抗菌纤维层，所使用的纳米抗菌材料为氧化铜；（5）通过超声波发生装置将无纺布支撑层、功能颗粒层、膜层、抗菌纤维层固定。 [0030] 该多功能复合膜材料可制成口罩或空气净化器滤芯。 [0031] 实施列3一种多功能复合膜材料，由外到内依次包括抗菌纤维层，膜层，功能颗粒层，无纺布支撑层。所述的抗菌纤维层采用高分子聚丙烯熔融后与抗菌材料异噻唑酮衍生物混合搅拌，通过熔喷法在膜材料表面纺丝制得。所述的膜层为疏水疏油型聚四氟乙烯多孔薄膜构成，是通过等离子体技术将修饰剂全氟烷基乙基丙烯酸酯沉积在普通聚四氟乙烯表面制得，油接触角大于100°，水接触角大于100°。聚四氟乙烯多孔薄膜厚度8μm，孔径1μm，透气量8m3／m2·h·Pa；抗菌纤维层厚度在150μm，纤维直径在1500nm，纤维材料为高分子聚丙烯；功能颗粒层由纳米二氧化钛改性分子筛制成，纳米二氧化钛改性分子筛颗粒粒径2mm，颗粒用量为90g/m2；无纺布制支撑层厚度2.5mm，无纺布克重60g/m2。 [0032] 其生产方法包括以下步骤；（1）将无纺布支撑层放卷平铺并在无纺布点状喷胶，用胶量为20g/m2；（2）将功能颗粒层均匀抛撒在无纺布支撑层上；（3）将膜材料覆盖在功能颗粒层；（4）将高分子聚丙烯与抗菌材料混合搅拌，通过熔喷法在膜材料表面纺丝，制成抗菌纤维层，所使用的纳米抗菌材料为异噻唑酮衍生物；（5）通过超声波发生装置将无纺布支撑层、功能颗粒层、膜层、抗菌纤维层固定。 [0033] 该多功能复合膜材料可制成口罩或空气净化器滤芯。 [0034] 实施列4一种多功能复合膜材料，由外到内依次包括抗菌纤维层，膜层，功能颗粒层，无纺布支撑层。所述的抗菌纤维层采用聚酯熔融后与抗菌材料聚赖氨酸混合搅拌，通过熔喷法在膜材料表面纺丝制得。所述的膜层为疏水疏油型聚四氟乙烯多孔薄膜构成，是通过等离子体技术将修饰剂全氟烷基三氯硅烷沉积在普通聚四氟乙烯表面制得，油接触角大于100°，水 3 2 接触角大于100°。聚四氟乙烯多孔薄膜厚度10μm，孔径0.3μm，透气量10m／m·h·Pa；抗菌纤维层厚度在200μm，纤维直径在2000nm，纤维材料为聚酯；功能颗粒层由纳米氧化锌改性分子筛制成，纳米氧化锌改性分子筛颗粒粒径2mm，颗粒用量为100g/m2；无纺布制支撑层厚度3mm，无纺布克重80g/m2。 [0035] 其生产方法包括以下步骤；（1）将无纺布支撑层放卷平铺并在无纺布点状喷胶，用胶量为30g/m2；（2）将功能颗粒层均匀抛撒在无纺布支撑层上；（3）将膜材料覆盖在功能颗粒层；（4）将聚酯与抗菌材料混合搅拌，通过熔喷法在膜材料表面纺丝，制成抗菌纤维层，所使用的纳米抗菌材料为聚赖氨酸；（5）通过超声波发生装置将无纺布支撑层、功能颗粒层、膜层、抗菌纤维层固定。 [0036] 该多功能复合膜材料可制成口罩或空气净化器滤芯。

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