本發(fā)明涉及日用防霾產(chǎn)品領(lǐng)域，特別涉及一種高透明度、高透氣度、不易脫落、力學(xué)性能良好的防霾窗紗。
背景技術(shù)：
：大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)空氣的污染尤其嚴(yán)重，使得國(guó)內(nèi)霧霾天氣頻現(xiàn)。其中，PM2.5(空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5微米的顆粒物)被認(rèn)為是造成霧霾天氣的“元兇”，也是人們最關(guān)注的。PM2.5可通過(guò)上、下呼吸道和支氣管，到達(dá)肺部沉積，甚至通過(guò)肺泡進(jìn)入人體血液，加之顆粒物上富集了重金屬、酸性氧化物、有機(jī)污染物等，細(xì)菌、病毒等也容易在細(xì)顆粒物上聚集，因此PM2.5對(duì)人體健康造成了重大威脅。為防止PM2.5對(duì)人體的危害，人們?cè)陟F霾天氣外出時(shí)多佩戴防霾口罩。但有關(guān)報(bào)道表明，在霧霾天氣里，室內(nèi)PM2.5指標(biāo)并不低于室外，甚至比室外更嚴(yán)重。目前，用于室內(nèi)空間的凈化設(shè)備主要是空氣凈化器。但是，室內(nèi)的空氣凈化器在使用的時(shí)候需要緊閉門(mén)窗，以實(shí)現(xiàn)空氣凈化器對(duì)封閉的室內(nèi)空間的空氣進(jìn)行一定程度的凈化，常見(jiàn)的空氣凈化器并不能夠?qū)⑹彝獾男迈r空氣導(dǎo)入室內(nèi)。這就存在一個(gè)室內(nèi)污濁空氣無(wú)法和室外新鮮空氣交換的缺陷，長(zhǎng)期在封閉空間內(nèi)不利于人們的身心健康。窗紗是一種安裝在門(mén)上或窗戶(hù)上的紗網(wǎng)，其基本作用是在室內(nèi)外空氣交換的同時(shí)防止蚊蟲(chóng)進(jìn)入室內(nèi)的。但普通的窗紗并不能達(dá)到防霾的效果，一旦出現(xiàn)霧霾天氣，人們將不得不選擇緊閉門(mén)窗，這妨礙了室內(nèi)外空氣交換，不利于人們的身心健康。因此，提供一種能防止霧霾的窗紗，它能防止霧霾進(jìn)入室內(nèi)而且不影響室內(nèi)外空氣正常流通，并且耐受住生活中的各種摩擦，這是本領(lǐng)域所急需解決的問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之一在于提供一種能夠防霧霾的窗紗，并且具有高透明度、高透氣度和良好的力學(xué)性能，在防霧霾的同時(shí)不影響室內(nèi)外空氣的流通交換。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之二在于提供該防霾窗紗的制造方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一方面提供一種防霾窗紗，依次包括接收層、膠層、聚合物納米纖維層和保護(hù)層，所述接收層為金屬絲網(wǎng)、無(wú)紡布或者織造布，所述接收層通過(guò)膠層與所述聚合物納米纖維層粘接，所述聚合物納米纖維層的厚度為0.1～100μm，孔徑為50～2000nm，所述保護(hù)層為無(wú)紡布或織造布。具體的，所述膠層為普通的環(huán)保型噴膠、熱溶膠等，膠的材料可以是合成樹(shù)脂、合成橡膠、天然樹(shù)脂、烯烴、烯烴和醋酸乙烯的共聚物等。本發(fā)明的膠層優(yōu)選采用采用水性聚氨酯噴膠、水性氯丁噴膠或乙烯-醋酸乙烯熱熔膠；更優(yōu)選地采用水性氯丁噴膠。具體的，所述膠層的克重小于5g，優(yōu)選為0.1g-0.5g。具體的，所述金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)眼間距為0.1-1mm，厚度小于0.5mm；無(wú)紡布或織造布的克重范圍為5g-50g；所述接收基材的空隙率高于85％。具體的，所述金屬絲網(wǎng)的材料包括低碳鋼絲、銅絲、鋁鎂合金絲、不銹鋼絲，優(yōu)選材料為不銹鋼絲。具體的，所述無(wú)紡布或織造布的材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯硫醚和玻璃纖維等，優(yōu)選材料為聚酯。具體的，所述聚合物納米纖維層的纖維直徑為50～700nm。具體的，所述聚合物納米纖維層的材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚醚砜、聚丙烯腈、聚砜、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚苯乙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺等，為達(dá)到窗紗耐磨、機(jī)械性能較好的目的，優(yōu)選材料為聚酰胺。具體的，所述保護(hù)層與聚合物納米纖維層之間采用的復(fù)合方式包括噴膠、超聲焊接、刺繡、雕花等工藝。本發(fā)明的另一方面提供該防霾窗紗的制造方法，包括以下步驟：步驟一、在接收層的一面以布置一層膠，形成膠層；步驟二、將制得聚合物納米纖維附著在膠層上，形成聚合物納米纖維層；步驟三、在聚合物納米纖維層上貼合保護(hù)層。其中步驟一中，是采用噴膠方式或熱熔膠方式布置膠層。其中，步驟二中的聚合物納米纖維的制備可以采用靜電紡絲法、共混法、熔噴法、拉伸法、模板合成法、雙組份復(fù)合紡絲法、原纖化法、相分離法、自組裝法等制得。其中，通過(guò)靜電紡絲法制備聚合物納米纖維層的流程為：步驟S210：將聚合物粉末溶解于溶劑中，得到聚合物溶液；優(yōu)選地，聚合物溶液的濃度為8-20wt％；所述聚合物為聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚醚砜、聚丙烯腈、聚砜、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚苯乙烯、聚乳酸、聚氨酯、聚偏氟乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺等，優(yōu)選材料為聚酰胺。步驟S220：將聚合物溶液通過(guò)靜電紡絲成型方法制得聚合物納米纖維，使聚合物納米纖維附著于接收層，形成聚合物納米纖維層。優(yōu)選地，步驟S220中，靜電紡絲成型方法的紡絲液溫度為10-50℃，環(huán)境溫度為5-70℃，相對(duì)濕度為20-60％，紡絲電壓為5000-100000V，噴絲頭到接收板的距離為5-50cm。其中，通過(guò)共混制備聚合物納米纖維膜層的流程為：步驟S310：將高分子的聚合物和低分子的有機(jī)物混合得到共混物，然后將共混物通過(guò)螺桿擠出；優(yōu)選地，聚合物所占總比例為2-20％。步驟S320：將擠出的共混物浸泡在合適的溶劑中，溶劑能夠溶解出低分子的有機(jī)物而不能溶解出高分子的聚合物，將低分子的有機(jī)物溶解除去。步驟S330：將未溶解的共混物烘干處理得到聚合物納米纖維，將聚合物納米纖維附著在于接收層，形成聚合物納米纖維層。本發(fā)明的防霾窗紗，依次包括接收層、膠層、聚合物納米纖維層和保護(hù)層四層結(jié)構(gòu)，其中，接收層為金屬絲網(wǎng)、無(wú)紡布或織造布，接收層通過(guò)膠層與聚合物納米纖維層粘接，聚合物納米纖維層的厚度為0.1～100μm，孔徑為50～2000nm，保護(hù)層為無(wú)紡布或織造布。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：1.本發(fā)明的防霾窗紗具有很好的防霾效果，其對(duì)PM2.5的防除效率高達(dá)99％以上。2.本發(fā)明的防霾窗紗通過(guò)膠層使聚合物納米纖維層粘接在接收層上，結(jié)合牢固，增強(qiáng)了力學(xué)性能，使聚合物納米纖維層的層次結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，對(duì)PM2.5的過(guò)濾效果能保持更持久。現(xiàn)有技術(shù)中納米纖維都是采用靜電紡絲成型方法直接附著于接收層，這種直接附著方式的聚合物納米纖維層的結(jié)合不夠牢固，隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)或是在力量的牽扯拉拽過(guò)程中容易出現(xiàn)聚合物納米纖維層松動(dòng)脫落的現(xiàn)象，導(dǎo)致聚合物納米纖維層的過(guò)濾效果降低，達(dá)不到長(zhǎng)時(shí)間的防霾效果，不適合于作為窗紗使用。3.本發(fā)明的防霾窗紗的結(jié)構(gòu)中具有一膠層。很明顯的，增加膠層是會(huì)降低納米纖維膜的透氣性和透光性能的，因此在本發(fā)明之前未見(jiàn)有增加膠層的報(bào)道。為此，本申請(qǐng)的發(fā)明人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期大量的研究工作，從現(xiàn)有的工藝條件中篩選出了合適的膠和涂膠的工藝，采用本發(fā)明的噴膠及熱熔膠工藝，優(yōu)選采用水性聚氨酯噴膠、水性氯丁噴膠或乙烯-醋酸乙烯熱熔膠，膠層克重為0.1g-5g，基本消除了對(duì)透氣性和透光性能的不良影響，所得到的防霾窗紗具有高透氣度，壓降在15Pa以下，基本達(dá)到了現(xiàn)有的普通窗紗的透氣性水平；而且防霾窗紗還具有高透光性，透明度在85％以上，適合于作為窗紗來(lái)使用。4.本發(fā)明的防霾窗紗的接收層、膠層、保護(hù)層對(duì)聚合物納米纖維層形成很好的隔離和保護(hù)作用，有效保持聚合物納米纖維層的結(jié)構(gòu)完整，作為窗紗來(lái)使用，其具有長(zhǎng)期的PM2.5的過(guò)濾效果，使用壽命延長(zhǎng)。目前，窗紗安裝后會(huì)暴露在日曬雨淋的環(huán)境下，且使用過(guò)程中會(huì)極易出現(xiàn)摩擦刮劃的情況，如果不能長(zhǎng)久穩(wěn)定的保持其PM2.5的過(guò)濾效果，則不適合作為防霾窗紗來(lái)使用。5.本發(fā)明還有一個(gè)有益效果在于：現(xiàn)有技術(shù)中各種方法制備得到的納米纖維，均可以直接通過(guò)膠層使聚合物納米纖維層粘接在接收層上，用于制備本發(fā)明的防霾窗紗，不受納米纖維原料來(lái)源的影響。納米纖維與接受層復(fù)合存在著一定的困難，并非所有方法制得的納米纖維都能直接與接受層復(fù)合。現(xiàn)有技術(shù)中都是采用靜電紡絲成型方法將聚合物溶液直接噴出附著于接收層上形成聚合物納米纖維，但這要求聚合物在合適的溶劑中具有較好的溶解度，這使其應(yīng)用受到了限制。本發(fā)明采用膠層粘接的方法實(shí)現(xiàn)了多種方法制得的納米纖維與接收層的有效復(fù)合，應(yīng)用范圍廣泛。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明的防霾窗紗一實(shí)施例中聚合物納米纖維層的表面掃描電鏡圖。圖2為本發(fā)明的防霾窗紗的層次結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中符號(hào)標(biāo)記說(shuō)明：01為接收層；02為膠層；03為聚合物納米纖維層；04為保護(hù)層。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1接收層為無(wú)紡布，采用15g的PET經(jīng)編歐根紗，經(jīng)編歐根紗上的接收面預(yù)先經(jīng)過(guò)噴膠處理，所用的膠為水性氯丁噴膠，膠層克重為0.1g。將150g聚酰胺6(PA6)溶解與850g98％的甲酸溶液中，制成15％的PA6溶液用靜電紡絲法將溶液紡成過(guò)濾膜，紡絲液溫度為30℃，環(huán)境溫度為30℃，相對(duì)濕度為30wt％，紡絲電壓為50000V，噴絲組件到接收層的距離為20cm，聚合物納米纖維克重為0.1g/m2。噴出的聚合物納米纖維附著在接收層的膠層上，使得聚合物納米纖維不易脫落，與基材結(jié)合緊密，具有較高的力學(xué)性能。成品聚合物納米纖維層形態(tài)如圖1。保護(hù)層采用15g的PET經(jīng)編歐根紗，將保護(hù)層復(fù)合在聚合物納米纖維層上，采用刺繡或縫紉的方式在其上繡個(gè)圖案，同時(shí)能將納米纖維保護(hù)層與其它三層結(jié)構(gòu)緊緊結(jié)合，即制得一種防霾窗紗。實(shí)施例2接收層為不銹鋼絲網(wǎng)，網(wǎng)眼間距為0.1mm，在不銹鋼絲網(wǎng)上的接收面預(yù)先撒上一層乙烯-醋酸乙烯(EVA)熱熔膠，膠層克重為0.5g。將100g熱塑性聚氨酯(TPU)溶解與900gN,N-二甲基甲酰胺中，制成10％的PVDF溶液用靜電紡絲法將溶液紡成過(guò)濾膜，紡絲液溫度為40℃，環(huán)境溫度為40℃，相對(duì)濕度為30wt％，紡絲電壓為50000V，噴絲組件到接收層的距離為30cm，納米纖維克重為0.05g/m2。將聚合物納米纖維附著于接收層的EVA熱熔膠上，然后經(jīng)過(guò)100℃的高溫處理，使得聚合物納米纖維不會(huì)脫落，與基材結(jié)合緊密，具有較高的力學(xué)性能。聚合物納米纖維的保護(hù)層采用15g的PET經(jīng)編歐根紗，在面向聚合物納米纖維層的一面進(jìn)行水性氯丁噴膠處理，然后將保護(hù)層貼合在聚合物納米纖維層上，即制得一種防霾窗紗。實(shí)施例3將乙酸丁酸纖維素酯(CAB)與低密度聚乙烯(PE)按照質(zhì)量比為1:9的比例混合，放入真空干燥箱內(nèi)100℃干燥24h，再用雙螺桿共混系統(tǒng)熔融擠出。將擠出樣品在室溫丙酮溶劑中浸泡24h，超聲處理1h，除去CAB獲得PE納米纖維。基材無(wú)紡布采用10g的PP熔噴無(wú)紡布，無(wú)紡布上的接收面預(yù)先經(jīng)過(guò)水性聚氨酯噴膠處理，膠層克重為0.3g。將PE納米纖維均勻覆蓋在基材無(wú)紡布的膠層上，使得聚合物納米纖維不會(huì)脫落，與基材結(jié)合緊密，具有較高的力學(xué)性能。保護(hù)層采用15g的PET經(jīng)編歐根紗，將聚合物納米纖維保護(hù)層復(fù)合在納米纖維層上，采用超聲焊接的方式在其上點(diǎn)焊，將納米纖維保護(hù)層與其它三層結(jié)構(gòu)緊緊結(jié)合，即制得一種防霾窗紗。實(shí)施例4將Lyocell纖維采用ZQS槽式打漿，打漿度為80°SR，采用這種方式可以將Lyocell纖維的表層破壞，將纖維內(nèi)部的原纖裸露出來(lái)，依附于或者脫離纖維主體，制備得到Lyocell納米纖維。基材無(wú)紡布采用10g的聚酰胺布，聚酰胺布上的接收面預(yù)先經(jīng)過(guò)水性氯丁噴膠處理，膠層克重為0.5g。將Lyocell納米纖維均勻覆蓋在基材布的膠層上，使得聚合物納米纖維不會(huì)脫落，與基材結(jié)合緊密，具有較高的力學(xué)性能。保護(hù)層采用15g的PET經(jīng)編歐根紗，將聚合物納米纖維保護(hù)層復(fù)合在納米纖維層上，采用超聲焊接的方式在其上點(diǎn)焊，將納米纖維保護(hù)層與其它三層結(jié)構(gòu)緊緊結(jié)合，即制得一種防霾窗紗。對(duì)比例1采用與實(shí)施例1相同的制備方法，區(qū)別僅在于接收層的接收面經(jīng)過(guò)噴膠處理，膠層的厚度或克重為5g，將得到的防霾窗紗進(jìn)行過(guò)濾效率、透氣性和透光度測(cè)試。對(duì)比例2采用與實(shí)施例1相同的制備方法，區(qū)別僅在于當(dāng)聚合物納米纖維著在接收層的膠層上之后，不再增加納米纖維保護(hù)層，其所制得的防霾窗紗的聚合物納米纖維層暴露在外。將得到的防霾窗紗進(jìn)行耐磨擦性能測(cè)試。對(duì)比例3采用與實(shí)施例1相同的制備方法，區(qū)別僅在于接收層的接收面不經(jīng)過(guò)噴膠處理，其所制得的防霾窗紗不含有膠層。將得到的防霾窗紗進(jìn)行耐磨擦性能測(cè)試。性能測(cè)試：將實(shí)施例1-4和對(duì)比例1-3所制得的防霾窗紗在下述測(cè)試條件下測(cè)試其性能參數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表1。測(cè)試條件為：1.過(guò)濾測(cè)試設(shè)備采用TSI8130濾料測(cè)試儀，試驗(yàn)用氣溶膠采用NaCl，質(zhì)量中值粒徑為0.26μm，數(shù)量中值粒徑為0.075μm，過(guò)濾效果見(jiàn)表1；2.透明度測(cè)試采用DP-M1000透光率儀；3.耐磨擦性能采用耐摩擦試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)試；各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。表1防霾窗紗性能試樣過(guò)濾效率/％壓力降/Pa透明度/％摩擦處理后過(guò)濾效率/％普通窗紗5.035955.03實(shí)施例199.88128899.52實(shí)施例299.99149099.43實(shí)施例399.99139598.71實(shí)施例499.92158598.25對(duì)比例199.99554599.87對(duì)比例299.90149035.18對(duì)比例399.87119130.62從表1中數(shù)據(jù)可以看出，普通窗紗具有較好的透氣性和透光度，但是基本不具備防霾效果。本發(fā)明的防霾窗紗，實(shí)施例1、2、3和4顯示其防霾效果高達(dá)99％以上，而且也具有很好的透氣性和透光度，適合作為窗紗使用。對(duì)比例1中的防霾窗紗，雖然過(guò)濾效果與本發(fā)明的基本一致，但是其透氣性和透光度明顯低于本發(fā)明的防霾窗紗。通過(guò)實(shí)施例1、2、3、4與對(duì)比例2、3的數(shù)據(jù)對(duì)比可知，本發(fā)明的防霾窗紗的聚合物納米纖維層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易被破壞，經(jīng)過(guò)耐磨性測(cè)試后其過(guò)濾效率沒(méi)有明顯下降，這說(shuō)明本發(fā)明的防霾窗紗在使用過(guò)程中即使出現(xiàn)摩擦刮劃，也能保持很好的過(guò)濾效果，使用壽命長(zhǎng)。綜上所述，上述各實(shí)施例及附圖僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，皆應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3