CN109589685A - 一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料及其制备方法，制备方法：对溶有聚合物的液体混合物进行静电纺丝即获得汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，在静电纺丝过程中对喷丝孔出口的溶有聚合物的液体混合物进行快速固化；快速固化是在喷丝孔出口3～5cm处在0.1～0.9ms内升温至t/2±5℃后在喷丝孔出口9～10cm处在0.1～0.9ms内升温至3/4*t±10℃，t为溶有聚合物的液体混合物的溶剂沸点。最终制得产品的表面静电势为1700～2300V，疏水角＞150°，压阻小于20Pa，保存一个月电荷无衰减。本发明制备方法简单，成本低，对设备要求小，制得的过滤材料驻极效果好，过滤性能优异。

Description

一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料及其制备方法
技术领域
本发明属于纤维驻极材料领域，涉及一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料及其制备方法。
背景技术
高性能静电纺纳米纤维过滤材料需具有高效率、低阻力的特点，但常规的过滤材料依靠材料本身的结构特点(孔径尺寸、堆积密度等)实现对颗粒的有效过滤，通常在具有高效率的同时也具有很高的压阻，致使过滤性能较差，因而仅靠纤维本身的结构特点很难实现过滤效率和压阻的有效平衡以及高效率、低阻力的目标。静电吸附作用(驻极材料)的引入可以在原有滤料结构效率的基础上大幅度提高静电吸附力对颗粒的拦截作用从而提高过滤效率，同时又保证低压阻的特点。
目前纤维驻极材料的研究、开发及生产主要采用高压电晕放电的技术，虽然该技术能较好的制备驻极纤维滤料，但其同时也存在诸多缺点，例如驻极性能不稳定，所产生的电荷以在纤维表层的空间电荷为主且易失效、设备复杂、成本高等，因此对于开发低成本且高效能的驻极技术以及制备能够永久驻极的纤维过滤材料成为研究重点。
静电纺是一种利用高压电进行纺丝的纳米纤维制备技术同时也是一种纳米纤维驻极技术，其相比于电晕放电驻极技术的优势在于纺丝的过程中即可将大量空间电荷注入纤维当中，而空间电荷易被纤维内部的深陷阱捕获，同时可诱导偶极极化而产生极化电荷，驻极效果长效持久，因而可一步成型制备驻极过滤材料，且具有优异的驻极效果。目前公开制备静电纺纳米纤维驻极材料的有“一种静电纺纳米纤维驻极过滤材料及其制备方法(ZL201410452788.X)”、“一种用于净化PM2.5的静电纺/驻极体复合纤维过滤材料及其制备方法(CN201610998771.3)”、“一种高耐磨的静电纺/驻极体复合纤维膜过滤材料及其制备方法(CN201610846156.0)”但上述制备方法均存在静电纺丝过程中射流固化时间长及溶剂大量残留等问题导致纤维固化前大量电荷耗散、电荷固化后残留溶剂缓慢挥发致偶极极化电荷退极化、空间电荷进一步耗散，最终导致纤维膜驻极效果差、稳定性差。
现阶段，我国家庭汽车旺盛的市场需求使很多汽车下了生产线就直接进入市场，各种配件和材料的有害气体和气味没有释放期，安装在车内的塑料件、地毯、车顶毡、沙发等如果不按照严格环保要求，会直接造成车内的空气污染。另一方面，由于现今城市控制质量较差，许多汽车不常开窗通风，也会造成车内空气质量下降。长期恶劣的车内空气将极大地危害人们的身体健康。现代汽车的车内空气都是通过汽车空调滤芯过滤后加入车内或通过汽车空调滤芯过滤在车内循环的，因此汽车空调滤芯对车内空气质量控制影响巨大，目前汽车空调滤芯使用的过滤材料多为熔喷过滤材料，该材料在高湿环境下驻极易失效且使用寿命短，这严重限制了汽车空调滤芯对空气质量的改善效果。
因此，研究一种稳定性好、成本低、设备要求小以及性能优异的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料及其制备方法成为目前亟待需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的问题，提供一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料及其制备方法。在静电纺丝过程中采用快速固化的方法使溶有聚合物的液体混合物从流动态转化为非流动态，以快速“冻结”分子链，防止退极化现象的发生，后续对聚合物进行瞬间降温处理，使得聚合物已捕集到的空间电荷的动能降低，降低电子逃逸能力，可瞬间强化空间的电荷的储存，强化驻极效果，另外，本发明在溶有聚合物的液体混合物中还添加了无机纳米颗粒，对驻极效果有很大的增强作用，并且无机驻极体与有机聚合物混合产生的界面在外电场的存在下会产生界面极化，产生极化电荷，进一步增强驻极效果。
为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，对溶有聚合物的液体混合物进行静电纺丝即获得汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，在静电纺丝过程中对喷丝孔出口的溶有聚合物的液体混合物进行快速固化；所述快速固化是使溶有聚合物的液体混合物在喷丝孔出口3～5cm处在0.1～0.9ms内升温至t/2±5℃，以使溶剂部分挥发避免纤维快速固化导致的纤维直径过大的现象，此时的温度过高或升温速度过快，溶剂挥发过快会造成纤维直径过大，温度过低或升温速率过慢，无法使得溶剂挥发；在喷丝孔出口9～10cm处在0.1～0.9ms内升温至3/4*t±10℃，一方面避免纤维直径过大以及纤维过脆，另一方面保证溶有聚合物的液体混合物中的溶剂完全挥发，二次加热温度过低或升温速度过慢，无法保证溶有聚合物的液体混合物中的溶剂完全挥发，过高会造成成本的浪费，升温速度过快，会导致纤维直径过粗和纤维变脆，t为溶有聚合物的液体混合物的溶剂沸点。
静电纺丝过程中，溶有聚合物的液体混合物在静电场的作用下，会产生大量极化电荷，此时的极化电荷容易由于受到分子链运动、环境温度以及湿度等的影响，使得已经极化的分子会出现退极化现象，导致驻极效果差，而快速固化可以在极短的时间内使溶有聚合物的液体混合物从流动态转化为非流动态，以快速“冻结”分子链，防止退极化现象的发生，强化驻极效果。本发明保护的快速固化并不仅限于此，对溶有聚合物的液体混合物进行固化，只要保证纤维不会出现直径过大或过脆即可。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，所述静电纺丝的工艺参数为：溶有聚合物的液体混合物温度30～120℃，电压5～70KV，接收距离3～40cm，灌注速度0.1～10mL/h，环境温度15～35℃，湿度5～90％；所述溶有聚合物的液体混合物中聚合物的质量浓度为3～40％。控制纺丝温度是通过静电纺丝的喷丝模块中的温控装置实现的，喷丝模块内设有温控装置和在线搅拌装置，通过加热即控制纺丝温度使溶有聚合物的液体混合物中的冻结的聚合物分子链“解冻”，这有利于后续外加电场的作用下，偶极分子更好的极化，产生更多的极化电荷，喷丝模块内含有在线搅拌装置，使无机纳米颗粒均匀分散于聚合物中，防止团聚。
如上所述的一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，静电纺丝制得的纤维用接收基材接收后进行瞬间降温处理，瞬间降温使得聚合物已捕集到的空间电荷的动能降低，降低电子逃逸能力，可瞬间强化空间的电荷的储存，强化驻极效果，所述瞬间降温是指所纺纳米纤维与接收基材的距离小于1mm时，纳米纤维与液氮接触后在小于5s的时间内降低至0℃以下；所述瞬间降温是通过在接收基材的背面距离接收基材1～100mm处设有一个液氮恒速释放装置实现的，所述液氮恒速释放装置的释放速度为1～100L/min，氮气以一定速度通过基材，会给飞行中的纳米纤维产生一个反作用力，阻碍纤维与纤维间的紧密排列，有利于成型的纳米纤维形成蓬松的结构，以形成纤维间无粘连、蓬松的三维网状互通结构。液氮释放速度过快，纳米纤维收到的反作用力过大，造成其难以附着在接收基材上；液氮释放速度过慢，作用力过小，无法形成纤维间无粘连、蓬松的三维网状互通结构。
如上所述的一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，所述溶有聚合物的液体混合物中的聚合物包括均聚物、嵌段共聚物、无规共聚物、多种不同均聚物的混合物、均聚物与嵌段共聚物的混合物或均聚物与无规共聚物的混合物。由于嵌段共聚物不同分子链部分在静电纺过程中会形成不同的结晶区和非晶区，在外电场的作用下电子或离子会在界面处聚集形成界面的极化，产生极化电荷；而两种或多种聚合的混合物通过静电纺丝制备的纳米纤维会由多种聚合物组分组成，而不同聚合物组分之间会形成界面，在外加点成的作用下同样会形成界面极化，产生极化电荷，增强驻极效果。
如上所述的一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，所述溶有聚合物的液体混合物中的聚合物为聚四氟乙烯、氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙稀、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龙6、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己内酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚、聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯以及以上聚合物中任意两种或三种聚合物的混合物；其中所述溶有聚合物的液体混合物中的溶剂根据聚合物种类分别对应为：
聚偏氟乙烯：N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAc)、磷酸三乙酯或二甲基亚砜(DMSO)；
聚丙烯：正庚烷、四氢氟萘或二甲苯；
聚对苯二甲酸丁二酯：二氯甲烷、四氢呋喃(THF)、三氯甲烷或丙酮；
聚对苯二甲酸乙二酯：二氯甲烷、四氢呋喃、三氯甲烷或丙酮；
聚芳酯：二氯甲烷、四氢呋喃、三氯甲烷或丙酮；
聚醋酸乙烯：甲苯、丙酮、乙醇、醋酸、乙酸乙酯或三氯甲烷；
尼龙6：甲酸；
聚乙烯醇：水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺或四氢呋喃；
聚甲基丙烯酸甲酯：氯仿、乙酸、乙酸乙酯、丙酮或甲苯；
聚苯胺：N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮；
聚氧化乙烯：N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、水或三氯甲烷；
聚乙烯吡咯烷酮：水、乙醇、N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺；
聚丙烯腈：N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜；
聚己内酯：N,N-二甲基甲酰胺或丙酮；
聚乙二醇：水、乙醇或N,N-二甲基甲酰胺；
聚氨酯：N,N-二甲基甲酰胺、丙酮或N-甲基吡咯烷酮；
氟化聚氨酯：N,N-二甲基甲酰胺、丙酮或N-甲基吡咯烷酮；
聚砜和聚醚砜：N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺或四氢呋喃；
聚偏氟乙烯-六氟丙烯：N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、磷酸三乙酯或二甲基亚砜；
聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚：N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、磷酸三乙酯或二甲基亚砜；
聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯：N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、磷酸三乙酯或二甲基亚砜；
上述任意两种或三种聚合物的混合物所用溶剂：上述溶剂中可同时溶解所有聚合物的单一溶剂或每种聚合物的溶剂的混合物；
溶有聚合物的液体混合物配制过程为：将聚合物加入到相应的溶剂中，并用磁力搅拌装置连续搅拌3～20h，确保聚合物完全溶解。
如上所述的一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，所述溶有聚合物的液体混合物中分散有至少一种无机纳米颗粒，所述无机纳米颗粒为二氧化硅、三氧化二铝、氧化锌、氧化钡、二氧化钛、五氧化二钽、钛酸钡、锆钛酸铅、氮化硅、电气石、勃姆石或倍半硅氧烷，无机纳米颗粒的添加量为溶有聚合物的液体混合物的0.1～10wt％；配制过程为：先将无机纳米颗粒加入溶剂中，超声0.5～15h，然后将溶有聚合物的液体混合物加入其中，用磁力搅拌装置连续搅拌3～20h。无机纳米颗粒作为一种无机驻极材料，在外电场存在的条件下会有空间电荷的注入以及极化电荷的产生，对驻极效果有很大的增强作用，并且无机驻极体与有机聚合物混合产生的界面在外电场的存在下会产生界面极化，产生极化电荷，同样增强驻极效果。
如上所述的一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，所述快速固化的方式是在喷丝口上方3～5cm处设有温控装置I，温控装置I的温度为50～150℃，在喷丝孔上方9～10cm处设有温控装置II，温控装置II的温度为100～200℃。
所述的一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，所述接收基材为木浆纤维素基材、纤维基材或混合的纤维基材；
所述木浆纤维素基材为挺度0.5～5mN·m，克重8～400g/m2的木浆纤维素滤纸或木浆纤维素非织造布，木浆纤维素滤纸为瓦楞深度为0～3mm的瓦楞滤纸；
所述纤维基材为含纤维素纤维、聚酯纤维或聚烯烃纤维的滤纸或非织造布，其挺度为0.5～5mN·m，克重为6～350g/m2；滤纸为瓦楞滤纸，其中纤维素纤维瓦楞滤纸的瓦楞深度为0～3mm；
所述混合的纤维基材为含纤维素纤维、聚酯纤维及聚烯烃纤维中的两种以上组成的混合纤维的滤纸或非织造布，其挺度为0.5～5mN·m，克重为6～350g/m2，所述混合纤维的滤纸为瓦楞滤纸，其中含纤维素纤维的瓦楞滤纸的瓦楞深度为0～3mm。
本发明还提供一种采用如上所述的制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，所述汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的木浆纤维素基材、纤维基材或混合的纤维基材，其纤维直径为10～50μm，孔径尺寸为3～120μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.5～0.8μm，纳米纤维克重为0.01～70g/m2，孔隙率≥80％；所述汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为1700～2300V，疏水角＞150°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率为50～99.999％，压阻小于20Pa，容尘量为50～3600g/m2，所述汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料保存一个月电荷无衰减，明显优于无“快速固化”技术制备的材料(3～5天电荷衰减30～40％)。
发明机理：
由于溶有聚合物的液体混合物在静电场的作用下，会产生大量极化电荷，此时的极化电荷容易由于受到分子链运动、环境温度以及湿度等的影响，已经极化的分子容易出现退极化现象，导致驻极效果差，而本发明通过快速固化，在极短的时间内使溶有聚合物的液体混合物从流动态转化为非流动态，以快速“冻结”分子链，防止退极化现象的发生，提升驻极效果，此外，瞬间降温给出使得聚合物已捕集到的空间电荷的动能降低，降低电子逃逸能力，可瞬间强化空间的电荷的储存，强化驻极效果，本发明制得的驻极纳米纤维过滤材料电荷衰减慢，相比于现有技术制得的产品3～5天电荷衰减30～40％，本发明产品性能提升巨大，本发明产品可保存一个月电荷无衰减。
有益效果：
(1)本发明制备的一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，经“快速固化”处理的静电纺驻极材料，其表面静电势明显增强，为1700～2300V，而普通静电纺驻极材料表面静电势一般仅在的300～1200V；驻极寿命大大增强，保存一个月时间电荷无衰减，而普通静电纺驻极材料一个月电荷衰减50％；
(2)本发明的一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，具有操作简单、成本低、对设备要求小等优点，极具应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)配制溶有聚合物的液体混合物：将聚偏氟乙烯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，并用磁力搅拌装置连续搅拌11h；
(2)将质量浓度为22％的溶有聚合物的液体混合物加热至50℃后进行静电纺丝，在静电纺丝过程中对喷丝孔的溶有聚合物的液体混合物进行快速固化，其中快速固化是指使溶有聚合物的液体混合物在喷丝孔出口3cm处在0.1ms内升温至80℃，在喷丝孔出口10cm处在0.9ms内升温至125℃，静电纺丝的工艺参数为：电压50KV，接收距离为20cm，灌注速度为0.1mL/h，温度为20℃，湿度为55％；
(3)静电纺丝所得纤维用接收基材接收后瞬间降温至0℃以下，制得汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，其中瞬间降温的方式是在接收基材的背面30mm处设有一个液氮恒速释放装置，液氮恒速释放装置的释放速度为20L/min，接收基材为挺度为3.2mN·m，克重210g/m2，瓦楞深度为1.5mm的木浆纤维素滤纸。
由上述制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的木浆纤维素基材，其纤维直径为20μm，孔径尺寸为60μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.8μm，纳米纤维克重为60g/m2，孔隙率为85％；汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为2100V，疏水角为160°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率可达85％，压阻为16Pa，容尘量为50g/m2，保存一个月电荷无衰减。
对比例1
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤与实施例1基本相同，不同的是不进行步骤(2)的快速固化过程，直接将溶有聚合物的液体混合物进行静电纺丝所得纤维用纤维基材接收后瞬间降温制得该过滤材料，最终制得的纳米纤维过滤材料的驻极效果即过滤性能较差，其表面静电势为600V，疏水角为100°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率为46％，压阻为25Pa，保存3天电荷衰减40％，明显低于本发明制备的驻极纳米纤维过滤材料。与本发明实施例1制得的过滤材料相比，本发明汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料制备出的过滤材料驻极效果好，性能优异，电荷衰减慢，极具应用前景。
实施例2～24
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤与实施例1一致，不同的是步骤(1)配制溶有聚合物的液体混合物时所选用的聚合物和溶剂的种类、阶段升温的温度以及最终制得的产品的性能，具体见下表，表中，T1(℃)表示第一段升温的温度，T2(℃)表示第二段升温的温度，A表示表面静电势，B表示对0.006～1μm的颗粒的过滤效率，纤维直径单位为μm，孔径尺寸单位为μm；纳米纤维层的纳米纤维直径单位为μm，纳米纤维克重单位为g/m2，孔隙率单位为％；A单位为V，疏水角单位为(°)，B单位为％，压阻单位为Pa，容尘量单位为g/m2：
实施例25
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)配制溶有聚合物的液体混合物：将聚偏氟乙烯加入到N-甲基吡咯烷酮中，并用磁力搅拌装置连续搅拌18h；
(2)将质量浓度为36％的溶有聚合物的液体混合物加热至85℃后进行静电纺丝，在静电纺丝过程中对喷丝孔的溶有聚合物的液体混合物进行快速固化，其中快速固化是指使溶有聚合物的液体混合物在喷丝孔出口5cm处在0.9ms内升温至105℃，在喷丝孔出口9cm处在0.1ms内升温至155℃，静电纺丝的工艺参数为：电压20KV，接收距离为10cm，灌注速度为5.2mL/h，温度为15℃，湿度为60％；
(3)静电纺丝所得纤维用接收基材接收后瞬间降温至0℃以下，制得汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，其中瞬间降温的方式是在接收基材的背面1mm处设有一个液氮恒速释放装置，液氮恒速释放装置的释放速度为60L/min，接收基材为挺度为5mN·m，克重400g/m2，瓦楞深度为0.1mm的木浆纤维素滤纸。
由上述制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的木浆纤维素基材，其纤维直径为20μm，孔径尺寸为80μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.6μm，纳米纤维克重为0.12g/m2，孔隙率为86.0％；汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为1950V，疏水角为152°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率可达50％，压阻为12Pa，容尘量为1400g/m2，保存一个月电荷无衰减。
实施例26
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)配制溶有聚合物的液体混合物：将聚偏氟乙烯加入到二甲基乙酰胺中，并用磁力搅拌装置连续搅拌5h；
(2)将质量浓度为12％的溶有聚合物的液体混合物加热至30℃后进行静电纺丝，在静电纺丝过程中对喷丝孔的溶有聚合物的液体混合物进行快速固化，其中快速固化是指使溶有聚合物的液体混合物在喷丝孔出口4cm处在0.5ms内升温至85℃，在喷丝孔出口9.5cm处在0.5ms内升温至125℃，静电纺丝的工艺参数为：电压15KV，接收距离为28cm，灌注速度为10mL/h，温度为30℃，湿度为5％；
(3)静电纺丝所得纤维用接收基材接收后瞬间降温至0℃以下，制得汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，其中瞬间降温的方式是在接收基材的背面60mm处设有一个液氮恒速释放装置，液氮恒速释放装置的释放速度为90L/min，接收基材为挺度为5mN·m，克重100g/m2，瓦楞深度为2.5mm的木浆纤维素滤纸。
由上述制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的木浆纤维素基材，其纤维直径为25μm，孔径尺寸为90μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.6μm，纳米纤维克重为0.15g/m2，孔隙率为85％；汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为2200V，疏水角为190°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率可达75％，压阻为19Pa，容尘量为500g/m2，保存一个月电荷无衰减。
实施例27
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)配制溶有聚合物的液体混合物：将聚偏氟乙烯加入到磷酸三乙酯中，并用磁力搅拌装置连续搅拌3h；
(2)将质量浓度为10％的溶有聚合物的液体混合物加热至100℃后进行静电纺丝，在静电纺丝过程中对喷丝孔的溶有聚合物的液体混合物进行快速固化，其中快速固化是指使溶有聚合物的液体混合物在喷丝孔出口5cm处在0.1ms内升温至110℃，在喷丝孔出口9cm处在0.1ms内升温至165℃，静电纺丝的工艺参数为：电压5KV，接收距离为3cm，灌注速度为0.5mL/h，温度为35℃，湿度为62％；
(3)静电纺丝所得纤维用接收基材接收后瞬间降温至0℃以下，制得汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，其中瞬间降温的方式是在接收基材的背面90mm处设有一个液氮恒速释放装置，液氮恒速释放装置的释放速度为1L/min，接收基材为挺度为2.5mN·m，克重8g/m2的木浆纤维素非织造布。
由上述制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的木浆纤维素基材，其纤维直径为30μm，孔径尺寸为3μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.7μm，纳米纤维克重为23.8g/m2，孔隙率为92％；汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为1700V，疏水角为185°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率可达99.999％，压阻为19Pa，容尘量为800g/m2，保存一个月电荷无衰减。
实施例28
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)配制溶有聚合物的液体混合物：将聚偏氟乙烯加入到二甲基亚砜中，并用磁力搅拌装置连续搅拌17h；
(2)将质量浓度为3％的溶有聚合物的液体混合物加热至55℃后进行静电纺丝，在静电纺丝过程中对喷丝孔的溶有聚合物的液体混合物进行快速固化，其中快速固化是指使溶有聚合物的液体混合物在喷丝孔出口4cm处在0.2ms内升温至96℃，在喷丝孔出口9cm处在0.7ms内升温至145℃，静电纺丝的工艺参数为：电压35KV，接收距离为32cm，灌注速度为0.1mL/h，温度为15℃，湿度为48％；
(3)静电纺丝所得纤维用接收基材接收后瞬间降温至0℃以下，制得汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，其中瞬间降温的方式是在接收基材的背面60mm处设有一个液氮恒速释放装置，液氮恒速释放装置的释放速度为100L/min，接收基材为挺度为4mN·m，克重为6g/m2，瓦楞深度为1mm的含纤维素纤维的瓦楞滤纸。
由上述制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的纤维基材，其纤维直径为10μm，孔径尺寸为80μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.6μm，纳米纤维克重为70g/m2，孔隙率为82％；汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为2300V，疏水角为205°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率可达90.5％，压阻为9Pa，容尘量为3600g/m2，保存一个月电荷无衰减。
实施例29～49
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤与实施例28一致，不同的是步骤(1)配制溶有聚合物的液体混合物时所选用的聚合物和溶剂的种类、阶段升温温度以及最终制得的产品的性能，具体见下表，表中，T1(℃)表示第一段升温的温度，T2(℃)表示第二段升温的温度，A表示表面静电势，B表示对0.006～1μm的颗粒的过滤效率，纤维直径单位为μm，孔径尺寸单位为μm；纳米纤维层的纳米纤维直径单位为μm，纳米纤维克重单位为g/m2，孔隙率单位为％；A单位为V，疏水角单位为(°)，B单位为％，压阻单位为Pa，容尘量单位为g/m2：
实施例50
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)配制溶有聚合物的液体混合物：将尼龙6加入到甲酸中，并用磁力搅拌装置连续搅拌6h；
(2)将质量浓度为33％的溶有聚合物的液体混合物加热至120℃后进行静电纺丝，在静电纺丝过程中对喷丝孔的溶有聚合物的液体混合物进行快速固化，其中快速固化是指使溶有聚合物的液体混合物在喷丝孔出口4cm处在0.2ms内升温至55℃，在喷丝孔出口9cm处在0.7ms内升温至80℃，静电纺丝的工艺参数为：电压70KV，接收距离为40cm，灌注速度为5mL/h，温度为30℃，湿度为90％；
(3)静电纺丝所得纤维用接收基材接收后瞬间降温至0℃以下，制得汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，其中瞬间降温的方式是在接收基材的背面100mm处设有一个液氮恒速释放装置，液氮恒速释放装置的释放速度为20L/min，接收基材为挺度为0.5mN·m，克重为350g/m2的含聚酯纤维的非织造布。
由上述制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的纤维基材，其纤维直径为40μm，孔径尺寸为12μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.7μm，纳米纤维克重为0.9g/m2，孔隙率为81％；汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为1900V，疏水角为188°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率可达92％，压阻为9Pa，容尘量为1400g/m2，保存一个月电荷无衰减。
实施例51
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)配制溶有聚合物的液体混合物：将聚乙烯醇加入到水中，并用磁力搅拌装置连续搅拌8h；
(2)将质量浓度为20％的溶有聚合物的液体混合物加热至110℃后进行静电纺丝，在静电纺丝过程中对喷丝孔的溶有聚合物的液体混合物进行快速固化，其中快速固化是指使溶有聚合物的液体混合物在喷丝孔出口4cm处在0.2ms内升温至55℃，在喷丝孔出口9cm处在0.6ms内升温至80℃，静电纺丝的工艺参数为：电压60KV，接收距离为5cm，灌注速度为0.1mL/h，温度为20℃，湿度为63％；
(3)静电纺丝所得纤维用接收基材接收后瞬间降温至0℃以下，制得汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，其中瞬间降温的方式是在接收基材的背面50mm处设有一个液氮恒速释放装置，液氮恒速释放装置的释放速度为10L/min，接收基材为挺度为5mN·m，克重为200g/m2的含聚烯烃纤维的非织造布。
由上述制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的纤维基材，其纤维直径为50μm，孔径尺寸为3μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.7μm，纳米纤维克重为0.01g/m2，孔隙率为90％；汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为1900V，疏水角为175°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率可达55％，压阻为9Pa，容尘量为3000g/m2，保存一个月电荷无衰减。
实施例52
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)配制溶有聚合物的液体混合物：将聚乙烯醇加入到乙醇中，并用磁力搅拌装置连续搅拌18h；
(2)将质量浓度为31％的溶有聚合物的液体混合物加热至50℃后进行静电纺丝，在静电纺丝过程中对喷丝孔的溶有聚合物的液体混合物进行快速固化，其中快速固化是指使溶有聚合物的液体混合物在喷丝孔出口4cm处在0.3ms内升温至40℃，在喷丝孔出口10cm处在0.5ms内升温至63℃，静电纺丝的工艺参数为：电压40KV，接收距离为40cm，灌注速度为2mL/h，温度为30℃，湿度为5％；
(3)静电纺丝所得纤维用接收基材接收后瞬间降温至0℃以下，制得汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，其中瞬间降温的方式是在接收基材的背面80mm处设有一个液氮恒速释放装置，液氮恒速释放装置的释放速度为35L/min；接收基材为挺度为2.5mN·m，克重为95g/m2，瓦楞深度为3mm的含纤维素纤维的瓦楞滤纸和挺度为2.5mN·m，克重为120g/m2的聚酯纤维非织造布组成的混合纤维基材。
由上述制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的混合的纤维基材，其纤维直径为30μm，孔径尺寸为60μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.5μm，纳米纤维克重为2g/m2，孔隙率为80％；汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为2050V，疏水角为155°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率可达83.5％，压阻为15Pa，容尘量为2020g/m2，保存一个月电荷无衰减。
实施例53～83
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤与实施例52一致，不同的是步骤(1)配制溶有聚合物的液体混合物时所选用的聚合物和溶剂的种类、阶段升温温度以及最终制得的产品的性能，具体见下表，表中，T1(℃)表示第一段升温的温度，T2(℃)表示第二段升温的温度，A表示表面静电势，B表示对0.006～1μm的颗粒的过滤效率，纤维直径单位为μm，孔径尺寸单位为μm；纳米纤维层的纳米纤维直径单位为μm，纳米纤维克重单位为g/m2，孔隙率单位为％；A单位为V，疏水角单位为(°)，B单位为％，压阻单位为Pa，容尘量单位为g/m2：
实施例84
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)配制溶有聚合物的液体混合物：将聚乙烯醇加入到N,N-二甲基甲酰胺中，并用磁力搅拌装置连续搅拌20h；
(2)将质量浓度为40％的溶有聚合物的液体混合物加热至75℃后进行静电纺丝，在静电纺丝过程中对喷丝孔的溶有聚合物的液体混合物进行快速固化，其中快速固化是指使溶有聚合物的液体混合物在喷丝孔出口4cm处在0.2ms内升温至83℃，在喷丝孔出口10cm处在0.4ms内升温至123℃，静电纺丝的工艺参数为：电压70KV，接收距离为30cm，灌注速度为10mL/h，温度为15℃，湿度为12％；
(3)静电纺丝所得纤维用接收基材接收后瞬间降温至0℃以下，制得汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，其中瞬间降温的方式是在接收基材的背面100mm处设有一个液氮恒速释放装置，液氮恒速释放装置的释放速度为1L/min；接收基材为挺度为1.5mN·m，克重为80g/m2，瓦楞深度为0.1mm的含纤维素纤维的瓦楞滤纸和挺度为4.0mN·m，克重为200g/m2的聚烯烃纤维非织造布组成的混合纤维基材。
由上述制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的混合的纤维基材，其纤维直径为16μm，孔径尺寸为41μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.8μm，纳米纤维克重为45g/m2，孔隙率为83％；汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为2100V，疏水角为158°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率可达60％，压阻为2Pa，容尘量为50g/m2，保存一个月电荷无衰减。
实施例85
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)配制溶有聚合物的液体混合物：将聚乙烯醇加入到四氢呋喃中，并用磁力搅拌装置连续搅拌4h；
(2)将质量浓度为14％的溶有聚合物的液体混合物加热至90℃后进行静电纺丝，在静电纺丝过程中对喷丝孔的溶有聚合物的液体混合物进行快速固化，其中快速固化是指使溶有聚合物的液体混合物在喷丝孔出口4cm处在0.2ms内升温至35℃，在喷丝孔出口9cm处在0.6ms内升温至50℃，静电纺丝的工艺参数为：电压10KV，接收距离为3cm，灌注速度为10mL/h，温度为25℃，湿度为30％；
(3)静电纺丝所得纤维用接收基材接收后瞬间降温至0℃以下，制得汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，其中瞬间降温的方式是在接收基材的背面50mm处设有一个液氮恒速释放装置，液氮恒速释放装置的释放速度为100L/min；接收基材为挺度为3mN·m，克重为310g/m2，瓦楞深度为2.4mm的含纤维素纤维的瓦楞滤纸与挺度为1mN·m，克重为300g/m2的聚烯烃纤维非织造布以及挺度为0.5mN·m，克重为350g/m2的聚酯纤维非织造布组成的混合纤维基材。
由上述制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的混合的纤维基材，其纤维直径为20μm，孔径尺寸为9μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.5μm，纳米纤维克重为40g/m2，孔隙率为88％；汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为2300V，疏水角为200°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率可达99.5％，压阻为17Pa，容尘量为600/m2，保存一个月电荷无衰减。
实施例86
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤与实施例85基本一致，不同的步骤(1)配制的溶有聚合物的液体混合物中含有无机纳米颗粒，配制过程为：先将二氧化硅加入四氢呋喃中，超声15h，然后将与实施例94配制得到的溶有聚合物的液体混合物加入其中，用磁力搅拌装置连续搅拌3h，其中二氧化硅在溶液中的含量为聚乙烯醇和二氧化硅总量5.8wt％。
由上述制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的混合的纤维基材，其纤维直径为40μm，孔径尺寸为100μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.5μm，纳米纤维克重为1.8g/m2，孔隙率为80％；汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为1800V，疏水角为165°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率可达70％，压阻为19Pa，容尘量为2600g/m2，保存一个月电荷无衰减。
实施例87
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤与实施例85基本一致，不同的步骤(1)配制的溶有聚合物的液体混合物中含有无机纳米颗粒，配制过程为：先将三氧化二铝加入四氢呋喃中，超声0.5h，然后将与实施例94配制得到的溶有聚合物的液体混合物加入其中，用磁力搅拌装置连续搅拌3h，其中三氧化二铝在溶液中的含量为聚乙烯醇和三氧化二铝总量0.1wt％。
由上述制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的混合的纤维基材，其纤维直径为33μm，孔径尺寸为95μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.8μm，纳米纤维克重为35g/m2，孔隙率为80％；汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为1800V，疏水角为205°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率可达93％，压阻为5Pa，容尘量为2900g/m2，保存一个月电荷无衰减。
实施例88
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤与实施例85基本一致，不同的步骤(1)配制的溶有聚合物的液体混合物中含有无机纳米颗粒，配制过程为：先将氧化锌加入四氢呋喃中，超声5h，然后将与实施例94配制得到的溶有聚合物的液体混合物加入其中，用磁力搅拌装置连续搅拌5h，其中氧化锌在溶液中的含量为聚乙烯醇和氧化锌总量10wt％。
由上述制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的混合的纤维基材，其纤维直径为27μm，孔径尺寸为120μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.7μm，纳米纤维克重为0.01g/m2，孔隙率为82％；汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为1800V，疏水角为165°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率可达65％，压阻为10Pa，容尘量为150g/m2，保存一个月电荷无衰减。
实施例89～97
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤与实施例88基本一致，不同的是配制溶有聚合物的液体混合物中所加入的无机纳米颗粒的种类和最终制得的产品的性能，具体见下表，表中，A表示表面静电势，B表示对0.006～1μm的颗粒的过滤效率，纤维直径单位为μm，孔径尺寸单位为μm；纳米纤维层的纳米纤维直径单位为μm，纳米纤维克重单位为g/m2，孔隙率单位为％；A单位为V，疏水角单位为(°)，B单位为％，压阻单位为Pa，容尘量单位为g/m2：
实施例98
一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)配制溶有聚合物的液体混合物：将聚乙烯醇加入到四氢呋喃中，并用磁力搅拌装置连续搅拌4h；
(2)将质量浓度为14％的溶有聚合物的液体混合物加热至90℃后进行静电纺丝，在静电纺丝过程中对喷丝孔的溶有聚合物的液体混合物进行快速固化，其中快速固化是指使溶有聚合物的液体混合物在喷丝孔出口4cm处在0.2ms内升温至35℃，在喷丝孔出口9cm处在0.6ms内升温至50℃，静电纺丝的工艺参数为：电压10KV，接收距离为3cm，灌注速度为10mL/h，温度为25℃，湿度为30％；
(3)静电纺丝所得纤维用接收基材接收后制得汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料；接收基材为挺度为3mN·m，克重为310g/m2，瓦楞深度为2.1mm的含纤维素纤维的瓦楞滤纸与挺度为1mN·m，克重为300g/m2的聚烯烃纤维非织造布以及挺度为0.1mN·m，克重为350g/m2的聚酯纤维非织造布组成的混合纤维基材。
由上述制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的混合的纤维基材，其纤维直径为21μm，孔径尺寸为9μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.5μm，纳米纤维克重为40g/m2，孔隙率为82％；汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为2000V，疏水角为180°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率可达80.5％，压阻为16Pa，容尘量为300/m2，保存一个月电荷无衰减。

Claims (8)

1.一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其特征是：对溶有聚合物的液体混合物进行静电纺丝即获得汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，在静电纺丝过程中对喷丝孔出口的溶有聚合物的液体混合物进行快速固化；所述快速固化是使溶有聚合物的液体混合物在喷丝孔出口3～5cm处在0.1～0.9ms内升温至t/2±5℃后在喷丝孔出口9～10cm处在0.1～0.9ms内升温至3/4*t±10℃，t为溶有聚合物的液体混合物的溶剂沸点。
2.根据权利要求1所述的一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的工艺参数为：溶有聚合物的液体混合物温度30～120℃，电压5～70KV，接收距离3～40cm，灌注速度0.1～10mL/h，环境温度15～35℃，湿度5～90％；所述溶有聚合物的液体混合物中聚合物的质量浓度为3～40％。
3.根据权利要求2所述的一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，静电纺丝制得的纤维用接收基材接收后进行瞬间降温处理，所述瞬间降温是指所纺纳米纤维与接收基材的距离小于1mm时，纳米纤维与液氮接触后在小于5s的时间内降低至0℃以下；所述瞬间降温是通过在接收基材的背面距离接收基材1～100mm处设置一液氮恒速释放装置实现的，所述液氮恒速释放装置的释放速度为1～100L/min。
4.根据权利要求3所述的一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，所述溶有聚合物的液体混合物中的聚合物为聚四氟乙烯、氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙稀、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龙6、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己内酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚、聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯以及以上聚合物中任意两种或三种聚合物的混合物；其中所述溶有聚合物的液体混合物中的溶剂根据聚合物种类分别对应为：
聚偏氟乙烯：N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、磷酸三乙酯或二甲基亚砜；
聚丙烯：正庚烷、四氢氟萘或二甲苯；
聚对苯二甲酸丁二酯：二氯甲烷、四氢呋喃、三氯甲烷或丙酮；
聚对苯二甲酸乙二酯：二氯甲烷、四氢呋喃、三氯甲烷或丙酮；
聚芳酯：二氯甲烷、四氢呋喃、三氯甲烷或丙酮；
聚醋酸乙烯：甲苯、丙酮、乙醇、醋酸、乙酸乙酯或三氯甲烷；
尼龙6：甲酸；
聚乙烯醇：水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺或四氢呋喃；
聚甲基丙烯酸甲酯：氯仿、乙酸、乙酸乙酯、丙酮或甲苯；
聚苯胺：N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮；
聚氧化乙烯：N,N-二甲基甲酰胺、乙醇、水或三氯甲烷；
聚乙烯吡咯烷酮：水、乙醇、N,N-二甲基乙酰胺或N,N-二甲基甲酰胺；
聚丙烯腈：N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜；
聚己内酯：N,N-二甲基甲酰胺或丙酮；
聚乙二醇：水、乙醇或N,N-二甲基甲酰胺；
聚氨酯：N,N-二甲基甲酰胺、丙酮或N-甲基吡咯烷酮；
氟化聚氨酯：N,N-二甲基甲酰胺、丙酮或N-甲基吡咯烷酮；
聚砜和聚醚砜：N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺或四氢呋喃；
聚偏氟乙烯-六氟丙烯：N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、磷酸三乙酯或二甲基亚砜；
聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚：N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、磷酸三乙酯或二甲基亚砜；
聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯：N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、磷酸三乙酯或二甲基亚砜；
上述任意两种或三种聚合物的混合物所用溶剂：上述溶剂中可同时溶解所有聚合物的单一溶剂或每种聚合物的溶剂的混合物；
溶有聚合物的液体混合物配制过程为：将聚合物加入到相应的溶剂中，并用磁力搅拌装置连续搅拌3～20h。
5.根据权利要求4所述的一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，所述溶有聚合物的液体混合物中分散有至少一种无机纳米颗粒，所述无机纳米颗粒为二氧化硅、三氧化二铝、氧化锌、氧化钡、二氧化钛、五氧化二钽、钛酸钡、锆钛酸铅、氮化硅、电气石、勃姆石或倍半硅氧烷，无机纳米颗粒的添加量为溶有聚合物的液体混合物的0.1～10wt％。
6.根据权利要求5所述的一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，所述快速固化是通过在喷丝口上方3～5cm处安装温控装置I，在喷丝孔上方9～10cm处安装温控装置II实现的，温控装置I的温度为20～200℃，温控装置II的温度为20～300℃。
7.根据权利要求6所述的一种汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，所述接收基材为木浆纤维素基材、纤维基材或混合的纤维基材；
所述木浆纤维素基材为木浆纤维素滤纸或木浆纤维素非织造布，其挺度为0.5～5mN·m，克重为8～400g/m2；木浆纤维素滤纸为瓦楞深度为0.1～3mm的瓦楞滤纸；
所述纤维基材为含纤维素纤维、聚酯纤维或聚烯烃纤维的滤纸或非织造布，其挺度为0.5～5mN·m，克重为6～350g/m2；滤纸为瓦楞滤纸，其中纤维素纤维瓦楞滤纸的瓦楞深度为0.1～3mm；
所述混合的纤维基材为纤维素纤维、聚酯纤维及聚烯烃纤维中的两种以上组成的混合纤维的滤纸或非织造布，其挺度为0.5～5mN·m，克重为6～350g/m2，所述混合纤维的滤纸为瓦楞滤纸，其中含纤维素纤维的瓦楞滤纸的瓦楞深度为0.1～3mm。
8.采用如权利要求1～7任一项所述的制备方法制得的汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料，其特征是：所述汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料为纤维间无粘连且蓬松的三维网状互通结构，包括基材层与纳米纤维层；基材层为多孔的木浆纤维素基材、纤维基材或混合的纤维基材，其纤维直径为10～50μm，孔径尺寸为3～120μm；纳米纤维层的纳米纤维直径为0.5～0.8μm，纳米纤维克重为0.01～70g/m2，孔隙率≥80％；所述汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料表面静电势为1700～2300V，疏水角＞150°，对0.006～1μm的颗粒的过滤效率为50～99.999％，压阻小于20Pa，容尘量为50～3600g/m2，所述汽车空调滤芯用驻极纳米纤维过滤材料保存一个月电荷无衰减。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110180260A (zh) * 2019-05-14 2019-08-30 中安瑞材(北京)科技有限公司 一种空气净化滤芯和制备方法
CN111235666A (zh) * 2020-03-19 2020-06-05 道恩高材(北京)科技有限公司 一种长效静电保持的熔喷聚丙烯驻极体及其制备方法和应用
CN111495035A (zh) * 2020-02-28 2020-08-07 厦门理工学院 一种驻极纳米纤维空气过滤材料及其制备方法
CN113026428A (zh) * 2021-03-04 2021-06-25 天津科技大学 用于空气过滤器的静电纺纳米空气过滤纸及其制备方法
CN114920971A (zh) * 2022-05-17 2022-08-19 爱芯环保科技（厦门）股份有限公司 Pvdf复合石墨烯的动态驻极滤芯

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110148005A1 (en) * 2004-06-29 2011-06-23 Yong Lak Joo Method for Elevated Temperature Electrospinning
CN102650095A (zh) * 2011-02-25 2012-08-29 谢维 一种连续大量生产电纺纳米纤维膜的方法及设备
CN103484952A (zh) * 2013-10-17 2014-01-01 厦门大学 鞘层气体可加热式聚焦电纺直写喷头装置
CN104289042A (zh) * 2014-09-05 2015-01-21 东华大学 一种静电纺纳米纤维驻极过滤材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110148005A1 (en) * 2004-06-29 2011-06-23 Yong Lak Joo Method for Elevated Temperature Electrospinning
CN102650095A (zh) * 2011-02-25 2012-08-29 谢维 一种连续大量生产电纺纳米纤维膜的方法及设备
CN103484952A (zh) * 2013-10-17 2014-01-01 厦门大学 鞘层气体可加热式聚焦电纺直写喷头装置
CN104289042A (zh) * 2014-09-05 2015-01-21 东华大学 一种静电纺纳米纤维驻极过滤材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
樱田一郎: "《纤维的化学》", 31 August 1982, 纺织工业出版社 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110180260A (zh) * 2019-05-14 2019-08-30 中安瑞材(北京)科技有限公司 一种空气净化滤芯和制备方法
CN110180260B (zh) * 2019-05-14 2021-12-10 中安瑞材(北京)科技有限公司 一种空气净化滤芯和制备方法
CN111495035A (zh) * 2020-02-28 2020-08-07 厦门理工学院 一种驻极纳米纤维空气过滤材料及其制备方法
CN111235666A (zh) * 2020-03-19 2020-06-05 道恩高材(北京)科技有限公司 一种长效静电保持的熔喷聚丙烯驻极体及其制备方法和应用
CN113026428A (zh) * 2021-03-04 2021-06-25 天津科技大学 用于空气过滤器的静电纺纳米空气过滤纸及其制备方法
CN114920971A (zh) * 2022-05-17 2022-08-19 爱芯环保科技（厦门）股份有限公司 Pvdf复合石墨烯的动态驻极滤芯

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