一種納米復(fù)合功能纖維及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于納米纖維的制備領(lǐng)域，具體涉及一種納米復(fù)合功能纖維及其制備方法和應(yīng)用。按重量份數(shù)計(jì)，納米復(fù)合功能纖維的原料包括：生物大分子可降解材料12-25份，無(wú)機(jī)材料10-15份，硅烷偶聯(lián)劑3-5份，有機(jī)聚合物材料60-70份，納米遠(yuǎn)紅外粉1-3份，金屬鹽0.05-0.08份，類(lèi)胡蘿卜素0.1-1份，碳酸鈣 0.05-0.5份。將這些原料混合制得熔融液，然后采用高壓靜電紡絲方法，制得納米復(fù)合功能纖維。將該納米復(fù)合功能纖維噴涂于濾芯的內(nèi)表面或外表面，提高了傳統(tǒng)濾芯的過(guò)濾精度，提高過(guò)濾效率；而且本發(fā)明賦予了納米纖維殺菌、活化水質(zhì)等功效，當(dāng)其噴涂于濾芯的內(nèi)表面或/和外表面時(shí)，極大地提高了濾芯的過(guò)濾質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種納米復(fù)合功能纖維及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米纖維的制備領(lǐng)域，具體涉及一種納米復(fù)合功能纖維及其制備方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]過(guò)濾器濾芯是過(guò)濾器的心臟，也是過(guò)濾器的主要原理，是為了凈化原生態(tài)的資源和資源的再利用，而需要的凈化設(shè)備，濾芯一般主要用在油過(guò)濾、水過(guò)濾、空氣過(guò)濾等過(guò)濾行業(yè)。除去過(guò)濾介質(zhì)中少量雜質(zhì)，可保護(hù)設(shè)備的正常工作或者空氣的潔凈，當(dāng)流體經(jīng)過(guò)過(guò)濾器中具有一定精度的濾芯后，其雜質(zhì)被阻擋，而清潔的流物通過(guò)濾芯流出。
[0003]水過(guò)濾器濾芯中有線繞濾芯、PP熔噴濾芯、折疊濾芯、大流量濾芯等，現(xiàn)有的濾芯在使用一段時(shí)間后，逐漸被過(guò)濾出來(lái)的雜質(zhì)堵塞，導(dǎo)致后續(xù)的過(guò)濾效果不佳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種納米復(fù)合功能纖維及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明賦予了納米纖維殺菌抑菌、活化水質(zhì)等功效，當(dāng)其噴涂于濾芯表面時(shí)，極大地提高了濾芯的過(guò)濾質(zhì)量。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種納米復(fù)合功能纖維，按重量份數(shù)計(jì)，其原料包括:生物大分子可降解材料12-25份，無(wú)機(jī)材料10-15份，硅烷偶聯(lián)劑3-5份，有機(jī)聚合物材料60-70份，納米遠(yuǎn)紅外粉1_3份，金屬鹽0.05-0.08份，類(lèi)胡蘿卜素0.1-1份，碳酸鈣0.05-0.5份。
[0006]所述的金屬鹽為硝酸銀、氯化銅、氯化鋅、硝酸銅、硝酸鋅中的一種或多種。
[0007]所述的生物大分子可降解材料為明膠、殼聚糖、膠原蛋白、甲殼素、聚乳酸、聚ε-己內(nèi)酯中的一種或多種。
[0008]所述的無(wú)機(jī)材料為T(mén)i02、Si02、A1203、ZnO, ZrO2中的一種或多種。
[0009]所述的有機(jī)聚合物材料為聚芳酰胺、聚氨酯、聚醚砜、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的一種。
[0010]所述的納米遠(yuǎn)紅外粉的常溫輻射率0.75-0.95。
[0011]一種制備如上所述的納米復(fù)合功能纖維的方法，包括以下步驟:
1)無(wú)機(jī)材料采用超微粉碎機(jī)粉碎，過(guò)1000目篩，然后與硅烷偶聯(lián)劑混合均勻，靜置15-20min，備用；
2)將碳酸鈣采用超微粉碎機(jī)粉碎，過(guò)1000目篩，備用；
3)將有機(jī)聚合物材料加熱至熔融狀態(tài)，保溫，加入經(jīng)步驟I)處理的無(wú)機(jī)材料，攪拌l-2h ；
4)再加入生物大分子可降解材料,攪拌0.5-lh ；
5)最后依次加入納米遠(yuǎn)紅外粉、金屬鹽、類(lèi)胡蘿卜素、經(jīng)步驟2)處理的碳酸鈣，攪拌0.5-lh，制得混合物熔融液； 6 )然后采用高壓靜電紡絲方法，制得納米復(fù)合功能纖維。
[0012]如上所述的制備方法制得的納米復(fù)合功能纖維的應(yīng)用:將納米復(fù)合功能纖維噴涂于濾芯的內(nèi)表面或/和外表面，噴涂厚度為0.1-0.5 Cm。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:
1、本發(fā)明通過(guò)在納米纖維中加入具有活化水質(zhì)功能的納米遠(yuǎn)紅外粉、具有殺菌抑菌作用的金屬離子、具有分子共振作用的類(lèi)胡蘿卜素和碳酸鈣，賦予了納米纖維多種功效；
2、將納米復(fù)合功能纖維直接噴涂于傳統(tǒng)的濾芯的內(nèi)表面或/和外表面，一方面增強(qiáng)了濾芯強(qiáng)度，另一方面使得濾芯具有活化水質(zhì)、殺菌抑菌等功效，提聞了傳統(tǒng)濾芯的過(guò)濾精度，過(guò)濾效率增大。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是將實(shí)施例1制得的納米纖維用于PP濾芯；
圖2是將實(shí)施例2制得的納米纖維用于活性炭棒；
圖3是將實(shí)施例3制得的納米纖維用于陶瓷濾芯。

【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明用下列實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于下列實(shí)施例。
[0016]實(shí)施例1
一種納米復(fù)合功能纖維，按重量份數(shù)計(jì)，其原料包括:聚乳酸、明膠按質(zhì)量比3:1混合的生物可降解材料25份，Al2O31份，硅烷偶聯(lián)劑3份，聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮按質(zhì)量比15:1混合的有機(jī)聚合物材料60份，納米遠(yuǎn)紅外陶瓷粉3份，氯化鋅0.08份，類(lèi)胡蘿卜素I份，碳酸鈣0.3份。
[0017]制備方法為:
1)Al2O3采用超微粉碎機(jī)粉碎，過(guò)1000目篩，然后與硅烷偶聯(lián)劑混合均勻，靜置15-20min，備用；
2)將碳酸鈣采用超微粉碎機(jī)粉碎，過(guò)1000目篩，備用；
3)將聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮混合材料加熱至熔融狀態(tài)，保溫，加入經(jīng)步驟I)處理的Al2O3,攪拌Ih ；
4)再加入聚乳酸、明膠，攪拌Ih；
5)最后依次加入納米遠(yuǎn)紅外粉、氯化鋅、類(lèi)胡蘿卜素、經(jīng)步驟2)處理的碳酸鈣，攪拌0.5h，制得混合物熔融液；
6 )然后采用高壓靜電紡絲方法，制得納米復(fù)合功能纖維。
[0018]如上所述的制備方法制得的納米復(fù)合功能纖維的應(yīng)用:將納米復(fù)合功能纖維噴涂于PP濾芯的外表面，噴涂厚度為0.3 Cm。
[0019]噴涂于PP濾芯的外表面后，濾芯的性能有顯著改善:
1、提高了傳統(tǒng)濾芯過(guò)濾精度；如傳統(tǒng)熔噴濾芯纖維絲徑一般在5-25微米，三維立體空間的不規(guī)則多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，平均孔徑大于I微米；而納米纖維絲徑一般在0.5微米左右，平均孔徑小于I微米； 2、減少了PP濾芯濾材厚度，節(jié)約成本，降低過(guò)濾阻力；
3、雜質(zhì)被攔截于濾芯表層，可通過(guò)反沖洗使濾芯再生重復(fù)使用；
4、可以活化水質(zhì)，抑制細(xì)菌繁殖。
[0020]實(shí)施例2
一種納米復(fù)合功能纖維，按重量份數(shù)計(jì)，其原料包括:明膠、殼聚糖按質(zhì)量比20:1混合的生物可降解材料12份，T12, S12, Al2O3按質(zhì)量比5:23:17混合后的無(wú)機(jī)材料15份，硅烷偶聯(lián)劑5份，聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮按質(zhì)量比17:1混合后的有機(jī)材料60份，納米遠(yuǎn)紅外陶瓷粉I份，氯化銅0.05份，類(lèi)胡蘿卜素I份，碳酸鈣0.5份。
[0021]制備方法為:
1)無(wú)機(jī)材料采用超微粉碎機(jī)粉碎，過(guò)1000目篩，然后與硅烷偶聯(lián)劑混合均勻，靜置15-20min，備用；
2)將碳酸鈣采用超微粉碎機(jī)粉碎，過(guò)1000目篩，備用；
3)將有機(jī)聚合物材料加熱至熔融狀態(tài)，保溫，加入經(jīng)步驟I)處理的無(wú)機(jī)材料，攪拌2h；
4)再加入生物大分子可降解材料,攪拌Ih；
5)最后依次加入納米遠(yuǎn)紅外粉、氯化銅、類(lèi)胡蘿卜素、經(jīng)步驟2)處理的碳酸鈣，攪拌Ih,制得混合物熔融液；
6 )然后采用高壓靜電紡絲方法，制得納米復(fù)合功能纖維。
[0022]如上所述的制備方法制得的納米復(fù)合功能纖維的應(yīng)用:將納米復(fù)合功能纖維噴涂于活性炭棒的內(nèi)表面和外表面，內(nèi)表面的噴涂厚度為0.1cm，外表面的噴涂厚度為0.3cm。
[0023]噴涂于活性炭棒內(nèi)表面和外表面后，濾芯的性能有顯著改善:
1、均衡了炭棒表面各處過(guò)濾流速；
2、防止炭棒內(nèi)活性炭顆?？紫侗欢掠绊懳叫Ч?，同時(shí)延長(zhǎng)濾芯使用壽命；
3、內(nèi)層納米纖維還可以防止炭粉脫落進(jìn)入水中；
4、由于直接噴涂于濾芯表面，因此增強(qiáng)了濾芯強(qiáng)度；
5、活化水質(zhì)，抑制細(xì)菌繁殖。
[0024]實(shí)施例3
一種納米復(fù)合功能纖維，按重量份數(shù)計(jì)，其原料包括:明膠、聚乳酸、聚ε -己內(nèi)酯按質(zhì)量比15:7:2混合后的生物大分子可降解材料18份，ZrO2, ZnO按質(zhì)量比18:7混合后的無(wú)機(jī)材料10-15份，硅烷偶聯(lián)劑3-5份，聚芳酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯按質(zhì)量比30:4:13混合后的有機(jī)聚合物材料65份，納米遠(yuǎn)紅外陶瓷粉2份，硝酸銅0.07份，類(lèi)胡蘿卜素0.5份，碳酸鈣0.25份。
[0025]制備方法為:
1)無(wú)機(jī)材料采用超微粉碎機(jī)粉碎，過(guò)1000目篩，然后與硅烷偶聯(lián)劑混合均勻，靜置18min,備用；
2)將碳酸鈣采用超微粉碎機(jī)粉碎，過(guò)1000目篩，備用；
3)將有機(jī)聚合物材料加熱至熔融狀態(tài)，保溫，加入經(jīng)步驟I)處理的無(wú)機(jī)材料，攪拌
1.5h ；
4)再加入生物大分子可降解材料,攪拌0.8h ；
5)最后依次加入納米遠(yuǎn)紅外粉、硝酸銅、類(lèi)胡蘿卜素、經(jīng)步驟2)處理的碳酸鈣，攪拌0.8h，制得混合物熔融液；
6 )然后采用高壓靜電紡絲方法，制得納米復(fù)合功能纖維。
[0026]如上所述的制備方法制得的納米復(fù)合功能纖維的應(yīng)用:將納米復(fù)合功能纖維噴涂于陶瓷濾芯的內(nèi)表面，內(nèi)表面的噴涂厚度為0.2 cm ο
[0027]噴涂于陶瓷濾芯的內(nèi)表面后，濾芯的性能有顯著改善:
1、能均衡陶瓷棒各處過(guò)濾流速；
2、內(nèi)層納米纖維可以防止陶瓷粉末脫落進(jìn)入水中；
3、直接噴涂于濾芯表面，因此增強(qiáng)濾芯強(qiáng)度；
4、可以活化水質(zhì)，抑制細(xì)菌繁殖；
5、由于陶瓷燒結(jié)過(guò)程中管壁可能會(huì)產(chǎn)生細(xì)微肉眼難以辨認(rèn)的裂縫，這類(lèi)陶瓷很難挑選出來(lái)，而使用過(guò)程中會(huì)使水過(guò)濾效果不佳，在內(nèi)壁噴涂一層致密納米纖維層可以解決這種問(wèn)題，并可減少生產(chǎn)過(guò)程中不良品的產(chǎn)生，從而降低生產(chǎn)成本；
6、解決了陶瓷濾芯反復(fù)清洗壁厚減薄后過(guò)濾效果逐漸變差的問(wèn)題。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種納米復(fù)合功能纖維，其特征在于:按重量份數(shù)計(jì)，其原料包括:生物大分子可降解材料12-25份，無(wú)機(jī)材料10-15份，硅烷偶聯(lián)劑3-5份，有機(jī)聚合物材料60-70份，納米遠(yuǎn)紅外粉1-3份，金屬鹽0.05-0.08份，類(lèi)胡蘿卜素0.1-1份，碳酸鈣0.05-0.5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合功能纖維，其特征在于:所述的金屬鹽為硝酸銀、氯化銅、氯化鋅、硝酸銅、硝酸鋅中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合功能纖維，其特征在于:所述的生物大分子可降解材料為明膠、殼聚糖、膠原蛋白、甲殼素、聚乳酸、聚己內(nèi)酯中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合功能纖維，其特征在于:所述的無(wú)機(jī)材料為T(mén)12、Si02、Al2O3' ZnO, ZrO2中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合功能纖維，其特征在于:所述的有機(jī)聚合物材料為聚芳酰胺、聚氨酯、聚醚砜、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合功能纖維，其特征在于:所述的納米遠(yuǎn)紅外粉的常溫輻射率0.75-0.95。
7.一種制備如權(quán)利要求1所述的納米復(fù)合功能纖維的方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)無(wú)機(jī)材料采用超微粉碎機(jī)粉碎，過(guò)1000目篩，然后與硅烷偶聯(lián)劑混合均勻，靜置15-20min，備用； 2)將碳酸鈣采用超微粉碎機(jī)粉碎，過(guò)1000目篩，備用； 3)將有機(jī)聚合物材料加熱至熔融狀態(tài)，保溫，加入經(jīng)步驟I)處理的無(wú)機(jī)材料，攪拌l-2h ； 4)再加入生物大分子可降解材料,攪拌0.5-lh ； 5)最后依次加入納米遠(yuǎn)紅外粉、金屬鹽、類(lèi)胡蘿卜素、經(jīng)步驟2)處理的碳酸鈣，攪拌0.5-lh，制得混合物熔融液； 6 )然后采用高壓靜電紡絲方法，制得納米復(fù)合功能纖維。
8.—種如權(quán)利要求6所述的制備方法制得的納米復(fù)合功能纖維的應(yīng)用，其特征在于:將納米復(fù)合功能纖維噴涂于濾芯的內(nèi)表面或/和外表面。
【文檔編號(hào)】D01F1/10GK104499092SQ201410818592
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】吳衡川, 林曉譽(yù), 江吉祥 申請(qǐng)人:福建金源泉科技發(fā)展有限公司