本發明公開了一種低阻復合空氣過濾材料的制備方法，屬于過濾材料領域。
背景技術：
過濾材料由來已久，材質包括真絲、粗麻、玻璃纖維、非織造布、陶瓷、多孔金屬材料、復合濾料等，這些材料雖具有一定的過濾效果，但存在過濾效率低、透氣透濕性能差等缺點，已不能滿足人們對高潔凈環境的要求，加上近年來環境污染嚴重，物理、生物、化學污染日益嚴重，普通過濾材料不具備隔絕病毒等微小生物的能力，且產品笨重、透氣透濕性能差，逐漸瀕臨淘汰。非織造布駐極材料通過加入帶電粒子使其具備靜電攔截效應滿足了高效低阻要求，但其對顆粒物選擇識別度高，僅對帶電粒子具備高過濾效率，且耐溶劑、洗滌和放置性能差，具有一定的應用限制。
采用復合膜方式制備高過濾效率、低過濾阻力納米纖維膜的方法，包括采用層層紡方式，如在PET微米靜電紡纖維膜表面紡一層PA6納米纖維，紡不同密集度復合膜；靜電紡纖維-非織造布復合法，研究分別采用三種非織造布為基布納米單層、微米單層和納米/微米多層復合材料的過濾性能；靜電紡纖維-織物復合法，研究PA6納米纖維膜沉積在尼龍/棉織物制備的復合膜過濾性能，研究表明靜電紡纖維-織物復合法過濾效率可達 99%，過濾阻力約為300～500Pa。
目前關于納米纖維膜產業化生產已有大量研究，但存在著性能缺陷，如直徑分布范圍大、強力低、過濾阻力大等，使產品性能變差、應用范圍變窄，因此納米纖維過濾膜產品并未實現產業化。具有高過濾效率的納米膜是納米纖維的應用領域之一，如何運用已研發的產業化儀器研制出高效低阻、性能優異的納米產品成為研究熱點。
技術實現要素：
本發明主要解決的技術問題：針對目前過濾材料過濾效率低、透氣透濕性能差、強力低、過濾阻力大等，使產品性能變差、應用范圍變窄的缺陷，提供了一種低阻復合空氣過濾材料的制備方法。本發明先利用竹纖維和漢麻纖維混合后進行開松，開松后用梳理機梳理成竹纖維/漢麻纖維網，再放入針刺機中，針刺固結，得復合纖維材料，將其安裝至紡絲裝置的接收板表面，并紡絲聚丙烯腈溶液在復合纖維材料表面，將復合纖維兩面都紡絲后放入明膠和羧甲基殼聚糖制備的混合液中浸泡，浸泡后取出、熱軋、干燥，即可制備得到低阻復合空氣過濾材料，本發明制備得到的過濾材料，過濾效率高，過濾阻力小，過濾材料的孔徑大小和孔徑分布均勻，透氣透濕性能好。
為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：
（1）分別稱取10～15g竹纖維和8～10g漢麻纖維，分別用雙輥開松機開松后混合得混合纖維，將混合纖維再進行開松，將開松后的混合纖維喂入梳理機中混合梳理成網，得竹纖維/漢麻纖維網后輸入針刺機中，在植針密度為1000～1200枚/m和機速為150～200r/min條件下針刺固結，得復合纖維材料；
（2）稱取20～30g聚丙烯腈加入到120～150mL由二氯甲烷和六氟異丙醇按體積比6:1混合的混合溶劑中，攪拌混合至固體完全溶解，制備得聚丙烯腈溶液，并裝入紡絲裝置的注射器中，將針頭與高壓發生器的正極相連，將上述復合纖維材料裝于接收裝置上，接收裝置與針頭的距離為15～18cm，紡絲電壓為25～30kV，紡絲液流量為0.5～0.7mL/min，紡絲液直接紡絲在復合纖維材料表面，紡絲5～6h，紡絲結束后，換復合纖維材料的另一面，繼續紡絲5～6h，紡絲后得過濾材料，備用；
（3）稱取20～30g明膠放入500mL燒瓶中，加入200～220mL去離子水，攪拌15～20min后靜置6～8h，靜置后加入10～15g羧甲基殼聚糖，在120～150r/min轉速條件下攪拌混合2～4h，混合后得混合液；
（4）將步驟（2）備用的過濾材料浸泡在上述混合液中，浸泡3～5h后取出，將浸泡后過濾材料在150～160℃條件下熱軋處理10～15min，熱軋處理后放入烘箱中，在60～70℃條件下干燥8～10h，干燥后即可得到低阻復合空氣過濾材料。
本發明制備得到的空氣過濾材料的過濾阻力為360pa以下，透氣性為340～450L·m-2·s-1，透濕性為6.0～9.6m2·Pa/w，過濾材料過濾效率對于PM1～PM3等級微塵阻擋率大于99.95%。
本發明的有益效果是：
（1）本發明制備得到的過濾材料孔徑分布窄，孔徑大小均勻；
（2）本發明制備得到的過濾材料過濾效率高，對于PM1～PM3等級微塵阻擋率大于99.95%，過濾阻力低，力學強力高；
（3）本發明過濾材料的孔隙率高、透氣透濕性好，透氣性為340～450L·m-2·s-1，透濕性為6.0～9.6m2·Pa/w。
具體實施方式
分別稱取10～15g竹纖維和8～10g漢麻纖維，分別用雙輥開松機開松后混合，將混合纖維再進行開松，將開松后的混合纖維喂入梳理機中混合梳理成網，將竹纖維/漢麻纖維網輸入針刺機中，在植針密度為1000～1200枚/m和機速為150～200r/min的條件下針刺固結，得復合纖維材料；稱取20～30g聚丙烯腈加入到120～150mL由二氯甲烷和六氟異丙醇按體積比6:1混合的混合溶劑中，攪拌混合至固體完全溶解，制備得聚丙烯腈溶液，并裝入紡絲裝置的注射器中，將針頭與高壓發生器的正極相連，將上述復合纖維材料裝于接收裝置上，接收裝置與針頭的距離為15～18cm，紡絲電壓為25～30kV，紡絲液流量為0.5～0.7mL/min，紡絲液直接紡絲在復合纖維材料表面，紡絲5～6h，紡絲結束后，換復合纖維材料的另一面，繼續紡絲5～6h，紡絲后得過濾材料，備用；稱取20～30g明膠放入500mL燒瓶中，加入200～220mL去離子水，攪拌15～20min后靜置6～8h，靜置后加入10～15g羧甲基殼聚糖，在120～150r/min轉速攪拌混合2～4h，混合后得混合液；將備用的過濾材料浸泡在上述混合液中，浸泡3～5h后取出，將浸泡后過濾材料在150～160℃條件下熱軋處理10～15min，熱軋處理后放入烘箱中，在60～70℃條件下干燥8～10h，干燥后即可得到低阻復合空氣過濾材料。實例1
分別稱取10g竹纖維和8g漢麻纖維，分別用雙輥開松機開松后混合，將混合纖維再進行開松，將開松后的混合纖維喂入梳理機中混合梳理成網，將竹纖維/漢麻纖維網輸入針刺機中，在植針密度為1000枚/m和機速為150r/min的條件下針刺固結，得復合纖維材料；稱取20g聚丙烯腈加入到120mL由二氯甲烷和六氟異丙醇按體積比6:1混合的混合溶劑中，攪拌混合至固體完全溶解，制備得聚丙烯腈溶液，并裝入紡絲裝置的注射器中，將針頭與高壓發生器的正極相連，將上述復合纖維材料裝于接收裝置上，接收裝置與針頭的距離為15cm，紡絲電壓為25kV，紡絲液流量為0.5mL/min，紡絲液直接紡絲在復合纖維材料表面，紡絲5h，紡絲結束后，換復合纖維材料的另一面，繼續紡絲5h，紡絲后得過濾材料，備用；稱取20g明膠放入500mL燒瓶中，加入200mL去離子水，攪拌15min后靜置6h，靜置后加入10g羧甲基殼聚糖，在120r/min轉速攪拌混合2h，混合后得混合液；將備用的過濾材料浸泡在上述混合液中，浸泡3h后取出，將浸泡后過濾材料在150℃條件下熱軋處理10min，熱軋處理后放入烘箱中，在60℃條件下干燥8h，干燥后即可得到低阻復合空氣過濾材料。
本發明制備得到的空氣過濾材料的過濾阻力為350pa，透氣性為340L·m-2·s-1，透濕性為6.0m2·Pa/w，過濾材料過濾效率對于PM1等級微塵阻擋率99.96%。
實例2
分別稱取13g竹纖維和9g漢麻纖維，分別用雙輥開松機開松后混合，將混合纖維再進行開松，將開松后的混合纖維喂入梳理機中混合梳理成網，將竹纖維/漢麻纖維網輸入針刺機中，在植針密度為1100枚/m和機速為175r/min的條件下針刺固結，得復合纖維材料；稱取25g聚丙烯腈加入到135mL由二氯甲烷和六氟異丙醇按體積比6:1混合的混合溶劑中，攪拌混合至固體完全溶解，制備得聚丙烯腈溶液，并裝入紡絲裝置的注射器中，將針頭與高壓發生器的正極相連，將上述復合纖維材料裝于接收裝置上，接收裝置與針頭的距離為16cm，紡絲電壓為27kV，紡絲液流量為0.6mL/min，紡絲液直接紡絲在復合纖維材料表面，紡絲5.5h，紡絲結束后，換復合纖維材料的另一面，繼續紡絲5.5h，紡絲后得過濾材料，備用；稱取25g明膠放入500mL燒瓶中，加入210mL去離子水，攪拌17min后靜置7h，靜置后加入13g羧甲基殼聚糖，在135r/min轉速攪拌混合3h，混合后得混合液；將備用的過濾材料浸泡在上述混合液中，浸泡4h后取出，將浸泡后過濾材料在155℃條件下熱軋處理13min，熱軋處理后放入烘箱中，在65℃條件下干燥9h，干燥后即可得到低阻復合空氣過濾材料。
本發明制備得到的空氣過濾材料的過濾阻力為320pa，透氣性為400L·m-2·s-1，透濕性為8.2m2·Pa/w，過濾材料過濾效率對于PM2.5等級微塵阻擋率大于99.98%。
實例3
分別稱取15g竹纖維和10g漢麻纖維，分別用雙輥開松機開松后混合，將混合纖維再進行開松，將開松后的混合纖維喂入梳理機中混合梳理成網，將竹纖維/漢麻纖維網輸入針刺機中，在植針密度為1200枚/m和機速為200r/min的條件下針刺固結，得復合纖維材料；稱取30g聚丙烯腈加入到150mL由二氯甲烷和六氟異丙醇按體積比6:1混合的混合溶劑中，攪拌混合至固體完全溶解，制備得聚丙烯腈溶液，并裝入紡絲裝置的注射器中，將針頭與高壓發生器的正極相連，將上述復合纖維材料裝于接收裝置上，接收裝置與針頭的距離為18cm，紡絲電壓為30kV，紡絲液流量為0.7mL/min，紡絲液直接紡絲在復合纖維材料表面，紡絲6h，紡絲結束后，換復合纖維材料的另一面，繼續紡絲6h，紡絲后得過濾材料，備用；稱取30g明膠放入500mL燒瓶中，加入220mL去離子水，攪拌20min后靜置8h，靜置后加入15g羧甲基殼聚糖，在150r/min轉速攪拌混合4h，混合后得混合液；將備用的過濾材料浸泡在上述混合液中，浸泡5h后取出，將浸泡后過濾材料在160℃條件下熱軋處理15min，熱軋處理后放入烘箱中，在70℃條件下干燥10h，干燥后即可得到低阻復合空氣過濾材料。
本發明制備得到的空氣過濾材料的過濾阻力為320pa，透氣性為450L·m-2·s-1，透濕性為9.6m2·Pa/w，過濾材料過濾效率對于PM3等級微塵阻擋率99.99%。