本發(fā)明屬于空氣凈化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種抗菌型納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法。

背景技術(shù)：

近幾年，我國(guó)遭受持續(xù)霧霾天氣，波及的省市不斷的增加，重度污染級(jí)別的地區(qū)也不斷的增加。據(jù)報(bào)道造成目前中國(guó)大面積持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的霧霾天氣的原因是多方面的，但最主要、最直接的原因有兩個(gè)：一是形成霧霾的氣象條件，二是形成霧霾的人為原因。人為原因主要有以下幾條：一是自工廠化石染料的大量使用，以煤炭燃燒為主要能源結(jié)構(gòu)的熱電廠和化工廠等會(huì)產(chǎn)生很多顆粒物；各工廠企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢氣、廢渣，比如治金、機(jī)電制造業(yè)生產(chǎn)，還有大量的汽修噴漆、建材生產(chǎn)所排放的廢氣。二是機(jī)動(dòng)車尾氣的大量排放也會(huì)產(chǎn)生大量的顆粒物，這些顆粒物為霧霾天氣的產(chǎn)生埋下了隱患。三是建筑工地和道路上產(chǎn)生的揚(yáng)塵。

空氣污染對(duì)人體健康造成了極大的危害，研究與開(kāi)發(fā)空氣過(guò)濾材料以應(yīng)用到粉塵排放過(guò)濾、汽車尾氣排放過(guò)濾以及防霾口罩等領(lǐng)域已成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。

納米纖維作為過(guò)濾材料的應(yīng)用受到逐漸推廣，其主要采用靜電紡絲工藝，將靜電紡納米纖維直接噴涂到接收基材上制備形成過(guò)濾材料，所制備的過(guò)濾材料普遍存在過(guò)濾效率偏低、阻力壓降大等問(wèn)題。例如中國(guó)專利文件CN201610212835.2公開(kāi)了一種靜電紡納米纖維空氣過(guò)濾材料及制備方法，采用該方法所制備的空氣過(guò)濾材料只能對(duì)顆粒物灰塵雜質(zhì)起到有效的過(guò)濾，其中前期過(guò)濾時(shí)微孔容易受堵，透氣性差，其次本身的抗菌性能不明顯，應(yīng)用到空氣過(guò)濾裝置上時(shí)，功能單一，需要增設(shè)其它的凈化手段作為輔助，導(dǎo)致能耗增加；應(yīng)用到口罩上時(shí)，由于是直接與人體口鼻相接觸，抗菌性能以及舒適性能薄弱，易造成人體不適，因此現(xiàn)有的空氣過(guò)濾材料無(wú)法滿足使用要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了一種抗菌型納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法，由此制備的空氣過(guò)濾材料具有優(yōu)異的抗菌性能和過(guò)濾性能。

本發(fā)明的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法，具體步驟為：

S1：準(zhǔn)備絲膠蛋白粉末以及聚氧化乙烯粉末，按照不同的質(zhì)量份分成多份；

S2：將第一份絲膠蛋白粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?0～14個(gè)小時(shí)至完全溶解，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30～50％；將第二份絲膠蛋白粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)恒溫?cái)嚢?2～15個(gè)小時(shí)，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40～60％；

S3：將第一份聚氧化乙烯粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?～12個(gè)小時(shí)，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20～35％；將第二份聚氧化乙烯粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?～13個(gè)小時(shí)，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25～40％；

S4：將40～60％的絲膠蛋白溶液和20～35％的聚氧化乙烯溶液混合，加入適量的去離子水，混合后置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?～10個(gè)小時(shí)，形成濃度為30～60％的紡絲液一，靜置1～2個(gè)小時(shí)后灌入儲(chǔ)液罐一；將30～50％的絲膠蛋白溶液和25～40％的聚氧化乙烯溶液混合，加入適量的去離子水，混合后置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?～8個(gè)小時(shí)，形成濃度為20～50％的紡絲液二，靜置1～2個(gè)小時(shí)后灌入儲(chǔ)液罐二；

S5：提供一基材、一初濾層材料一和一初濾層材料二；

S6：利用靜電紡絲裝置的第一紡絲組件靜電紡制納米纖維，針頭組一抽入紡絲液一，針頭組二抽入紡絲液二，紡絲液一和紡絲液二噴射到基材的下表面形成一層納米纖維膜一；

S7：利用靜電紡絲裝置的第二紡絲組件靜電紡制納米纖維，針頭組三抽入紡絲液一，針頭組四抽入紡絲液二，紡絲液一和紡絲液二噴射到基材的上表面形成一層納米纖維膜二；

S8：將初濾層材料一復(fù)合在納米纖維膜一的表面；

S9：將初濾層材料二復(fù)合在納米纖維膜二的表面；

S10：將得到的過(guò)濾材料收卷起來(lái)靜置1～2個(gè)小時(shí)后放入真空干燥箱，低溫烘干后再靜置4～5個(gè)小時(shí)，得到成品的納米纖維空氣過(guò)濾材料。

在上述的納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法中，步驟S6具體為：S6.1、針頭組一接入高壓，接收基板接地或者接低壓，打開(kāi)針頭組一的注射開(kāi)關(guān)，關(guān)閉針頭組二的注射開(kāi)關(guān)，紡絲液一朝向基材的下表面噴射4～6min；S6.2、關(guān)閉針頭組一的注射開(kāi)關(guān)，針頭組二接入高壓，接收基板接地或者接低壓，打開(kāi)針頭組二的注射開(kāi)關(guān)，紡絲液二朝向基材的下表面噴射30～40s；S6.3、關(guān)閉針頭組二的注射開(kāi)關(guān)，針頭組一接入高壓，接收基板接地或者接低壓，打開(kāi)針頭組一的注射開(kāi)關(guān)，紡絲液一朝向基材的下表面噴射30～40s；S6.4、重復(fù)步驟S6.2和步驟S6.38～10次；S6.5、關(guān)閉針頭組一的注射開(kāi)關(guān)，針頭組二接入高壓，接收基板接地或者接低壓，打開(kāi)針頭組二的注射開(kāi)關(guān)，紡絲液二朝向基材的下表面噴射3～5min。

在上述的納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法中，步驟S7具體為：S7.1、針頭組三接入高壓，接收基板接地或者接低壓，打開(kāi)針頭組三的注射開(kāi)關(guān)，關(guān)閉針頭組四的注射開(kāi)關(guān)，紡絲液一朝向基材的上表面噴射4～6min；S7.2、關(guān)閉針頭組三的注射開(kāi)關(guān)，針頭組四接入高壓，接收基板接地或者接低壓，打開(kāi)針頭組四的注射開(kāi)關(guān)，紡絲液二朝向基材的上表面噴射30～40s；S7.3、關(guān)閉針頭組四的注射開(kāi)關(guān)，針頭組三接入高壓，接收基板接地或者接低壓，打開(kāi)針頭組三的注射開(kāi)關(guān)，紡絲液一朝向基材的上表面噴射30～40s；S7.4、重復(fù)步驟S7.2和步驟S7.38～10次；S7.5、關(guān)閉針頭組三的注射開(kāi)關(guān)，針頭組四接入高壓，接收基板接地或者接低壓，打開(kāi)針頭組四的注射開(kāi)關(guān)，紡絲液二朝向基材的上表面噴射3～5min。

在上述的納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法中，靜電紡絲工藝參數(shù)為：電壓差為5～90kV，接收距離為5～30cm，灌注速度為0.2～8mL/h，環(huán)境溫度為10～30℃，相對(duì)濕度為10～80％。

在上述的納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法中，納米纖維膜一和納米纖維膜二的孔隙率為80～95％，微孔孔徑為0.01～6um，靜電紡納米纖維的纖維直徑為100～500nm，納米纖維膜一和納米纖維膜二的厚度為10～100um，濾效大于99.95％。

在上述的納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法中，初濾層材料一和初濾層材料二是無(wú)紡布或編織物，選自聚乙烯、丙綸、滌綸、尼龍、聚四氟乙烯中的至少一種。

在上述的納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法中，基材的質(zhì)量為10～25g/㎡，基材是無(wú)紡布，選自紡粘無(wú)紡布、熔噴無(wú)紡布、針刺無(wú)紡布、水刺無(wú)紡布、竹炭纖維無(wú)紡布、負(fù)離子納米無(wú)紡布、納米銀離子無(wú)紡布中的至少一種。

在上述的納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法中，靜電紡絲裝置包括傳送機(jī)構(gòu)、紡絲機(jī)構(gòu)、供液機(jī)構(gòu)、熱壓機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)，傳送機(jī)構(gòu)包括將基材傳入以及傳出紡絲機(jī)構(gòu)的輥輪組一，紡絲機(jī)構(gòu)包括成型納米纖維膜一的第一紡絲組件和成型納米纖維膜二的第二紡絲組件，第二紡絲組件設(shè)置在第一紡絲組件的上方，第一紡絲組件和第二紡絲組件之間設(shè)有接收基板；第一紡絲組件包括第一殼體、針頭組一和針頭組二，針頭組一和針頭組二相互交錯(cuò)地向上設(shè)置于第一殼體的頂部，第二紡絲組件包括第二殼體、針頭組三和針頭組四，針頭組三和針頭組四相互交錯(cuò)地向下設(shè)置于第二殼體的底部；供液機(jī)構(gòu)包括儲(chǔ)存紡絲液一的儲(chǔ)液罐一和儲(chǔ)存紡絲液二的儲(chǔ)液罐二，第一殼體通入供液管一和供液管二，供液管一通過(guò)供液閥一連接儲(chǔ)液罐一，供液管二通過(guò)供液閥二連接儲(chǔ)液罐二，第一殼體內(nèi)還埋設(shè)有分流第一濃度紡絲液的分液管一和分流第二濃度紡絲液的分液管二，分液管一的進(jìn)口連接供液管一，分液管一的出口連接針頭組一的各個(gè)針頭，分液管二的進(jìn)口連接供液管二，分液管二的出口連接針頭組二的各個(gè)針頭；第二殼體通入供液管三和供液管四，供液管三通過(guò)供液閥三連接儲(chǔ)液罐一，供液管四通過(guò)供液閥四連接儲(chǔ)液罐二，第二殼體內(nèi)還埋設(shè)有分流第一濃度紡絲液的分液管三和分流第二濃度紡絲液的分液管四，分液管三的進(jìn)口連接供液管三，分液管三的出口連接針頭組三的各個(gè)針頭，分液管四的進(jìn)口連接供液管四，分液管四的出口連接針頭組四的各個(gè)針頭；接收基板為中間鏤空形狀，基材穿設(shè)接收基板，針頭組一和針頭組二朝向基材的下表面，針頭組三和針頭組四朝向基材的上表面，針頭組一和針頭組二接高壓電源一，針頭組三和針頭組四接高壓電源二，接收基板接地或者接低壓電源；熱壓機(jī)構(gòu)設(shè)置在紡絲機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)之間，傳送機(jī)構(gòu)還包括傳送初濾層材料一的輥輪組二和傳送初濾層材料二的輥輪組三，輥輪組二和輥輪組三都設(shè)置在紡絲機(jī)構(gòu)和熱壓機(jī)構(gòu)之間，輥輪組二位于基材的下方，初濾層材料一被重疊于納米纖維膜一上，輥輪組三位于基材的上方，初濾層材料二被重疊于納米纖維膜二上；熱壓機(jī)構(gòu)包括加熱箱，加熱箱內(nèi)設(shè)有壓輥組和溫控器。

在上述的納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法中，收卷機(jī)構(gòu)包括收卷機(jī)架、卷取成品的收卷軸以及對(duì)成品施以壓力的壓軸，收卷軸可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于收卷機(jī)架，收卷機(jī)架具有豎直延伸的兩個(gè)支撐桿，每個(gè)支撐桿內(nèi)設(shè)有能夠伸縮的彈性懸臂，彈性懸臂的上端固定在支撐桿的頂部，彈性懸臂的下端固設(shè)滑動(dòng)塊，支撐桿開(kāi)設(shè)有供滑動(dòng)塊上下滑動(dòng)的滑槽，滑動(dòng)塊內(nèi)設(shè)軸承，壓軸的端部連接軸承，且壓軸位于收卷軸的上方，壓軸內(nèi)設(shè)有電熱絲。

在上述的納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法中，輥輪組二包括涂膠輥一，輥輪組三包括涂膠輥二，涂膠輥一和涂膠輥二均開(kāi)設(shè)有若干出膠口，且涂膠輥一和涂膠輥二的表面均包覆有海綿層，涂膠輥一和涂膠輥二分別通過(guò)輸膠管連接儲(chǔ)膠桶；紡絲機(jī)構(gòu)還包括紡絲機(jī)架，第一殼體、第二殼體以及接收基板分別高度可調(diào)地固定在紡絲機(jī)架上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)勢(shì)是：

絲膠蛋白無(wú)毒，具有抗氧化性、抗菌性，還具有良好的生物相容性、生物降解性以及生物礦化活性等性能，聚氧化乙烯溶解于水，價(jià)格便宜，并具有良好的粘性和延伸性，將兩種材料混合剛好互補(bǔ)，去離子水作為溶劑成本低，由該方法所制備的納米纖維膜的纖維直徑非常細(xì)、比表面積大、形成的孔隙小、孔隙率高、并且孔隙內(nèi)外貫通透過(guò)性好，能夠?qū)︻w粒物進(jìn)行過(guò)濾，而且該納米纖維膜具有抗菌性能、生物降解性能，對(duì)病菌體的攔截率高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的抗菌型納米纖維空氣過(guò)濾材料的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的抗菌型納米纖維空氣過(guò)濾材料的工藝流程圖。

圖3是靜電紡絲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是靜電紡絲裝置的收卷機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、基材；2、納米纖維膜一；3、納米纖維膜二；4、初濾層材料一；5、初濾層材料二；6、輥輪組一；7、第一紡絲組件；8、第二紡絲組件；9、接收基板；10、第一殼體；11、針頭組一；12、針頭組二；13、第二殼體；14、針頭組三；15、針頭組四；16、儲(chǔ)液罐一；17、儲(chǔ)液罐二；18、供液管一；19、供液管二；20、供液閥一；21、供液閥二；22、分液管一；23、分液管二；24、供液管三；25、供液管四；26、供液閥三；27、供液閥四；28、分液管三；29、分液管四；30、輥輪組二；31、輥輪組三；32、加熱箱；33、壓輥組；34、溫控器；35、收卷機(jī)架；36、收卷軸；37、壓軸；38、彈性懸臂；39、滑動(dòng)塊；40、涂膠輥一；41、涂膠輥二。

具體實(shí)施方式

以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種抗菌型納米纖維空氣過(guò)濾材料，包括處于中間的基材1，基材1是非織造布，基材1的內(nèi)側(cè)是由絲膠蛋白和聚氧化乙烯所制的紡絲液通過(guò)靜電紡絲形成的納米纖維膜一2，基材1的外側(cè)是由絲膠蛋白和聚氧化乙烯所制的紡絲液通過(guò)靜電紡絲形成的納米纖維膜二3，納米纖維膜一2和納米纖維膜二3都具有錯(cuò)列分布的微孔；納米纖維膜一2的外側(cè)復(fù)合有對(duì)大顆粒雜質(zhì)起到過(guò)濾的初濾層一，納米纖維膜二3的外側(cè)復(fù)合有對(duì)大顆粒雜質(zhì)起到過(guò)濾的初濾層二。

該抗菌型納米纖維空氣過(guò)濾材料為對(duì)稱式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了雙重過(guò)濾，使過(guò)濾更為顯著更為徹底，其中大顆粒物質(zhì)受到最外側(cè)的初濾層一或初濾層二的攔截，從而積聚在過(guò)濾材料的表面，以便于清理去除，納米纖維膜一2和納米纖維膜二3用于過(guò)濾小顆粒物質(zhì)以及攔截病菌體，基材1的孔徑大，從而提高了該過(guò)濾材料內(nèi)部的透氣性，使過(guò)濾更為均勻，避免在一側(cè)造成堵塞。

納米纖維膜一2和納米纖維膜二3的孔隙率為80～95％，微孔孔徑為0.01～6um。納米纖維膜一2和納米纖維膜二3的纖維直徑為100～500nm。其中制備納米纖維的紡絲液采用絲膠蛋白和聚氧化乙烯為原料，去離子水作為溶劑，先制得絲膠蛋白溶液和聚氧化乙烯溶液，然后將兩種溶液混合配比得到絲膠蛋白/聚氧化乙烯紡絲液。

絲膠蛋白(silk sericin，SS)由絲氨酸、天門(mén)冬氨酸、甘氨酸等18種氨基酸組成，含有大量的羧基、羥基和氨基等極性基團(tuán)，絲膠蛋白無(wú)毒，具有抗氧化性、抗菌性，還具有良好的生物相容性、生物降解性以及生物礦化活性等性能。聚氧化乙烯(PEO)溶解于水，價(jià)格便宜，并具有良好的粘性和延伸性，將兩種材料混合剛好互補(bǔ)。因此采用這兩種原料所制備的納米纖維膜的纖維直徑非常細(xì)、比表面積大、形成的孔隙小、孔隙率高、并且孔隙內(nèi)外貫通透過(guò)性好，能夠?qū)︻w粒物進(jìn)行過(guò)濾，而且該納米纖維膜具有抗菌性能、生物降解性能，對(duì)病菌體的攔截率高。

基材1表面形成納米纖維膜一2和納米纖維膜二3后，通過(guò)熱壓工藝將初濾層材料一4熱壓復(fù)合在納米纖維膜一2上，將初濾層材料二5熱壓復(fù)合在納米纖維膜二3上，初濾層材料一4和初濾層材料二5是無(wú)紡布或編織物，選自聚乙烯、丙綸、滌綸、尼龍、聚四氟乙烯中的至少一種?？蔀橐粚踊蛘邽橄嗷ベN合的多層，當(dāng)為多層時(shí)，各層可以相同或者不同。

基材1是無(wú)紡布，選自紡粘無(wú)紡布、熔噴無(wú)紡布、針刺無(wú)紡布、水刺無(wú)紡布、竹炭纖維無(wú)紡布、負(fù)離子納米無(wú)紡布、納米銀離子無(wú)紡布中的至少一種?；?為一層或者為相互貼合的多層，當(dāng)為多層時(shí)，各層可以相同或者不同。優(yōu)選地，基材1層的質(zhì)量為10～25g/㎡。

具體地，納米纖維膜一2和納米纖維膜二3均包括內(nèi)纖維層、中間纖維層和外纖維層，內(nèi)纖維層附著于基材1，初濾層一或初濾層二復(fù)合于外纖維層，中間纖維層處于內(nèi)纖維層和外纖維層之間。內(nèi)纖維層由第一濃度的紡絲液制成的靜電紡纖維一交錯(cuò)而成，中間纖維層由第一濃度的紡絲液制成的纖維一和第二濃度的紡絲液制成的纖維二多層疊加而成，外纖維層由第二濃度的紡絲液制成的纖維二交錯(cuò)而成。紡絲液的濃度不同，所形成的納米纖維的直徑和微孔孔徑也略有差異，從而所帶來(lái)的過(guò)濾效果也不同。

本發(fā)明的抗菌型納米纖維空氣過(guò)濾材料可應(yīng)用于空氣凈化裝置或者口罩。

實(shí)施例一

一種納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法，具體步驟為：

S1：準(zhǔn)備絲膠蛋白粉末以及聚氧化乙烯粉末，按照不同的質(zhì)量份分成多份；

S2：將第一份絲膠蛋白粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?0個(gè)小時(shí)至完全溶解，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％；將第二份絲膠蛋白粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)恒溫?cái)嚢?2個(gè)小時(shí)，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％；

S3：將第一份聚氧化乙烯粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?個(gè)小時(shí)，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％；將第二份聚氧化乙烯粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?個(gè)小時(shí)，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％；

S4：將40％的絲膠蛋白溶液和20％的聚氧化乙烯溶液混合，加入適量的去離子水，混合后置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?個(gè)小時(shí)，形成濃度為30％的紡絲液一，靜置2個(gè)小時(shí)后灌入儲(chǔ)液罐一16；將30％的絲膠蛋白溶液和25％的聚氧化乙烯溶液混合，加入適量的去離子水，混合后置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?個(gè)小時(shí)，形成濃度為20％的紡絲液二，靜置1個(gè)小時(shí)后灌入儲(chǔ)液罐二17；

S5：提供一基材1、一初濾層材料一4和一初濾層材料二5；

S6：利用靜電紡絲裝置的第一紡絲組件7靜電紡制納米纖維，針頭組一11抽入紡絲液一，針頭組二12抽入紡絲液二，紡絲液一和紡絲液二噴射到基材1的下表面形成一層納米纖維膜一2，環(huán)境溫度為20℃，相對(duì)濕度為30％：

S6.1、針頭組一11接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為10kV，打開(kāi)針頭組一11的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為0.45mL/h，關(guān)閉針頭組二12的注射開(kāi)關(guān)，紡絲液一朝向基材1的下表面噴射4min，接收距離為15cm；

S6.2、關(guān)閉針頭組一11的注射開(kāi)關(guān)，針頭組二12接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為10kV，打開(kāi)針頭組二12的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為0.35mL/h，紡絲液二朝向基材1的下表面噴射30s；

S6.3、關(guān)閉針頭組二12的注射開(kāi)關(guān)，針頭組一11接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為10kV，打開(kāi)針頭組一11的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為0.35mL/h，紡絲液一朝向基材1的下表面噴射30s；

S6.4、重復(fù)步驟S6.2和步驟S6.38次；

S6.5、關(guān)閉針頭組一11的注射開(kāi)關(guān)，針頭組二12接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為10kV，打開(kāi)針頭組二12的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為0.45mL/h，紡絲液二朝向基材1的下表面噴射3min；

S7：利用靜電紡絲裝置的第二紡絲組件8靜電紡制納米纖維，針頭組三14抽入紡絲液一，針頭組四15抽入紡絲液二，紡絲液一和紡絲液二噴射到基材1的上表面形成一層納米纖維膜二3，環(huán)境溫度為20℃，相對(duì)濕度為30％；

S7.1、針頭組三14接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為10kV，打開(kāi)針頭組三14的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為0.45mL/h，關(guān)閉針頭組四15的注射開(kāi)關(guān)，紡絲液一朝向基材1的上表面噴射4min；

S7.2、關(guān)閉針頭組三14的注射開(kāi)關(guān)，針頭組四15接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為10kV，打開(kāi)針頭組四15的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為0.35mL/h，紡絲液二朝向基材1的上表面噴射30s；

S7.3、關(guān)閉針頭組四15的注射開(kāi)關(guān)，針頭組三14接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為10kV，打開(kāi)針頭組三14的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為0.35mL/h，紡絲液一朝向基材1的上表面噴射30s；

S7.4、重復(fù)步驟S7.2和步驟S7.38次；

S7.5、關(guān)閉針頭組三14的注射開(kāi)關(guān)，針頭組四15接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為10kV，打開(kāi)針頭組四15的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為0.45mL/h，紡絲液二朝向基材1的上表面噴射3min；

S8：將初濾層材料一4復(fù)合在納米纖維膜一2的表面；

S9：將初濾層材料二5復(fù)合在納米纖維膜二3的表面；

S10：將得到的過(guò)濾材料收卷起來(lái)靜置1個(gè)小時(shí)后放入真空干燥箱，低溫烘干后再靜置4個(gè)小時(shí)，得到成品的納米纖維空氣過(guò)濾材料。

該納米纖維空氣過(guò)濾材料的孔隙率為90％，微孔孔徑為1.2um，靜電紡納米纖維的纖維直徑為220nm，納米纖維膜一2和納米纖維膜二3的厚度為75um，濾效大于99.96％。

實(shí)施例二

一種納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法，具體步驟為：

S1：準(zhǔn)備絲膠蛋白粉末以及聚氧化乙烯粉末，按照不同的質(zhì)量份分成多份；

S2：將第一份絲膠蛋白粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?2個(gè)小時(shí)至完全溶解，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45％；將第二份絲膠蛋白粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)恒溫?cái)嚢?3個(gè)小時(shí)，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％；

S3：將第一份聚氧化乙烯粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?0個(gè)小時(shí)，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％；將第二份聚氧化乙烯粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?1個(gè)小時(shí)，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％；

S4：將50％的絲膠蛋白溶液和30％的聚氧化乙烯溶液混合，加入適量的去離子水，混合后置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?.5個(gè)小時(shí)，形成濃度為45％的紡絲液一，靜置2個(gè)小時(shí)后灌入儲(chǔ)液罐一16；將45％的絲膠蛋白溶液和35％的聚氧化乙烯溶液混合，加入適量的去離子水，混合后置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?個(gè)小時(shí)，形成濃度為40％的紡絲液二，靜置1個(gè)小時(shí)后灌入儲(chǔ)液罐二17；

S5：提供一基材1、一初濾層材料一4和一初濾層材料二5；

S6：利用靜電紡絲裝置的第一紡絲組件7靜電紡制納米纖維，針頭組一11抽入紡絲液一，針頭組二12抽入紡絲液二，紡絲液一和紡絲液二噴射到基材1的下表面形成一層納米纖維膜一2，環(huán)境溫度為25℃，相對(duì)濕度為50％：

S6.1、針頭組一11接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為30kV，打開(kāi)針頭組一11的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為1mL/h，關(guān)閉針頭組二12的注射開(kāi)關(guān)，紡絲液一朝向基材1的下表面噴射5min，接收距離為20cm；

S6.2、關(guān)閉針頭組一11的注射開(kāi)關(guān)，針頭組二12接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為30kV，打開(kāi)針頭組二12的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為0.8mL/h，紡絲液二朝向基材1的下表面噴射35s；

S6.3、關(guān)閉針頭組二12的注射開(kāi)關(guān)，針頭組一11接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為30kV，打開(kāi)針頭組一11的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為0.8mL/h，紡絲液一朝向基材1的下表面噴射35s；

S6.4、重復(fù)步驟S6.2和步驟S6.39次；

S6.5、關(guān)閉針頭組一11的注射開(kāi)關(guān)，針頭組二12接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為30kV，打開(kāi)針頭組二12的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為1mL/h，紡絲液二朝向基材1的下表面噴射4min；

S7：利用靜電紡絲裝置的第二紡絲組件8靜電紡制納米纖維，針頭組三14抽入紡絲液一，針頭組四15抽入紡絲液二，紡絲液一和紡絲液二噴射到基材1的上表面形成一層納米纖維膜二3，環(huán)境溫度為25℃，相對(duì)濕度為50％；

S7.1、針頭組三14接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為25kV，打開(kāi)針頭組三14的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為1mL/h，關(guān)閉針頭組四15的注射開(kāi)關(guān)，紡絲液一朝向基材1的上表面噴射5min；

S7.2、關(guān)閉針頭組三14的注射開(kāi)關(guān)，針頭組四15接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為25kV，打開(kāi)針頭組四15的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為0.8mL/h，紡絲液二朝向基材1的上表面噴射35s；

S7.3、關(guān)閉針頭組四15的注射開(kāi)關(guān)，針頭組三14接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為25kV，打開(kāi)針頭組三14的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為0.8mL/h，紡絲液一朝向基材1的上表面噴射35s；

S7.4、重復(fù)步驟S7.2和步驟S7.39次；

S7.5、關(guān)閉針頭組三14的注射開(kāi)關(guān)，針頭組四15接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為25kV，打開(kāi)針頭組四15的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為1mL/h，紡絲液二朝向基材1的上表面噴射4min；

S8：將初濾層材料一4復(fù)合在納米纖維膜一2的表面；

S9：將初濾層材料二5復(fù)合在納米纖維膜二3的表面；

S10：將得到的過(guò)濾材料收卷起來(lái)靜置1.5個(gè)小時(shí)后放入真空干燥箱，低溫烘干后再靜置4.5個(gè)小時(shí)，得到成品的納米纖維空氣過(guò)濾材料。

該納米纖維空氣過(guò)濾材料的孔隙率為95％，平均孔徑為0.8um，靜電紡納米纖維的纖維直徑為100nm，納米纖維膜一2和納米纖維膜二3的厚度為80um，濾效大于99.98％。

實(shí)施例三

一種納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法，具體步驟為：

S1：準(zhǔn)備絲膠蛋白粉末以及聚氧化乙烯粉末，按照不同的質(zhì)量份分成多份；

S2：將第一份絲膠蛋白粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?4個(gè)小時(shí)至完全溶解，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％；將第二份絲膠蛋白粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)恒溫?cái)嚢?5個(gè)小時(shí)，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％；

S3：將第一份聚氧化乙烯粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?2個(gè)小時(shí)，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％；將第二份聚氧化乙烯粉末溶于去離子水中，然后將其置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?3個(gè)小時(shí)，形成均相溶液，該均相溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％；

S4：將60％的絲膠蛋白溶液和35％的聚氧化乙烯溶液混合，加入適量的去離子水，混合后置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?0個(gè)小時(shí)，形成濃度為60％的紡絲液一，靜置2個(gè)小時(shí)后灌入儲(chǔ)液罐一16；將50％的絲膠蛋白溶液和40％的聚氧化乙烯溶液混合，加入適量的去離子水，混合后置于加熱磁力攪拌機(jī)上恒溫?cái)嚢?個(gè)小時(shí)，形成濃度為50％的紡絲液二，靜置1個(gè)小時(shí)后灌入儲(chǔ)液罐二17；

S5：提供一基材1、一初濾層材料一4和一初濾層材料二5；

S6：利用靜電紡絲裝置的第一紡絲組件7靜電紡制納米纖維，針頭組一11抽入紡絲液一，針頭組二12抽入紡絲液二，紡絲液一和紡絲液二噴射到基材1的下表面形成一層納米纖維膜一2，環(huán)境溫度為30℃，相對(duì)濕度為70％：

S6.1、針頭組一11接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為40kV，打開(kāi)針頭組一11的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為2mL/h，關(guān)閉針頭組二12的注射開(kāi)關(guān)，紡絲液一朝向基材1的下表面噴射6min，接收距離為25cm；

S6.2、關(guān)閉針頭組一11的注射開(kāi)關(guān)，針頭組二12接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為40kV，打開(kāi)針頭組二12的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為1mL/h，紡絲液二朝向基材1的下表面噴射40s；

S6.3、關(guān)閉針頭組二12的注射開(kāi)關(guān)，針頭組一11接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為40kV，打開(kāi)針頭組一11的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為1mL/h，紡絲液一朝向基材1的下表面噴射40s；

S6.4、重復(fù)步驟S6.2和步驟S6.310次；

S6.5、關(guān)閉針頭組一11的注射開(kāi)關(guān)，針頭組二12接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為40kV，打開(kāi)針頭組二12的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為2mL/h，紡絲液二朝向基材1的下表面噴射5min；

S7：利用靜電紡絲裝置的第二紡絲組件8靜電紡制納米纖維，針頭組三14抽入紡絲液一，針頭組四15抽入紡絲液二，紡絲液一和紡絲液二噴射到基材1的上表面形成一層納米纖維膜二3，環(huán)境溫度為30℃，相對(duì)濕度為70％；

S7.1、針頭組三14接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為45kV，打開(kāi)針頭組三14的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為2mL/h，關(guān)閉針頭組四15的注射開(kāi)關(guān)，紡絲液一朝向基材1的上表面噴射6min；

S7.2、關(guān)閉針頭組三14的注射開(kāi)關(guān)，針頭組四15接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為45kV，打開(kāi)針頭組四15的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為1mL/h，紡絲液二朝向基材1的上表面噴射40s；

S7.3、關(guān)閉針頭組四15的注射開(kāi)關(guān)，針頭組三14接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為45kV，打開(kāi)針頭組三14的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為1mL/h，紡絲液一朝向基材1的上表面噴射40s；

S7.4、重復(fù)步驟S7.2和步驟S7.310次；

S7.5、關(guān)閉針頭組三14的注射開(kāi)關(guān)，針頭組四15接入高壓，接收基板9接地或者接低壓，電壓差為45kV，打開(kāi)針頭組四15的注射開(kāi)關(guān)，灌注速度為2mL/h，紡絲液二朝向基材1的上表面噴射5min；

S8：將初濾層材料一4復(fù)合在納米纖維膜一2的表面；

S9：將初濾層材料二5復(fù)合在納米纖維膜二3的表面；

S10：將得到的過(guò)濾材料收卷起來(lái)靜置2個(gè)小時(shí)后放入真空干燥箱，低溫烘干后再靜置5個(gè)小時(shí)，得到成品的納米纖維空氣過(guò)濾材料。

該納米纖維空氣過(guò)濾材料的孔隙率為80％，平均孔徑為2.2um，靜電紡納米纖維的纖維直徑為500nm，納米纖維膜一2和納米纖維膜二3的厚度為100um，濾效大于99.95％。

如圖3和圖4所示，靜電紡絲裝置包括傳送機(jī)構(gòu)、紡絲機(jī)構(gòu)、供液機(jī)構(gòu)、熱壓機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)，傳送機(jī)構(gòu)包括將基材1傳入以及傳出紡絲機(jī)構(gòu)的輥輪組一6，紡絲機(jī)構(gòu)包括成型納米纖維膜一2的第一紡絲組件7和成型納米纖維膜二3的第二紡絲組件8，第二紡絲組件8設(shè)置在第一紡絲組件7的上方，第一紡絲組件7和第二紡絲組件8之間設(shè)有接收基板9。第一紡絲組件7和接收基板9之間形成靜電場(chǎng)一，第二紡絲組件8和接收基板9之間形成靜電場(chǎng)二。

第一紡絲組件7包括第一殼體10、針頭組一11和針頭組二12，針頭組一11和針頭組二12相互交錯(cuò)地向上設(shè)置于第一殼體10的頂部，針頭組一11和針頭組二12分別由若干個(gè)針頭組成，針頭組一11和針頭組二12的針頭相互間隔均勻分布。

第二紡絲組件8包括第二殼體13、針頭組三14和針頭組四15，針頭組三14和針頭組四15相互交錯(cuò)地向下設(shè)置于第二殼體13的底部，針頭組三14和針頭組四15分別由若干個(gè)針頭組成，針頭組三14和針頭組四15的針頭相互間隔均勻分布。

供液機(jī)構(gòu)包括儲(chǔ)存紡絲液一的儲(chǔ)液罐一16和儲(chǔ)存紡絲液二的儲(chǔ)液罐二17，第一殼體10通入供液管一18和供液管二19，供液管一18通過(guò)供液閥一20連接儲(chǔ)液罐一16，供液管二19通過(guò)供液閥二21連接儲(chǔ)液罐二17，第一殼體10內(nèi)還埋設(shè)有分流第一濃度紡絲液的分液管一22和分流第二濃度紡絲液的分液管二23，分液管一22的進(jìn)口連接供液管一18，分液管一22的出口連接針頭組一11的各個(gè)針頭，分液管二23的進(jìn)口連接供液管二19，分液管二23的出口連接針頭組二12的各個(gè)針頭。針頭組一11用于噴射第一濃度紡絲液，即紡絲液一，針頭組二12用于噴射第二濃度紡絲液，即紡絲液二。

第二殼體13通入供液管三24和供液管四25，供液管三24通過(guò)供液閥三26連接儲(chǔ)液罐一16，供液管四25通過(guò)供液閥四27連接儲(chǔ)液罐二17，第二殼體13內(nèi)還埋設(shè)有分流第一濃度紡絲液的分液管三28和分流第二濃度紡絲液的分液管四29，分液管三28的進(jìn)口連接供液管三24，分液管三28的出口連接針頭組三14的各個(gè)針頭，分液管四29的進(jìn)口連接供液管四25，分液管四29的出口連接針頭組四15的各個(gè)針頭。針頭組三14用于噴射第一濃度紡絲液，即紡絲液一，針頭組四15用于噴射第二濃度紡絲液，即紡絲液二。

接收基板9為中間鏤空形狀，基材1穿設(shè)接收基板9，針頭組一11和針頭組二12朝向基材1的下表面，針頭組三14和針頭組四15朝向基材1的上表面，針頭組一11和針頭組二12接高壓電源一，針頭組三14和針頭組四15接高壓電源二，接收基板9接地或者接低壓電源。

熱壓機(jī)構(gòu)設(shè)置在紡絲機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)之間，傳送機(jī)構(gòu)還包括傳送初濾層材料一4的輥輪組二30和傳送初濾層材料二5的輥輪組三31，輥輪組二30和輥輪組三31都設(shè)置在紡絲機(jī)構(gòu)和熱壓機(jī)構(gòu)之間，輥輪組二30位于基材1的下方，初濾層材料一4被重疊于納米纖維膜一2上，輥輪組三31位于基材1的上方，初濾層材料二5被重疊于納米纖維膜二3上；熱壓機(jī)構(gòu)包括加熱箱32，加熱箱32內(nèi)設(shè)有壓輥組33和溫控器34。

具體地，收卷機(jī)構(gòu)包括收卷機(jī)架35、卷取成品的收卷軸36以及對(duì)成品施以壓力的壓軸37，收卷軸36可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于收卷機(jī)架35，收卷機(jī)架35具有豎直延伸的兩個(gè)支撐桿，每個(gè)支撐桿內(nèi)設(shè)有能夠伸縮的彈性懸臂38，彈性懸臂38的上端固定在支撐桿的頂部，彈性懸臂38的下端固設(shè)滑動(dòng)塊39，支撐桿開(kāi)設(shè)有供滑動(dòng)塊39上下滑動(dòng)的滑槽，滑動(dòng)塊39內(nèi)設(shè)軸承，壓軸37的端部連接軸承，且壓軸37位于收卷軸36的上方，壓軸37內(nèi)設(shè)有電熱絲。

過(guò)濾材料被收卷軸36卷取時(shí)，壓軸37抵觸在過(guò)濾材料的表面，從而將過(guò)濾材料壓平，提高了過(guò)濾材料收卷的抗皺性和緊實(shí)度，不僅避免收卷時(shí)發(fā)生偏移，而且通過(guò)電熱絲加熱，進(jìn)一步起到烘干效果。

優(yōu)選地，輥輪組二30包括涂膠輥一40，輥輪組三31包括涂膠輥二41，涂膠輥一40和涂膠輥二41均開(kāi)設(shè)有若干出膠口，且涂膠輥一40和涂膠輥二41的表面均包覆有海綿層，涂膠輥一40和涂膠輥二41分別通過(guò)輸膠管連接儲(chǔ)膠桶。

儲(chǔ)膠桶內(nèi)儲(chǔ)存有粘合劑，粘合劑通過(guò)輸膠管被分別輸送至涂膠輥一40和涂膠輥二41內(nèi)，并從出膠口溢出到涂膠輥一40和涂膠輥二41的表面，涂膠輥一40滾動(dòng)地輸送初濾層材料一4向前時(shí)，涂膠輥一40表面的粘合劑轉(zhuǎn)移到初濾層材料一4的下表面；涂膠輥二41滾動(dòng)地輸送初濾層材料二5向前時(shí)，涂膠輥二41表面的粘合劑轉(zhuǎn)移到初濾層材料二5的下表面，當(dāng)初濾層材料一4與納米纖維膜一2重疊，初濾層材料二5與納米纖維膜二3重疊時(shí)，可以提高復(fù)合的牢固性。

紡絲機(jī)構(gòu)還包括紡絲機(jī)架，第一殼體10、第二殼體13以及接收基板9分別高度可調(diào)地固定在紡絲機(jī)架上，從而便于調(diào)節(jié)接收距離。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了基材1；納米纖維膜一2；納米纖維膜二3；初濾層材料一4；初濾層材料二5；輥輪組一6；第一紡絲組件7；第二紡絲組件8；接收基板9；第一殼體10；針頭組一11；針頭組二12；第二殼體13；針頭組三14；針頭組四15；儲(chǔ)液罐一16；儲(chǔ)液罐二17；供液管一18；供液管二19；供液閥一20；供液閥二21；分液管一22；分液管二23；供液管三24；供液管四25；供液閥三26；供液閥四27；分液管三28；分液管四29；輥輪組二30；輥輪組三31；加熱箱32；壓輥組33；溫控器34；收卷機(jī)架35；收卷軸36；壓軸37；彈性懸臂38；滑動(dòng)塊39；涂膠輥一40；涂膠輥二41等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。