本發明涉及日用防霾產品領域，特別涉及一種高透明度、高透氣度、不易脫落、力學性能良好的防霾窗紗。
背景技術：
：大規模工業化生產對空氣的污染尤其嚴重，使得國內霧霾天氣頻現。其中，PM2.5(空氣動力學當量直徑小于等于2.5微米的顆粒物)被認為是造成霧霾天氣的“元兇”，也是人們最關注的。PM2.5可通過上、下呼吸道和支氣管，到達肺部沉積，甚至通過肺泡進入人體血液，加之顆粒物上富集了重金屬、酸性氧化物、有機污染物等，細菌、病毒等也容易在細顆粒物上聚集，因此PM2.5對人體健康造成了重大威脅。為防止PM2.5對人體的危害，人們在霧霾天氣外出時多佩戴防霾口罩。但有關報道表明，在霧霾天氣里，室內PM2.5指標并不低于室外，甚至比室外更嚴重。目前，用于室內空間的凈化設備主要是空氣凈化器。但是，室內的空氣凈化器在使用的時候需要緊閉門窗，以實現空氣凈化器對封閉的室內空間的空氣進行一定程度的凈化，常見的空氣凈化器并不能夠將室外的新鮮空氣導入室內。這就存在一個室內污濁空氣無法和室外新鮮空氣交換的缺陷，長期在封閉空間內不利于人們的身心健康。窗紗是一種安裝在門上或窗戶上的紗網，其基本作用是在室內外空氣交換的同時防止蚊蟲進入室內的。但普通的窗紗并不能達到防霾的效果，一旦出現霧霾天氣，人們將不得不選擇緊閉門窗，這妨礙了室內外空氣交換，不利于人們的身心健康。因此，提供一種能防止霧霾的窗紗，它能防止霧霾進入室內而且不影響室內外空氣正常流通，并且耐受住生活中的各種摩擦，這是本領域所急需解決的問題。技術實現要素：本發明所要解決的技術問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性能，在防霧霾的同時不影響室內外空氣的流通交換。本發明所要解決的技術問題之二在于提供該防霾窗紗的制造方法。為解決上述技術問題，本發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層，所述接收層為金屬絲網、無紡布或者織造布，所述接收層通過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，所述保護層為無紡布或織造布。具體的，所述膠層為普通的環保型噴膠、熱溶膠等，膠的材料可以是合成樹脂、合成橡膠、天然樹脂、烯烴、烯烴和醋酸乙烯的共聚物等。本發明的膠層優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；更優選地采用水性氯丁噴膠。具體的，所述膠層的克重小于5g，優選為0.1g-0.5g。具體的，所述金屬絲網的網眼間距為0.1-1mm，厚度小于0.5mm；無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，所述金屬絲網的材料包括低碳鋼絲、銅絲、鋁鎂合金絲、不銹鋼絲，優選材料為不銹鋼絲。具體的，所述無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，為達到窗紗耐磨、機械性能較好的目的，優選材料為聚酰胺。具體的，所述保護層與聚合物納米纖維層之間采用的復合方式包括噴膠、超聲焊接、刺繡、雕花等工藝。本發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、雙組份復合紡絲法、原纖化法、相分離法、自組裝法等制得。其中，通過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，優選材料為聚酰胺。步驟S220：將聚合物溶液通過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。優選地，步驟S220中，靜電紡絲成型方法的紡絲液溫度為10-50℃，環境溫度為5-70℃，相對濕度為20-60％，紡絲電壓為V，噴絲頭到接收板的距離為5-50cm。其中，通過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物混合得到共混物，然后將共混物通過螺桿擠出；優選地，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物而不能溶解出高分子的聚合物，將低分子的有機物溶解除去。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層四層結構，其中，接收層為金屬絲網、無紡布或織造布，接收層通過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，保護層為無紡布或織造布。與現有技術相比，本發明的有益效果在于：1.本發明的防霾窗紗具有很好的防霾效果，其對PM2.5的防除效率高達99％以上。2.本發明的防霾窗紗通過膠層使聚合物納米纖維層粘接在接收層上，結合牢固，增強了力學性能，使聚合物納米纖維層的層次結構更加穩定，對PM2.5的過濾效果能保持更持久。現有技術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合不夠牢固，隨使用時間的延長或是在力量的牽扯拉拽過程中容易出現聚合物納米纖維層松動脫落的現象，導致聚合物納米纖維層的過濾效果降低，達不到長時間的防霾效果，不適合于作為窗紗使用。3.本發明的防霾窗紗的結構中具有一膠層。很明顯的，增加膠層是會降低納米纖維膜的透氣性和透光性能的，因此在本發明之前未見有增加膠層的報道。為此，本申請的發明人經過長期大量的研究工作，從現有的工藝條件中篩選出了合適的膠和涂膠的工藝，采用本發明的噴膠及熱熔膠工藝，優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，基本達到了現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，適合于作為窗紗來使用。4.本發明的防霾窗紗的接收層、膠層、保護層對聚合物納米纖維層形成很好的隔離和保護作用，有效保持聚合物納米纖維層的結構完整，作為窗紗來使用，其具有長期的PM2.5的過濾效果，使用壽命延長。目前，窗紗安裝后會暴露在日曬雨淋的環境下，且使用過程中會極易出現摩擦刮劃的情況，如果不能長久穩定的保持其PM2.5的過濾效果，則不適合作為防霾窗紗來使用。5.本發明還有一個有益效果在于：現有技術中各種方法制備得到的納米纖維，均可以直接通過膠層使聚合物納米纖維層粘接在接收層上，用于制備本發明的防霾窗紗，不受納米纖維原料來源的影響。納米纖維與接受層復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合。現有技術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，這使其應用受到了限制。本發明采用膠層粘接的方法實現了多種方法制得的納米纖維與接收層的有效復合，應用范圍廣泛。附圖說明圖1為本發明的防霾窗紗一實施例中聚合物納米纖維層的表面掃描電鏡圖。圖2為本發明的防霾窗紗的層次結構示意圖。附圖中符號標記說明：01為接收層；02為膠層；03為聚合物納米纖維層；04為保護層。具體實施方式下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例1接收層為無紡布，采用15g的PET經編歐根紗，經編歐根紗上的接收面預先經過噴膠處理，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濾膜，紡絲液溫度為30℃，環境溫度為30℃，相對濕度為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，與基材結合緊密，具有較高的力學性能。成品聚合物納米纖維層形態如圖1。保護層采用15g的PET經編歐根紗，將保護層復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圖案，同時能將納米纖維保護層與其它三層結構緊緊結合，即制得一種防霾窗紗。實施例2接收層為不銹鋼絲網，網眼間距為0.1mm，在不銹鋼絲網上的接收面預先撒上一層乙烯-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濾膜，紡絲液溫度為40℃，環境溫度為40℃，相對濕度為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，然后經過100℃的高溫處理，使得聚合物納米纖維不會脫落，與基材結合緊密，具有較高的力學性能。聚合物納米纖維的保護層采用15g的PET經編歐根紗，在面向聚合物納米纖維層的一面進行水性氯丁噴膠處理，然后將保護層貼合在聚合物納米纖維層上，即制得一種防霾窗紗。實施例3將乙酸丁酸纖維素酯(CAB)與低密度聚乙烯(PE)按照質量比為1:9的比例混合，放入真空干燥箱內100℃干燥24h，再用雙螺桿共混系統熔融擠出。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。基材無紡布采用10g的PP熔噴無紡布，無紡布上的接收面預先經過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紡布的膠層上，使得聚合物納米纖維不會脫落，與基材結合緊密，具有較高的力學性能。保護層采用15g的PET經編歐根紗，將聚合物納米纖維保護層復合在納米纖維層上，采用超聲焊接的方式在其上點焊，將納米纖維保護層與其它三層結構緊緊結合，即制得一種防霾窗紗。實施例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，將纖維內部的原纖裸露出來，依附于或者脫離纖維主體，制備得到Lyocell納米纖維。基材無紡布采用10g的聚酰胺布，聚酰胺布上的接收面預先經過水性氯丁噴膠處理，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脫落，與基材結合緊密，具有較高的力學性能。保護層采用15g的PET經編歐根紗，將聚合物納米纖維保護層復合在納米纖維層上，采用超聲焊接的方式在其上點焊，將納米纖維保護層與其它三層結構緊緊結合，即制得一種防霾窗紗。對比例1采用與實施例1相同的制備方法，區別僅在于接收層的接收面經過噴膠處理，膠層的厚度或克重為5g，將得到的防霾窗紗進行過濾效率、透氣性和透光度測試。對比例2采用與實施例1相同的制備方法，區別僅在于當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行耐磨擦性能測試。對比例3采用與實施例1相同的制備方法，區別僅在于接收層的接收面不經過噴膠處理，其所制得的防霾窗紗不含有膠層。將得到的防霾窗紗進行耐磨擦性能測試。性能測試：將實施例1-4和對比例1-3所制得的防霾窗紗在下述測試條件下測試其性能參數，結果見表1。測試條件為：1.過濾測試設備采用TSI8130濾料測試儀，試驗用氣溶膠采用NaCl，質量中值粒徑為0.26μm，數量中值粒徑為0.075μm，過濾效果見表1；2.透明度測試采用DP-M1000透光率儀；3.耐磨擦性能采用耐摩擦試驗機進行測試；各項測試結果見表1。表1防霾窗紗性能試樣過濾效率/％壓力降/Pa透明度/％摩擦處理后過濾效率/％普通窗紗5.035955.03實施例199.88128899.52實施例299.99149099.43實施例399.99139598.71實施例499.92158598.25對比例199.99554599.87對比例299.90149035.18對比例399.87119130.62從表1中數據可以看出，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。本發明的防霾窗紗，實施例1、2、3和4顯示其防霾效果高達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。對比例1中的防霾窗紗，雖然過濾效果與本發明的基本一致，但是其透氣性和透光度明顯低于本發明的防霾窗紗。通過實施例1、2、3、4與對比例2、3的數據對比可知，本發明的防霾窗紗的聚合物納米纖維層結構穩定、不易被破壞，經過耐磨性測試后其過濾效率沒有明顯下降，這說明本發明的防霾窗紗在使用過程中即使出現摩擦刮劃，也能保持很好的過濾效果，使用壽命長。綜上所述，上述各實施例及附圖僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，皆應包含在本發明的保護范圍內。當前第1頁1 2 3