本发明涉及一种空气过滤材料，具体涉及一种芳砜纶驻极体过滤材料的制备方法。
背景技术：
随着经济的快速发展，人类在工业生产和自然活动过程中产生了大量的粉尘颗粒、化学物质、有害微生物等，严重危害着环境质量和人们身体健康，2020年新型冠状病毒肺炎的出现与传播更是引起了人们对空气过滤领域的极度关注，有效控制空气中的有害物质是急需解决的重大问题。
常规的过滤材料依靠材料本身的结构特点实现对颗粒的有效过滤，对于细小微粒的去除不够彻底，而且材料本身容易滋生有害微生物，存在二次污染的可能。而驻极材料通过静电吸附作用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。
芳砜纶(psa)是我国具有自主知识产权并已实现产业化生产的芳香族聚酰胺有机耐高温纤维，具有阻燃性、耐热性、热稳定性、抗辐射性、化学稳定性等特点，在高性能材料领域发挥着重要的作用。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种芳砜纶驻极体过滤材料的制备方法。
本发明的再一目的是提供上述方法获得的芳砜纶驻极体过滤材料产品。
本发明目的通过下述方案实现：一种芳砜纶驻极体过滤材料的制备方法，以芳砜纶为基材，包括下述步骤：
(1)驻极体分散液的制备：
驻极体粉体分散液，包括2-20%wt无机纳米驻极体颗粒、0.1-5％wt电解质类分散剂或高分子分散剂、0.1-2％wt稳定剂、5-30％wt粘合剂，并加水充分搅拌、分散0.5-6h；
所述的无机纳米驻极体颗粒至少为二氧化硅、二氧化钛、电气石、三氧化二铝、氧化锌、氧化钡、五氧化二钽、钛酸钡、锆钛酸铅、氮化硅、铌酸锂、勃姆石等中的一种或二种以上；
（2）织物整理：
将芳砜纶织物浸渍于上述驻极体分散液中，取出后经二浸二轧后，放入热定型机或烘箱中烘干，制得掺杂无机纳米颗粒的芳砜纶织物；
（3）驻极处理：
将上述制得的掺杂无机纳米颗粒的芳砜纶织物通过电晕放电装置的电极，电极放电使织物材料驻极，其中，驻极电压20～30kv、驻极距离为2～5cm、驻极时间为1～5min，得到一种掺杂无机纳米颗粒的芳砜纶驻极体复合过滤材料。
本发明配制一种无机纳米驻极体，利用织物后整理技术，使无机驻极体颗粒以纳米尺度均匀分布于芳砜纶织物基体中，通过电晕放电技术对复合材料进行驻极处理，工艺简单方便，可操作性强。
本发明在芳砜纶织物表面负载无机驻极体纳米颗粒，通过添加的驻极粒子在电场作用下存储一定量的电荷来提高纤维材料的表面电势，以增加静电吸附效应，提高材料的过滤性能。
驻极体分散液的制备过程中，分散可以通过高剪切乳化装置、超声设备、机械搅拌装置中的一种或多种完成。
其中，步骤（1）中，所述的分散剂为电解质类分散剂或高分子超分散剂，可优选采用三乙醇胺、六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇等其中的一种或一种以上，或其他市售商品级分散剂。
为使分散后的粉体颗粒不再发生团聚、絮凝和沉降，步骤（1）中，所述的稳定剂采用包括羧甲基纤维素钠cmc、聚丙烯酸盐、或市售商品分散剂的一种或一种以上的纤维素衍生物，或其他市售商品稳定剂。
为促进纳米颗粒与纤维的结合牢度，步骤（1）中，粘合剂采用淀粉、改性淀粉、干酪素、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯胶乳或其他市售交联剂、偶联剂中的一种或一种以上。
步骤（2）中，二浸二轧的工艺条件是，浸轧时的浸轧速率为10-40m/min，浸轧压力为2-2.5kg/cm2，浸轧残液率为60-80％，烘干温度为100-120℃，时间为30-120min。
本发明还提供了一种芳砜纶驻极体过滤材料，根据上述方法得到的。
芳砜纶驻极体过滤材料的作用机理为：纳米驻极体颗粒作为驻极粒子负载到芳砜纶织物表面，在外加电场作用下，会有空间电荷的注入以及极化电荷的产生，织物表面电势增强，静电吸附作用增强。因此，材料在实际空气过滤过程中，除原有的机械阻挡作用外，能够依靠库仑力直接吸附空气中带电微粒并将其捕获，或诱导中性微粒产生极性再将其捕获，从而更有效地过滤空气中的亚微粒子，提高了过滤效率，而空气阻力并不会增加。且驻极材料所存储的电荷为负电荷，通常还能起到抑制和杀灭病菌的作用。
本发明利用织物后整理技术，使无机驻极体颗粒以纳米尺度均匀分布于芳砜纶织物基体中，工艺简单方便，可操作性强，通过电晕放电技术对复合材料进行驻极处理，得到一种过滤效率高、空气阻力小、热稳定性好、且自带阻燃功能的驻极体空气过滤材料。
具体实施方式
实施例1：
一种掺杂电气石的芳砜纶驻极体过滤材料，以芳砜纶为基材，按下述步骤制备：
(1)驻极体分散液的制备：
驻极体粉体分散液，包括10%wt平均粒径500nm电气石纳米颗粒无机纳米驻极体颗粒、1％wt聚乙烯吡咯烷酮分散剂、1％wt稳定剂cmc、5％wt粘合剂钛酸酯偶联剂tm-38s，并加水混合后经高剪切乳化机以20000r/min的速度分散30min，再放入超声浴中分散60min；
（2）织物整理：
将芳砜纶织物浸渍于上述驻极体分散液中，称取一块10g的芳砜纶织物浸渍于100ml上述驻极体分散液中，取出后经二浸二轧后，放入热定型机或烘箱中烘干，其中，浸轧时的浸轧速率为20m/min，浸轧压力为2kg/cm2，浸轧残液率为70％，烘干温度为120℃，时间为60min，制得掺杂电气石的芳砜纶织物；
（3）驻极处理：
将上述制得的掺杂电气石的芳砜纶织物通过电晕放电装置的电极，电极放电使织物材料驻极，其中，驻极电压20kv、驻极距离为2cm、驻极时间为2min，得到一种掺杂电气石的芳砜纶驻极体复合过滤材料。
该掺杂电气石的芳砜纶驻极体过滤材料过滤性优异并自带阻燃效果，性能测试结果如下：
透气度13.9l/(m2·min)，过滤效率为99.98%，过滤阻力为76.26pa，极限氧指数loi值为33，250℃下100h强力保持率为90%。
实施例2：
一种掺杂二氧化硅的芳砜纶驻极体过滤材料，与实施例1近似，按下述步骤制备：
(1)驻极体分散液的制备：
驻极体粉体分散液，其组分包括平均粒径200nm二氧化硅纳米颗粒质量分数为10%wt，分散剂聚乙烯吡咯烷酮含量为1％wt，稳定剂cmc含量为1％wt，粘合剂钛酸酯偶联剂tm-38s含量为5％wt，混合后经高剪切乳化机以20000r/min的速度分散30min，再放入超声浴中分散60min；
(2)织物整理：
称取一块10g的芳砜纶织物浸渍于100ml上述驻极体分散液中，取出后经二浸二轧后，放入热定型机或烘箱中烘干，浸轧时的浸轧速率为20m/min，浸轧压力为2kg/cm2，浸轧残液率为70％，烘干温度为120℃，时间为60min，制得掺杂二氧化硅的芳砜纶织物；
（3）驻极处理：
将上述制得的掺杂二氧化硅的芳砜纶织物通过电晕放电装置的电极，电极放电使织物材料驻极，即得一种掺杂二氧化硅的芳砜纶驻极体复合过滤材料。驻极电压选择20kv，驻极距离为2cm，驻极时间为2min。
该掺杂二氧化硅的芳砜纶驻极体过滤材料过滤效果优异并自带阻燃特性，性能测试结果如下：
透气度13.4l/(m2·min)，过滤效率为99.93%，过滤阻力为71.02pa，极限氧指数loi值为33，250℃下100h强力保持率为90%。