CN102485312A - 一种含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种采用不同燃点的阻燃纳米竹炭纤维通过非织造无胶热熔工艺制备具有阻燃、防水、拒油、易去污功能的含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料的方法，制备工艺包括如下步骤：（1）配料；（2）热熔无胶工艺；（3）热熔喷涂整理。获得的无胶棉非织造过滤材料具有良好的阻燃功能，且阻燃性能稳定持久，达到国标（GB/T17591-2006）标准；无胶过滤棉材料无甲醛、无异味、无毒，使用安全又环保；能吸附有毒气体，且防水、拒油、易去污，有效提高材料表面洁净度，大大提高了产品的使用寿命，具有广泛的用途。
Description
技术领域
本发明涉及一种过滤材料及其制备方法，具体而言是一种含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料及其制备方法。
背景技术
过滤材料的迅速发展与军事工业和电子工业的发展紧密相关，在第一次世界大战期间，由于各种化学毒剂的使用，以石棉纤维过滤纸作为虑烟层的军事防毒面具应运而生。玻璃纤维过滤介质用于空气过滤于1940年10月在美国取得专利。50年代，美国对玻璃纤维过滤纸的生产工艺进行了深入研究，使空气过滤得到了改善和发展；60年代HEPA（高效过滤器）过滤器问世；70年代，采用超细玻璃纤维过滤纸作为过滤介质的HEPA过滤器，对13微米粒径的粒子过滤效率高达90%以上；80年代以来，随着新的测试方法出现，试用评价的提高及对过滤性能要求的提高，于是又产生了性能更高的ULPA过滤器（绝对高效过滤器）。90年代随着科技的发展和环保意识的加强，相继开发了非织造布作为过滤材料，非织造布因呈三维结构，空隙多而孔径曲折，比机织、针织布更好的过滤效率。从而有效的增加了过滤面积，降低气流阻力，减少了能量的消耗。
随着全球对节能减排及环保意识的加强，加大了对过滤材料的研究和投入，并且采用新工艺新技术开发功能性、安全性、环保型的过滤材料来满足各行业空气过滤系统的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有阻燃、防水、拒油、吸附有毒气体、易去污功能的含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料；
本发明的第二个目的是提供一种采用不同燃点的阻燃纳米竹炭纤维通过非织造无胶热熔工艺制备具有阻燃、防水、拒油、吸附有毒气体、易去污功能的上述无胶棉非织造过滤材料的方法。
为实现以上第一个目的，本发明采取的技术方案如下：
一种含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料，所含各组分的质量百分比为：
高熔点阻燃纳米竹炭纤维 30-90%
低熔点阻燃纳米竹炭纤维 10%-70%；
所述高熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为0.9—18 D，熔点温度为245—255℃；所述低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为1.5—12D，熔点温度为105—115℃。
所述高熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为0.9D、5D、12D、15D、18D，使用时各取20%。
所述低熔点阻燃纳米竹炭的纤维细度为1.5D、3D、6D、10D、12D，使用时各取20%。
所述高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维截面为异形中空状态，所述异形中空状态为方形、圆形或者三角形。所述高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维均为本公司生产并销售的产品。
为实现以上第二个目的，本发明采取的技术方案如下：
一种上述含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）配料
按所述的质量百分比称取各组分；
高熔点阻燃纳米竹炭纤维 30-90%
低熔点阻燃纳米竹炭纤维 10%-70%
所述高熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为0.9—18D、熔点温度为245—255℃；
所述低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为1.5—12D、熔点温度为105—115℃；
将称取的原料混合均匀，获得高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维混合物；
（2）热熔无胶工艺
将步骤（1）获得的高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维混合物在非织造设备上进行开松、梳理、铺网，然后进入热熔定型区进行定型，热熔定型温度为185—210℃，获得无胶棉；
（3）热熔喷涂整理
将三防整理剂按质量百分比3%—10%均匀喷涂在步骤（2）获得的无胶棉上，然后进入预烘区，预烘区温度为100—120℃，焙烘定型温度为150—180℃，获得含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料。
所述高熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为0.9D、5D、12D、15D、18D，使用时各取20%；所述低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为1.5D、3D、6D、10D、12D，使用时各取20%。
本发明的积极效果是，获得的含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料具有以下优点：
（1）具有良好的阻燃功能，且阻燃性能稳定持久，达到国家标准（GB/T17591-2006）；
（2）无甲醛、无异味、无毒，使用安全又环保；
（3）防水、拒油、易去污，可有效提高材料的表面洁净度，减少产品的清洗次数，从而大大提高了产品的使用寿命；
（4）能吸附有毒气体，且吸附效果好；
（5）用途广泛，可作为家用电器、化工、医药、食品、粮油、交通工具如飞机、火车、动车、高铁的初效空气过滤用材料。
具体实施方式
以下介绍本发明的实施例，应当指出的是，本发明的实施不限于以下实施例。
实施例1
一种含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料，所含各组分质量百分比为：
高熔点阻燃纳米竹炭纤维 70%
低熔点阻燃纳米竹炭纤维 30%
所述高熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为0.9—18D，熔点温度为245—255℃；所述低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为1.5—12D，熔点温度为105—115℃。
所述高熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为0.9D、5D、12D、15D、18D，使用时各取20%。
所述低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为1.5D、3D、6D、10D、12D，使用时各取20%。
所述高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维截面为异形中空状态，所述异形中空状态为方形、圆形或者三角形。
所述的高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维为本申请人开发生产并销售的产品，可以通过以下方式获得：采用磷系共聚型阻燃剂与精对苯二甲酸、乙二醇共缩聚反应制成的阻燃涤纶切片，通过在化纤纺丝工艺中添加纳米竹炭母粒，制成高、低熔点的阻燃纳米竹炭纤维。该原料的特点是阻燃基团段聚合在纤维分子链上，区别于后整理型的阻燃纤维，不怕水洗，阻燃功能具有永久性和稳定性，产品无毒、无异味，吸附效果好，燃烧时不会产生有毒有害气体，不会造成周围环境污染。
其制备方法如下：
（1）配料
按所述的质量百分比称取各组分；
高熔点阻燃纳米竹炭纤维 70%
低熔点阻燃纳米竹炭纤维 30%；
所述高熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为0.9D、5D、12D、15D、18D，各取20%，熔点温度为245—255℃；
所述低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为1.5D、3D、6D、10D、12D，各取20%，熔点温度为105—115℃；
考虑无胶棉具有很好的弹性、蓬松度，所述高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维截面可以为异形中空状态，所述异形中空状态可以是方形、圆形或者三角形；所述高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维为本公司生产并销售的产品；
将称取的原料混合均匀，获得高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维混合物；
（2）热熔无胶工艺
将步骤（1）获得的高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维混合物在非织造设备上进行开松、梳理、铺网，然后进入热熔定型区获得无胶棉，热熔定型温度为185—210℃之间；
此步反应中，低熔点阻燃纳米竹炭纤维首先熔化，并与高熔点阻燃纳米竹炭纤维完全熔融或为一体，因此不需要胶水粘合，故称为无胶工艺，所以无甲醛存在；
（3）热熔喷涂整理
将三防整理剂按质量百分比6%均匀喷涂在步骤（2）获得的无胶棉上，然后进入预烘区，预烘区温度为100—120℃，焙烘定型温度为150—180℃，即制成所述无胶过滤棉材料。
此步反应中，所述三防整理剂采用上海沪正纳米科技公司生产的HZR—001型三防整理剂。
实施例2
一种含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料，所含各组分质量百分比为：
高熔点阻燃纳米竹炭纤维 80%
低熔点阻燃纳米竹炭纤维 20%；
所述高熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为0.9—18D，熔点温度为245—255℃；所述低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为1.5—12D，熔点温度为105—115℃。
所述高熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为0.9D、5D、12D、15D、18D，使用时各取20%。
所述低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为1.5D、3D、6D、10D、12D，使用时各取20%。
所述高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维截面为异形中空状态，所述异形中空状态为方形、圆形或者三角形。
所述的高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维为我公司开发生产并销售的产品。
其制备步骤为：
（1）配料
按所述的质量百分比称取各组分；
高熔点阻燃纳米竹炭纤维 70%
低熔点阻燃纳米竹炭纤维 30%；
所述高熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为0.9D、5D、12D、15D、18D，各取20%，熔点温度为245—255℃；
所述低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为1.5D、3D、6D、10D、12D，各取20%，熔点温度为105—115℃；
考虑无胶棉具有很好的弹性、蓬松度，所述高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维截面可以为异形中空状态，所述异形中空状态可以是方形、圆形或者三角形；所述高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维为本公司生产并销售的产品；
将称取的原料混合均匀，获得高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维混合物；
（2）热熔无胶工艺
同实施例1
（3）热熔喷涂整理
将三防整理剂按质量百分比5%均匀喷涂在步骤（2）获得的无胶棉上，然后进入预烘区，预烘区温度为100—120℃，焙烘定型温度为150—180℃，即制成所述无胶过滤棉材料。
此步反应中，所述三防整理剂采用上海沪正纳米科技公司生产的HZR—001型三防整理剂。
本发明的积极效果是，获得的无胶棉非织造过滤材料具有以下优点：
（1）具有良好的阻燃功能，且阻燃性能稳定持久，达到国家标准（GB/T17591-2006）；
（2）无甲醛、无异味、无毒，使用安全又环保；
（3）防水、拒油、易去污，可有效提高材料的表面洁净度，减少产品的清洗次数，从而大大提高了产品的使用寿命；
（4）能吸附有毒气体，且吸附效果好
（5）用途广泛，可作为家用电器、化工、医药、食品、粮油、交通工具如飞机、火车、动车、高铁的初效空气过滤用材料。
Claims (6)
1.一种含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料，其特征在于，所含各组分的质量百分比为：
高熔点阻燃纳米竹炭纤维 30-90%
低熔点阻燃纳米竹炭纤维 10%-70%；
所述高熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为0.9—18D，熔点温度为245—255℃；
所述低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为1.5—12D，熔点温度为105—115℃。
2.根据权利要求1所述的含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料，其特征在于，所述高熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为0.9D、5D、12D、15D、18D，使用时各取20%。
3.根据权利要求1所述的含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料，其特征在于，所述低熔点阻燃纳米竹炭的纤维细度为1.5D、3D、6D、10D、12D，使用时各取20%。
4.根据权利要求1所述的含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料，其特征在于，所述高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维截面为异形中空状态，所述异形中空状态为方形、圆形或者三角形。
5.一种权利要求1所述的含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配料
按如权利要求1所述的质量百分比称取各组分；
高熔点阻燃纳米竹炭纤维 30-90%
低熔点阻燃纳米竹炭纤维 10%-70%
所述高熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为0.9—18D、熔点温度为245—255℃；
所述低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为1.5—12D、熔点温度为105—115℃；
将称取的原料混合均匀，获得高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维混合物；
（2）热熔无胶工艺
将步骤（1）获得的高、低熔点阻燃纳米竹炭纤维混合物在非织造设备上进行开松、梳理、铺网，然后进入热熔定型区进行定型，热熔定型温度为185—210℃，获得无胶棉；
（3）热熔喷涂整理
将三防整理剂按质量百分比3%—10%均匀喷涂在步骤（2）获得的无胶棉上，然后进入预烘区，预烘区温度为100—120℃，焙烘定型温度为150—180℃，获得无胶棉非织造过滤材料。
6.根据权利要求5所述的含竹炭纤维的无胶棉非织造过滤材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述高熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为0.9D、5D、12D、15D、18D，使用时各取20%；所述低熔点阻燃纳米竹炭纤维的纤维细度为1.5D、3D、6D、10D、12D，使用时各取20%。
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Application publication date: 20120606 |