CN102505554A - 高强度玻璃纤维空气过滤纸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高强度玻璃纤维空气过滤纸，采用如下方法制备：将硼硅酸盐或无碱玻璃微纤维、无碱玻璃纤维短切丝和有机纤维加水及有机酸搅拌制成均匀的纸浆悬浮液，经除渣、稀释后再送至长网机，形成厚度均匀的湿纸页，然后将水溶性丙烯酸类粘结剂加水稀释5～20倍，均匀地喷洒或溢流施加于湿纸页上，最后经过干燥形成玻璃纤维空气过滤纸；玻璃纤维空气过滤纸按质量百分数计含55～93%的硼硅酸盐或无碱玻璃微纤维、1～15%的无碱玻璃纤维短切丝、3～20%的有机纤维和3～10%的丙烯酸类粘结剂。本发明由于添加了有机纤维，使得玻璃纤维空气滤纸既在常温及高温下有足够的强度性能，确保制成的高效空气过滤器可在大于或等于250℃温度下连续工作。

Description

高强度玻璃纤维空气过滤纸

技术领域

本发明有关于一种高强度玻璃纤维空气过滤纸。

背景技术

玻璃纤维空气滤纸是空气过滤器滤芯的关键组成部分，其厚度、克重、效率、阻力、强度、挺度等性能决定了空气过滤器的性能。过滤器是将玻璃纤维空气过滤纸经过打折机折成滤芯且以热熔胶固定成型，再将成型的滤芯用热熔胶固定在外框上。玻璃纤维空气过滤纸的厚度、强度必须满足过滤器加工及使用工况的要求，使过滤器适合于不同的风速、流量，适用于不同的环境温度要求。随着目前环境要求的不断提高，空气过滤器的应用领域不断扩大，使用工况也越来越恶劣，原来常温的工况，发展至环境温度最高250℃的工况，因此，要求空气过滤纸在高温下有足够的强度性能以满足通风系统的风速、流量要求。目前，玻璃纤维空气过滤纸主要以湿法成形为主，其强度性能决定于成形过程中纤维的相互交织及粘结剂的使用，玻璃纤维可以承受600℃以上的高温，因此由纤维交织的强度随着温度的上升不会损失，而目前在用的有机粘结剂将在200℃左右分解掉，使空气过滤纸丧失大部分强度，不能保有足以承受风速、流量的强度性能。而其他类型的粘结剂使用可能满足了高温工况的要求，但同时会使过滤器的过滤效率下降。

发明内容

本发明的目的提供一种在大于等于250℃的环境温度下，仍能满足使用要求的高强度玻璃纤维空气过滤纸。

本发明所述高强度玻璃纤维空气过滤纸采用如下方法制备：

将硼硅酸盐或无碱玻璃微纤维、无碱玻璃纤维短切丝和有机纤维加水及有机酸搅拌制成均匀的纸浆悬浮液，经除渣、稀释后再送至长网机，形成厚度均匀的湿纸页，然后将水溶性丙烯酸类粘结剂加水稀释5～20倍(重量)，均匀地喷洒或溢流施加于湿纸页上，最后经过干燥形成玻璃纤维空气过滤纸；玻璃纤维空气过滤纸按质量百分数计含55～93％的硼硅酸盐或无碱玻璃微纤维、1～15％的无碱玻璃纤维短切丝、3～20％的有机纤维和3～10％的丙烯酸类粘结剂。

制备纸浆悬浮液过程中加入的水和有机酸在干燥过程中被去除。

本发明对水溶性丙烯酸类粘结剂的具体种类没有特别的限定。

上述纸浆悬浮液的浓度为0.9-1.2wt％；经除渣、稀释后的浓度小于0.2％wt。

为了有效的增加本发明的滤纸的挺度和强度，上述无碱玻璃纤维短切丝长度为3～15mm，纤维直径为3～20μm。

为了增加本发明的抗张强度，有机纤维优选涤纶、芳纶、腈纶、丙纶、维纶中的一种，纤维长度优选3～15mm，纤维直径优选0.3～5dan。上述有机纤维的使用不仅可提高玻璃纤维空气过滤纸常态下的强度和挺度，同时均匀分散在纸页中的有机纤维在高温时熔化成为粘结剂，弥补了因丙烯酸类粘结剂高温分解后丧失的强度。同时有机纤维的高弹性，保证了空气过滤纸的透气性及过滤效率。

为了实现本发明不同等级的过滤效率，上述玻璃微纤维叩解度为10～80°SR。

本发明的有益效果为，本发明由于添加了有机纤维，使得玻璃纤维空气滤纸既在常温及高温下有足够的强度性能，确保制成的高效空气过滤器可在大于或等于250℃温度下连续工作。

附图说明

图1所示为根据本发明的高强度玻璃纤维空气过滤纸的400倍的电镜照片。

具体实施方式

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

本发明实施例中空气过滤纸的过滤效率和过滤阻力采用美国TSI-8130型自动滤料测试仪测试；挺度采用4171DS2N型葛尔莱挺度仪测试；抗张强度采用ZL-100A型纸与纸板抗张试验机测试。

实施例1

请结合图1，在本实施例中，高强度玻璃纤维空气过滤纸采用两种玻璃微纤维为主要原料，纤维长度6mm和9mm的无碱玻璃纤维短切丝和6mm长度的涤纶、芳纶短切纤维，加水和有机酸，经高频疏解机搅拌形成0.9wt％的纸浆悬浮液，经过除渣系统后，稀释成浓度小于0.2wt％的纸浆悬浮液送至网前箱，通过长网机形成湿纸页，湿纸页经过施胶、烘干工序，形成高强度玻璃纤维空气过滤纸。

上述的高强度玻璃纤维空气过滤纸中各组分的质量百分比见表1：

表1实施例1中高强度玻璃纤维空气过滤纸的各组分质量百分比

制得的高强度空气过滤纸常温及置于250℃的恒温烘箱中30min后，性能测试结果见表2：

表2实施例1性能测试结果

性能指标	常温	耐温后
			过滤效率/％	99.999	99.998
过滤阻力/Pa	428	426
			抗张强度/kN·m-1	1.26	1.23
挺度/mg	1120	1118

实施例1制得的高效空气过滤纸，过滤效率达到99.999％，在常温及高温工况下有稳定的性能指标，具有较好的耐温和过滤效果。

实施例2

在本实施例中，高强度玻璃纤维空气过滤纸采用两种玻璃微纤维为主要原料，纤维长度6mm的无碱玻璃纤维短切丝和6mm长度的涤纶纤维、9mm长度的芳纶短切纤维，加水和有机酸，经高频疏解机搅拌形成浓度1.2wt％的纸浆悬浮液，经过除渣系统后，稀释成浓度小于0.2wt％的纸浆悬浮液送至网前箱，通过长网机形成湿纸页，湿纸页经过施胶、烘干工序，形成高强度玻璃纤维空气过滤纸。

上述的高强度玻璃纤维空气过滤纸中各组分的质量百分比见表3：

表3实施例2中高强度玻璃纤维空气过滤纸的各组分质量百分比

制得的高强度空气过滤纸常温及置于250℃的恒温烘箱中30min后，性能测试结果见表4：

表4实施例2性能测试结果

性能指标	常温	耐温后
			过滤效率/％	99.994	99.993
过滤阻力/Pa	368	366
			抗张强度/kN·m-1	1.30	1.28
挺度/mg	1069	1058

实施例2制得空气过滤纸，过滤效率达到99.994％，在常温及高温工况下有稳定的性能指标，具有较好的耐温和过滤效果。

实施例3

在本实施例中，高强度玻璃纤维空气过滤纸采用两种玻璃微纤维为主要原料，纤维长度6mm的无碱玻璃纤维短切丝和6mm长度的涤纶纤维，加水和有机酸，经高频疏解机搅拌形成浓度1.2wt％的纸浆悬浮液，经过除渣系统后，稀释成浓度小于0.2％wt的纸浆悬浮液送至网前箱，通过长网机形成湿纸页，湿纸页经过施胶、烘干工序，形成高强度玻璃纤维空气过滤纸。

上述的高强度玻璃纤维空气过滤纸中各组分的质量百分比见表5：

表5实施例3中高强度玻璃纤维空气过滤纸的各组分质量百分比

制得的高强度空气过滤纸常温及置于250℃的恒温烘箱中30min后，性能测试结果见表6：

表6实施例3烘干前后性能对比

性能指标	烘干前	烘干后
			过滤效率/％	99.3	99.2
过滤阻力/Pa	175	172
			抗张强度/kN·m-1	1.18	1.15
挺度/mg	980	964

实施例2制得空气过滤纸，过滤效率达到99.3％，在常温及高温工况下有稳定的性能指标，具有较好的耐温和过滤效果。

本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (5)

1.一种高强度玻璃纤维空气过滤纸，其特征在于采用如下方法制备：

将硼硅酸盐或无碱玻璃微纤维、无碱玻璃纤维短切丝和有机纤维加水及有机酸搅拌制成均匀的纸浆悬浮液，经除渣、稀释后再送至长网机，形成厚度均匀的湿纸页，然后将水溶性丙烯酸类粘结剂加水稀释5～20倍，均匀地喷洒或溢流施加于湿纸页上，最后经过干燥形成玻璃纤维空气过滤纸；玻璃纤维空气过滤纸按质量百分数计含55～93%的硼硅酸盐或无碱玻璃微纤维、1～15%的无碱玻璃纤维短切丝、3～20%的有机纤维和3～10%的丙烯酸类粘结剂。

2.如权利要求1所述的高强度玻璃纤维空气过滤纸，其特征在于纸浆悬浮液的浓度为0.9-1.2wt%；经除渣、稀释后的浓度小于0.2%wt。

3.如权利要求1或2所述的高强度玻璃纤维空气过滤纸，其特征在于无碱玻璃纤维短切丝长度为3～15mm，纤维直径为3～20μm。

4.如权利要求1或2所述的高强度玻璃纤维空气过滤纸，其特征在于有机纤维是涤纶、芳纶、腈纶、丙纶、维纶中的一种；纤维长度3～15mm，纤维直径0.3～5den。

5.如权利要求1或2所述的高强度玻璃纤维空气过滤纸，其特征在于硼硅酸盐或无碱玻璃微纤维叩解度为10～80°SR。