CN103585898B - 一种用于pm2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜及其制备方法 - Google Patents
一种用于pm2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜及其制备方法。本发明包括如下技术步骤：（1）混料；（2）制坯；（3）挤出；（4）压延；（5）脱脂处理后纵向拉伸；（6）纵横向弧形延伸；（7）横向拉伸后烧结固化；（8）复合工艺。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：（1）所制备得到的PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜具有良好的过滤性、防菌性、透气性、抗紫外和抗微生物侵蚀等性能。（2）PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜的平均孔经为0.5-1微米，孔隙率为85%，0.3微米的粒子过滤效率是97%以上，透气量在90L/m2.s以上，阻力小于80PA。
Description
技术领域
本发明属于水过滤膜技术领域，更具体是涉及一种用于PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜及其制备方法。
背景技术
聚四氟乙烯（简称为PTFE）微孔膜是由聚四氟乙烯挤出成型的棒、带，经压延成薄膜的半成品，在熔点以下的温度拉伸、热定型后，得到的多孔制品。
聚四氟乙烯膜具有如下的微结构:
（1）PTFE微孔薄膜表面形态是具有蜘蛛网状的微孔结构。微纤维之间形成孔隙，微纤维排列方向与拉伸方向基本平行；纤维束的连接处即为结点，它是由许多微纤维纠缠相连形成。
（2）PTFE膜属于非对称性膜，膜的正反面微孔尺寸有差异。
（3）膜的截面微孔尺寸比其表面的微孔尺寸大，纵横向微孔尺寸也有差别，纵向微孔大于横向。
（4）膜的截面是一种网络结构，在孔的三维结构上有网状连通、孔镶套、孔道弯曲等非常复杂的变化，可能有多个微孔组成一个通道，也有可能一个微孔与多个通道相连。
聚四氟乙烯微孔膜是一种柔韧而富有弹性的微孔材料，孔率高，孔径分布均匀，具有透气不透水的特性，可用作杀菌滤膜、电解隔膜、气体透析膜、各种溶剂的超净过滤膜等。聚四氟乙烯微孔膜粘贴在织物上可以做登山服、透气帐篷、雨衣、口罩等。
对于环境科学来说，悬浮粒子特指空气中那些细微污染物，它们是空气污染的主要来源之一。当中直径小于10微米的悬浮粒子，被定义为可吸入悬浮粒子，它们能够积聚在肺部，危害人体健康。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，对人体危害很大，因为它可以直接进入肺泡。
随着工业化的发展，环境及空气的污染也进一步加剧，PM2.5的危害越来越大。很多情况下，普通人外出时可以佩戴口罩以防止或减少吸入这种颗粒物。市面上常见的PM2.5口罩的吸附材料主要以活性炭、过滤棉等为主，但是这些口罩都存在着诸如PM2.5吸附力不强、容易产生细菌、阻力大等不足。
PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜，经过裁切和后加工后制备各种民用和工业用防尘口罩，由于膜的高效分离作用使后续加工制成的口罩具有许多传统口罩所不具备的突出优点，透气量大，过滤效率高，阻力低，制作成本低，防菌性优越、抗紫外和抗微生物侵蚀和生长等性能等。但目前市面上尚未有见到以聚四氟乙烯膜为吸附材料的口罩。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种用于PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜。
本发明的另一目的在于提供该PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜的制备方法。
为达到上述目的，本发明采取了如下的技术方案：
一种用于PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜的制备方法，包括如下技术步骤：
（1）混料；
（2）制坯；
（3）挤出；
（4）压延；
（5）脱脂处理后纵向拉伸；
（6）纵横向弧形延伸；
（7）横向拉伸后烧结固化；
（8）PP无纺布复合工艺。
上述技术方案中，步骤（1）的混料为：在聚四氟乙烯树脂粉末中加入烃类助挤剂，两者按重量比为1:0.25～0.28的比例充分混合，在50℃下静置24小时，形成物料。
上述技术方案中，步骤（2）的制坯为：将物料在50℃下预压成Φ120mm的圆柱形坯。
上述技术方案中，步骤（3）的挤出为：将圆柱形坯放置在推压机上，在55～60℃条件下推压成Φ20～22mm的圆条。
上述技术方案中，步骤（4）的压延为：将圆条放置在压延机上，在70℃条件下压延成含油基带，厚度为120～150微米。
上述技术方案中，步骤（5）的脱脂处理后纵向拉伸为：将含油基带在260～280℃下脱脂，去除助挤剂，并进行第一次纵向拉伸，拉伸倍数为3～4倍后成为脱脂基带。
上述技术方案中，步骤（6）的纵横向弧形延伸为：在280～290℃下进行纵横向弧形延伸2-4倍，获得基础膜。
上述技术方案中，步骤（7）的横向拉伸后烧结固化为：将纵向拉伸基础膜在拉膜机上，120℃下横向拉伸，然后在350℃烧结固化50秒，获得制备膜厚度为0.05-1.5微米，孔径在0.5微米-1微米的聚四氟乙烯基础膜。
上述技术方案中，步骤（8）的复合工艺为：将基础膜在PP点状无纺布上进行无任何媒介的复合，最终获得100-500微米的复合用干膜；即为PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜。
上述技术方案中，所述的一种用于PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜制备方法所制备得到的聚四氟乙烯超微水过滤膜。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）所制备得到的PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜具有良好的过滤性、防菌性、透气性、抗紫外和抗微生物侵蚀等性能。
（2）PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜的平均孔经为0.5-1微米，孔隙率为85%，0.3微米的粒子过滤效率是97%以上，透气量在90L/m2.s以上，阻力小于80PA.具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明所要求保护的范围并不局限于实施例所描述的范围。
实施例1
一种用于PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜的制备方法，它包括以下步骤：
（1）混料；在日本大金化学品公司生产的F104的聚四氟乙烯树脂粉末中加入埃克森美孚公司生产的的ISOPARK作为烃类助挤剂，两者按重量比为1：0.25的比例充分混合，在50℃下静置24小时，形成物料；
（2）制坯；将物料在50℃下预压成Φ120mm的圆柱形坯；
（3）挤出；将圆柱形坯放置在推压机上，在55℃条件下推压成Φ22mm的圆条；
（4）压延；将圆条放置在压延机上，在70℃条件下压延成含油基带，厚度为150微米；
（5）脱脂处理后纵向拉伸；将含油基带在260℃下脱脂，去除助挤剂，并进行第一次纵向拉伸，拉伸倍数为4倍后成为脱脂基带；
（6）纵横向弧形延伸为：在280～290℃下进行纵横向弧形延伸2-4倍，获得基础膜；
（7）横向拉伸后烧结固化；将纵向拉伸基础膜，在拉膜机上，120℃下横向拉伸，然后在350℃烧结固化50秒，获得制备膜厚度为10-30微米，孔径在0.5微米-1.0微米的聚四氟乙烯基础膜；
（8）复合工艺；再将基础膜在PP点状无纺布上进行无任何媒介的复合，最终获得100--500微米的复合膜，即为PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜；
实施例2
一种用于PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜的制备方法，它包括以下步骤：
（1）混料；将东岳牌号“204”的聚四氟乙烯树脂粉末中加入埃克森美孚公司的ISOPARK作为烃类助挤剂，两者按重量比为1:0.28的比例充分混合，在50℃下静置24小时，形成物料；
（2）制坯；将物料在50℃下预压成Φ120mm的圆柱形坯；
（3）挤出；将圆柱形坯放置在推压机上，在60℃条件下推压成Φ20mm的圆条；
（4）压延；将圆条放置在压延机上，在70℃条件下压延成含油基带，厚度为120微米；
（5）脱脂处理后纵向拉伸；将含油基带在280℃下脱脂，去除助挤剂，并进行第一次纵向拉伸，拉伸倍数为3倍后成为脱脂基带；
（6）纵横向弧形延伸为：在280～290℃下进行纵横向弧形延伸2-4倍，获得基础膜；
（7）横向拉伸后烧结固化；将纵向拉伸基础膜，在拉膜机上，120℃下横向拉伸，然后在350℃烧结固化50秒，获得制备膜厚度为10-30微米，孔径在0.3微米-0.5微米的聚四氟乙烯基础膜；
（8）复合工艺；再将基础膜在PP点状无纺布上进行无任何媒介的复合，最终获得100-500微米的带支持的复合膜；该膜即为口罩膜。
采用上述工艺制备的PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜的平均孔经为0.5-1微米，孔隙率为85%，0.3微米的粒子过滤效率是97%以上，透气量在90L/m2.s以上，阻力小于80PA。
Claims (2)
1.一种用于PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜的制备方法，其特征在于，包括如下技术步骤：
(1)混料：在聚四氟乙烯树脂粉末中加入烃类助挤剂，两者按重量比为1:0.25～0.28的比例充分混合，在50℃下静置24小时，形成物料；
(2)制坯：将物料在50℃下预压成Φ120mm的圆柱形坯；
(3)挤出：将圆柱形坯放置在推压机上，在55～60℃条件下推压成Φ20～22mm的圆条；
(4)压延：将圆条放置在压延机上，在70℃条件下压延成含油基带，厚度为120～150微米；
(5)脱脂处理后纵向拉伸：将含油基带在260～280℃下脱脂，去除助挤剂，并进行第一次纵向拉伸，拉伸倍数为3～4倍后成为脱脂基带；
(6)纵横向弧形延伸：在280～290℃下进行纵横向弧形延伸2-4倍，获得基础膜；
(7)横向拉伸后烧结固化：将纵向拉伸基础膜在拉膜机上，120℃下横向拉伸，然后在350℃烧结固化50秒，获得制备膜厚度为0.5-1.5微米，孔径在0.5微米-1.0微米的聚四氟乙烯基础膜；
(8)PP无纺布复合工艺：将基础膜在PP点状平板无纺布上进行无任何媒介的热熔复合，最终获得100-500微米的带支持的复合膜；该膜即为口罩膜。
2.权利要求1所述的一种用于PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜的制备方法所制备得到的一种用于PM2.5空气过滤的聚四氟乙烯口罩过滤膜。
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