CN103952859A - 一种高效低阻纤维复合过滤材料的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效低阻纤维复合过滤材料的生产方法，步骤为：将重量比为1:0.04～0.10的聚合物切片与改性纳米四氧化三铁混合，搅拌均匀后，再向所述混合物中以聚合物切片:改性剂重量比为1:0.007～0.010的比例加入改性剂，搅拌均匀后升温至180～220℃，使混合物熔融；将上述步骤中熔融的物料在螺杆挤压机的作用下熔融挤出，经过喷丝板喷出，同时使用50～80KV电压对喷出纤维进行深层静电整理，利用气流或者机械成网制得本发明所述的高效低阻纤维复合过滤材料；采用该方法可以生产出高效低阻纤维复合过滤材料，其过滤效率≥99.97%，且其阻力≤38Pa。

Description

一种高效低阻纤维复合过滤材料的生产方法
技术领域
本发明涉及一种过滤材料的生产方法，具体涉及一种阻力≤38Pa、过滤效率≥99.97%的空气过滤材料的生产方法。
背景技术
随着现代工业技术的迅速发展，生产生活对环境空气洁净度要求越来越高，许多生产环境、居住环境要达到高等级的空气洁净度，所选用的过滤材料就需要有高效率、低阻力的过滤性能。目前高效、亚高效等打褶过滤器大部分还在使用玻纤滤纸为主要过滤材料，这种滤纸虽然具有对微细粒子高效捕集、易打折加工等优点，但因为滤纸中纤维结构密集，且纤维间孔隙小且少，导致过滤阻力大。
为了改善玻璃滤纸的缺陷，人们开始选用丙纶熔喷非织造布作为滤材，由于丙纶熔喷非织造布的纤维细、结构蓬松、孔隙多，并且其比表面积大，密度小，过滤性能优越，并且耐化学腐蚀性好，尤其适于工业滤材，广泛应用于电子、制药、食品、饮料、化学等行业，但传统工艺生产的丙纶非织造布身厚度薄，比较柔软，刚性差，不适合褶皱加工。
目前，也有将丙纶熔喷非织造布与玻璃纤维滤纸复合滤纸，如专利CN101352631公开了一种由熔喷非织造布与玻璃纤维纸复合而成的新型过滤材料，这样的复合过滤材料在整体强度方面有了一定的改善，但作为骨材的玻璃纤维纸由于其本身的脆性，抗褶皱性依旧不是很好。
聚丙烯过滤材料被广泛应用于空气过滤和室内净化机、口罩、空调风口等产品，其具有寿命长、表面积大、风阻低、能效高等特点。但是，按照行业标准的检测方法，目前工艺所生产的无纺布，其过滤效率≤99.95%时，其阻力一般≥120Pa。因此，如何生产一种同时具有高过滤效率及低阻力或是无阻力的无纺布，是目前行业内亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种空气过滤材料的生产方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高效低阻纤维复合过滤材料的生产方法，包括以下生产步骤：
1）将重量比为1:0.04～0.10的聚合物切片与改性纳米四氧化三铁混合，搅拌均匀后，再向所述混合物中以聚合物切片:改性剂重量比为1:0.007～0.010的比例加入改性剂，搅拌均匀后升温至180～220℃，使混合物熔融；
2）按熔喷法无纺布的工艺，将步骤1）中熔融的物料在螺杆挤压机的作用下熔融挤出，经过喷丝板喷出，同时使用50～80KV电压对喷出纤维进行深层静电整理，利用气流或者机械成网制得所述的高效低阻纤维复合过滤材料；所述深层静电整理，即对喷出纤维进行驻极体整理，具体是通过电晕放电法或电击穿极化法对过滤材料进行整理，驻极电压50～80KV，驻极距离3～30cm。
优选的，所述聚合物切片为：聚乙烯切片、聚酯切片、聚丙烯切片中的一种或几种的混合；
优选使用聚丙烯切片；
优选的，所述改性纳米四氧化三铁为经过钛酸酯偶联剂或硅酸酯偶联剂改性处理过的纳米四氧化三铁；
优选的，所述改性纳米四氧化三铁粒子的粒径为10～100纳米；
优选的，所述改性剂为硬脂酸、渗透剂T、十二烷基苯磺酸钠、Tween-81、Tween-80、Tween-60、乳化剂OP10、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、海藻酸丙二酯中的一种或几种。
所述深层静电整理的目的是，由于聚丙烯纤维/聚酯纤维/聚丙烯纤维具有突出的疏水性和介电性能，本身就是极好的空间电荷驻极体，深层静电整理可形成捕获电荷的有效陷阱源，因此可有效提高滤料的电荷存储能力和电荷稳定性，经深层静电整理的过滤材料具有的驻极体，除了一般过滤材料具有的直接捕获、惯性沉积、重力沉积和扩散效应等作用外，还增加了驻极体效应(即静电效应)，利用复合材料的驻极体效应，可有效地提高材料的过滤效率，从而可实现过滤器的高效过滤问题。总之使用本发明的制备方法可以生产出高效低阻纤维复合过滤材料，其过滤效率≥99.97%，且其阻力≤38Pa。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进一步说明。
实施例1
一种高效低阻纤维复合过滤材料的生产方法，包括以下生产步骤：
取25kg聚丙烯切片与0.94kg经钛酸酯偶联剂改性、平均粒径为30nm的纳米四氧化三铁粒子均匀混合，并向混合物中加入0.12Kg渗透剂T、0.10Kg十二烷基苯磺酸钠、0.02Kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，搅拌均匀后将混合物升温至200℃，使物料熔融，按熔喷法无纺布的基本工艺：将熔融的物料在螺杆挤压机的作用下熔融挤出，经过喷丝板喷出，同时使用50KV电压对喷出纤维进行深层静电整理，利用气流或者机械成网制得本发明所述的高效低阻的空气过滤材料。所得的滤材性能参数见表1。
实施例2
一种高效低阻纤维复合过滤材料的生产方法，包括以下生产步骤：
取25kg聚丙烯切片与1.34kg经硅酸酯偶联剂改性、平均粒径为40nm的纳米四氧化三铁粒子均匀混合，并向混合物中加入0.06KgTween-60、0.03乳化剂OP10、0.10KgTween-81、0.04KgTween-80，搅拌均匀后将混合物升温至200℃，使物料熔融，按熔喷法无纺布的基本工艺：将熔融的物料在螺杆挤压机的作用下熔融挤出，经过喷丝板喷出，同时使用61KV电压对喷出纤维进行深层静电整理，利用气流或者机械成网制得本发明所述的高效低阻的空气过滤材料。所得的滤材性能参数见表1。
实施例3
一种高效低阻纤维复合过滤材料的生产方法，包括以下生产步骤：
取25kg聚丙烯切片与1.54kg经硅酸酯偶联剂改性、平均粒径为40nm的纳米四氧化三铁粒子均匀混合，并向混合物中加入0.10Kg十二烷基苯磺酸钠、0.10海藻酸丙二酯、0.02Kg乳化剂OP10、0.03Kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，搅拌均匀后将混合物升温至200℃，使物料熔融，按熔喷法无纺布的基本工艺：将熔融的物料在螺杆挤压机的作用下熔融挤出，经过喷丝板喷出，同时使用58KV电压对喷出纤维进行深层静电整理，利用气流或者机械成网制得本发明所述的高效低阻的空气过滤材料。所得的滤材性能参数见表1。
实施例4
一种高效低阻纤维复合过滤材料的生产方法，包括以下生产步骤：
取25kg聚丙烯切片与1.94kg经硅酸酯偶联剂改性、平均粒径为20nm的纳米四氧化三铁粒子均匀混合，并向混合物中加入0.06Kg十二烷基苯磺酸钠、0.10海藻酸丙二酯、0.05KgTween-81、0.04Kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，搅拌均匀后将混合物升温至200℃，使物料熔融，按熔喷法无纺布的基本工艺：将熔融的物料在螺杆挤压机的作用下熔融挤出，经过喷丝板喷出，同时使用55KV电压对喷出纤维进行深层静电整理，利用气流或者机械成网制得本发明所述的高效低阻的空气过滤材料。所得的复合滤材性能参数见表1。
将上述实施例1～4中制得的过滤材料进行性能测试，检测仪器：滤料综合性能测试台，依据欧标标准BSEN1822-3-1998High efficiency air filters(HEPA and ULPA).Testingflat sheet filter media执行（流量：32L/min）；其测试结果如表1所示：
表1检测结果

Claims (6)

1.一种高效低阻纤维复合过滤材料的生产方法，其特征在于：包括以下生产步骤：
1）将重量比为1:0.04～0.10的聚合物切片与改性纳米四氧化三铁混合，搅拌均匀后，再向所述混合物中以聚合物切片:改性剂重量比为1:0.007～0.010的比例加入改性剂，搅拌均匀后升温至180～220℃，使混合物熔融；
2）将步骤1）中熔融的物料在螺杆挤压机的作用下熔融挤出，经过喷丝板喷出，同时使用50～80KV电压对喷出纤维进行深层静电整理，利用气流或者机械成网制得所述的高效低阻纤维复合过滤材料；所述深层静电整理，即对喷出纤维进行驻极体整理，具体是通过电晕放电法或电击穿极化法对过滤材料进行整理，驻极电压50～80KV，驻极距离3～30cm。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述聚合物切片为聚乙烯切片、聚酯切片、聚丙烯切片中的一种或几种的混合。
3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于：所述聚合物切片为聚丙烯切片。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述改性纳米四氧化三铁为经过钛酸酯偶联剂或硅酸酯偶联剂改性处理过的纳米四氧化三铁。
5.根据权利要求4所述的生产方法，其特征在于：所述改性纳米四氧化三铁粒子的粒径为10～100纳米。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述改性剂为硬脂酸、渗透剂T、十二烷基苯磺酸钠、Tween-81、Tween-80、Tween-60、乳化剂OP10、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、海藻酸丙二酯中的一种或几种。
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Applicant after: SHENZHEN CHINA TEXTILE FILTERS TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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Applicant before: SHENZHEN CHINA TEXTILE Technology Co.,Ltd.

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Application publication date: 20140730

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