CN104213470A - 一种可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸及其制备方法 - Google Patents

一种可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸，包括玻璃纤维和粘结胶料，所述玻璃纤维按质量计由25～45份直径为3.5～6.0um的无碱玻璃纤维棉和55～75份直径为0.4～0.8um的无碱玻璃纤维混合而成，所述粘结胶料包括丙烯酸树脂，大分子氟碳化合物，表面活性剂和交联剂，所述粘结胶料干重为玻璃纤维空气过滤纸总重的1-3％。本发明制备可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸的方法，首先分散制浆，然后将浆料送至成型器成型，接着对湿纸表面施胶并抽吸脱水，接着用红外干燥装置对湿纸进行初步干燥，最后在100～200℃干燥湿纸得产品。本发明空气过滤纸在不影响其他性能的情况下，抗水性能得到明显提高，且清洗后可重复使用。

Description

一种可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸及其制备方法
技术领域
本发明属于气态流体过滤领域，涉及基于玻璃纤维的空气过滤纸，特别涉及一种可重复清洗的玻璃纤维空气过滤纸及制备该过滤纸方法。
背景技术
玻璃纤维空气过滤纸，具有过滤效率高，化学稳定性好等优点，广泛用于集成电路、医药卫生领域。在集成电路领域，集成电路的线宽直接取决于生产环境的洁净度，而要满足集成电路生产环境的所需高洁净度，玻璃纤维过滤纸是唯一的选择。在医药领域，相关企业必须通过GMP认证，而GMP对企业生产车间的清洁等级也有很高的要求，目前主要通过使用玻璃纤维空气过滤纸获得相应的清洁等级。在医疗卫生领域，随着“洁净手术室“和”“生物安全病房”的建立，也需要大量使用玻纤滤料。根据估算，2014年中国对玻纤滤料需求量大于15000吨，市场价值大于200亿元。
为了满足市场需求，我们不仅需要生产新的玻纤滤材，还需要回收利用原有的玻纤滤材。但是普通的玻纤滤材受成分及制备工艺的影响，不便于清洗回收；因此，有必要开发一种重复清洗玻璃纤维空气过滤纸。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸及其制备方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸，包括玻璃纤维和粘结胶料，所述玻璃纤维按质量计由25～45份直径为3.5～6.0um的无碱玻璃纤维棉和55～75份直径为0.4～0.8um的无碱玻璃纤维混合而成，所述粘结胶料包括丙烯酸树脂，大分子氟碳化合物，表面活性剂和交联剂，所述粘结胶料干重为玻璃纤维空气过滤纸总重的1-3％。
作为本发明可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸的优选，所述玻璃纤维空气过滤纸厚度为0.35-0.40mm，定量为76-85g/m2。
作为本发明可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸的另一种优选，按粘结剂质量计，超过70％的大分子氟碳化合物分布在所述玻璃纤维空气过滤纸表层。
作为本发明可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸的进一步优选，所述表面活性剂为羟酸盐、硫酸盐、磺酸盐或磷酸盐表面活性剂中的一种或者多种，所述交联剂为三聚氰胺。
制备所述可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸的方法，包括以下步骤：
1)、分散制浆：取25～45份直径为3.5～6.0um的无碱玻璃纤维棉、55～75份直径为0.4～0.8um的无碱玻璃纤维、水和硫酸加入打浆机进行打浆分散，控制水和硫酸的加入量，使浆料质量浓度为2％～2.5％，pH为3.0-4.0；
2)、成型：将步骤1)的浆料稀释至质量浓度为0.1％～0.3％并除渣后送至斜网成型器湿法成型得湿纸；
3)、施胶：对步骤2)所得湿纸表面进行施胶，所施胶料包括丙烯酸树脂，大分子氟碳化合物，表面活性剂和交联剂；
4)、抽吸脱水：利用真空吸槽对步骤3)施胶后的湿纸进行抽吸脱水，使其含湿率＜45％；
5)、红外干燥：利用红外干燥装置干燥步骤4)所得湿纸，使滤纸的含湿率＜35％；
6)、干燥：100～200℃干燥步骤5)所得的湿纸。
作为本发明制备可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸方法的优选：步骤1)打浆分散时间为5～10分钟，浆料打浆度为25-35°SR。
作为本发明制备可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸方法的另一种优选：所述斜网成型器目数为70目，孔径为0.5mm。
作为本发明制备可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸方法的进一步优选：所述表面活性剂为羟酸盐、硫酸盐、磺酸盐或磷酸盐表面活性剂中的一种或者多种，所述交联剂为三聚氰胺。
本发明的有益效果在于：
本发明中，玻璃纤维按质量计由25～45份直径为3.5～6.0um的无碱玻璃纤维棉和55～75份直径为0.4～0.8um的无碱玻璃纤维混合而成，所得过滤纸强度高、滤纸整体平整、表面致密，保证过滤过程中，空气中绝大部分被阻隔在滤纸表面。
本发明中粘结胶料包括丙烯酸树脂，大分子氟碳化合物，表面活性剂和交联剂；丙烯酸树脂为增强剂，可提高滤纸强度；大分子氟碳化合物依附在滤纸表面形成氟碳层，能有效杜绝水分和油滴进入滤纸，用水清洗滤纸时，水滴直接带走滤纸表面粉尘，不会进入滤纸内部；表面活性剂能有效降低玻璃纤维棉表面张力，提高丙烯酸树脂和玻璃纤维棉之间的连接力，从而增加滤纸强度；交联剂可以使丙烯酸树脂的线性或轻度支链型的大分子结构变成三维网状结构，进一步提高滤纸强度；本发明含有表面活性剂和交联剂的玻璃纤维过滤纸，可直接用水冲洗，不会因为水压过大而造成滤纸损坏，保证滤纸的可重复冲洗和使用。
本发明斜网成型器目数高，网孔小，进一步保证滤纸中细小纤维的含量，并确保滤纸表面平整性及致密度。
本发明抽吸脱水后采用红外干燥器对过滤纸进行干燥，红外线可以穿透被加热物体内部，不仅可以使氟碳化合物迅速脱水，而且避免普通烘烤加热时水蒸发导致大分子氟碳化合物向滤纸里面迁移的问题，尽可能将大分子氟碳化合物存留在滤纸表面；另外红外加热还可以使丙烯酸迅速脱水，粘结在玻璃纤维节点处，避免因烘房加热时水的蒸发引气丙烯酸的迁移，聚集成膜，保证滤纸拥有最好的强度。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。
以下实施例将公开一种可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸，包括玻璃纤维和粘结胶料，其所述玻璃纤维按质量计由25～45份直径为3.5～6.0um的无碱玻璃纤维棉和55～75份直径为0.4～0.8um的无碱玻璃纤维混合而成，所述粘结胶料包括丙烯酸树脂，大分子氟碳化合物，表面活性剂和交联剂，所述粘结胶料干重为玻璃纤维空气过滤纸总重的1-3％。
优选的：所述玻璃纤维空气过滤纸厚度为0.35-0.45mm，定量为76-85g/m2。
优选的：按质量计，粘结剂超过70％的大分子氟碳化合物分布在所述玻璃纤维空气过滤纸表层。
优选的：所述表面活性剂为羟酸盐、硫酸盐、磺酸盐或磷酸盐表面活性剂中的一种或者多种，所述交联剂为三聚氰胺。
优选的：所述丙烯酸树脂呈线性或轻度支链型的大分子结构。
优选的：所述胶料中丙烯酸树脂，大分子氟碳化合物，表面活性剂和交联剂的质量比为20-23：70-72：4-5：2.05-3.5。
实施例1：
本实施例制备可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸的方法，包括以下步骤：
1)、分散制浆：取30份平均直径为5mm的无碱玻璃纤维棉，60份直径为0.6um的无碱玻璃纤维、水和硫酸加入打浆机进行打浆分散，控制水和硫酸的加入量，使浆料质量浓度为2.2％，pH为3.5；
2)、成型：将步骤1)的浆料稀释至质量浓度为0.2％并除渣后送至斜网成型器湿法成型得湿纸；
3)、施胶：对步骤2)所得湿纸表面进行施胶，所施胶料包括丙烯酸树脂，大分子氟碳化合物，表面活性剂和交联剂；
4)、抽吸脱水：利用真空吸槽对步骤3)施胶后的湿纸进行抽吸脱水，使其含湿率＜45％；
5)、红外干燥：利用红外干燥装置干燥步骤4)所得湿纸，使滤纸的含湿率＜35％；
6)、干燥：100～200℃干燥步骤5)所得的湿纸。
其中：
步骤1)打浆分散时间为8分钟，浆料打浆度为35°SR；
步骤2)斜网成型器目数为70目，孔径为0.5mm。
步骤3)表面活性剂为羟酸盐、硫酸盐、磺酸盐或磷酸盐表面活性剂中的一种或者多种，所述交联剂为三聚氰胺。
进一步，步骤3)所示胶料中丙烯酸树脂，大分子氟碳化合物，表面活性剂和交联剂的质量比为20:72:5:3。
实施例2：
本实施例制备可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸的方法，包括以下步骤：
1)、分散制浆：取42份直径为3.7mm的无碱玻璃纤维棉、68份直径为0.45um的无碱玻璃纤维、水和硫酸加入打浆机进行打浆分散，控制水和硫酸的加入量，使浆料质量浓度为2.5％，pH为3.2；
2)、成型：将步骤1)的浆料稀释至质量浓度为0.3％并除渣后送至斜网成型器湿法成型得湿纸；
3)、施胶：对步骤2)所得湿纸表面进行施胶，所施胶料包括丙烯酸树脂，大分子氟碳化合物，表面活性剂和交联剂；
4)、抽吸脱水：利用真空吸槽对步骤3)施胶后的湿纸进行抽吸脱水，使其含湿率＜45％；
5)、红外干燥：利用红外干燥装置干燥步骤4)所得湿纸，使滤纸的含湿率＜35％；
6)、干燥：100～200℃干燥步骤5)所得的湿纸。
其中：
步骤1)打浆分散时间为5分钟，浆料打浆度为30°SR；
步骤2)斜网成型器目数为70目，孔径为0.5mm。
步骤3)表面活性剂为羟酸盐、硫酸盐、磺酸盐或磷酸盐表面活性剂中的一种或者多种，所述交联剂为三聚氰胺。
进一步，步骤3)所示胶料中丙烯酸树脂，大分子氟碳化合物，表面活性剂和交联剂的质量比为21:71:5:3。
实施例3：
本实施例制备可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸的方法，包括以下步骤：
1)、分散制浆：取28份直径为5.8mm的无碱玻璃纤维棉、57份直径为0.78um的无碱玻璃纤维、水和硫酸加入打浆机进行打浆分散，控制水和硫酸的加入量，使浆料质量浓度为2％，pH为4.0；
2)、成型：将步骤1)的浆料稀释至质量浓度为0.12％并除渣后送至斜网成型器湿法成型得湿纸；
3)、施胶：对步骤2)所得湿纸表面进行施胶，所施胶料包括丙烯酸树脂，大分子氟碳化合物，表面活性剂和交联剂；
4)、抽吸脱水：利用真空吸槽对步骤3)施胶后的湿纸进行抽吸脱水，使其含湿率＜45％；
5)、红外干燥：利用红外干燥装置干燥步骤4)所得湿纸，使滤纸的含湿率＜35％；
6)、干燥：100～200℃干燥步骤5)所得的湿纸。
其中：
步骤1)打浆分散时间为9分钟，浆料打浆度为32°SR；
步骤2)斜网成型器目数为70目，孔径为0.5mm。
步骤3)表面活性剂为羟酸盐、硫酸盐、磺酸盐或磷酸盐表面活性剂中的一种或者多种，所述交联剂为三聚氰胺。
进一步，步骤3)所示胶料中丙烯酸树脂，大分子氟碳化合物，表面活性剂和交联剂的质量比为23:70:4:3。
性能测试：
取实施例1所制得空气过滤纸进行性能检测，结果如表1所示：
表1  实施例1所得空气过滤纸与普通玻璃纤维空气过滤纸性能比较
由表1可以看出，本发明玻璃纤维空气过滤纸在不影响过滤阻力和过滤效率的情况下，强度和挺度得到较普通过滤纸上升1/3，防水能力上升为普通过滤纸的3倍，而且清洗后可以循环使用，一种高性能安全环保的材料。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸，包括玻璃纤维和粘结胶料，其特征在于：所述玻璃纤维按质量计由25～45份直径为3.5～6.0um的无碱玻璃纤维棉和55～75份直径为0.4～0.8um的无碱玻璃纤维混合而成，所述粘结胶料包括丙烯酸树脂，大分子氟碳化合物，表面活性剂和交联剂，所述粘结胶料干重为玻璃纤维空气过滤纸总重的1-3％。
2.根据权利要求1所述可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸，其特征在于：所述玻璃纤维空气过滤纸厚度为0.35-0.40mm，定量为76-85g/m2。
3.根据权利要求1所述可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸，其特征在于：按粘结剂质量计，超过70％的大分子氟碳化合物分布在所述玻璃纤维空气过滤纸表层。
4.根据权利要求1所述可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸，其特征在于：所述表面活性剂为羟酸盐、硫酸盐、磺酸盐或磷酸盐表面活性剂中的一种或者多种，所述交联剂为三聚氰胺。
5.制备如权利要求1-4任意一项所述可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、分散制浆：取25～45份直径为3.5～6.0um的无碱玻璃纤维棉、55～75份直径为0.4～0.8um的无碱玻璃纤维、水和硫酸加入打浆机进行打浆分散，控制水和硫酸的加入量，使浆料质量浓度为2％～2.5％，pH为3.0-4.0；
2)、成型：将步骤1)的浆料稀释至质量浓度为0.1％～0.3％并除渣后送至斜网成型器湿法成型得湿纸；
3)、施胶：对步骤2)所得湿纸表面进行施胶，所施胶料包括丙烯酸树脂，大分子氟碳化合物，表面活性剂和交联剂；
4)、抽吸脱水：利用真空吸槽对步骤3)施胶后的湿纸进行抽吸脱水，使其含湿率＜45％；
5)、红外干燥：利用红外干燥装置干燥步骤4)所得湿纸，使滤纸的含湿率＜35％；
6)、干燥：100～200℃干燥步骤5)所得的湿纸。
6.根据权利要求5所述制备可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸的方法，其特征在于：步骤1)打浆分散时间为5～10分钟，浆料打浆度为25-35°SR。
7.根据权利要求5所述制备可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸的方法，其特征在于：所述斜网成型器目数为70目，孔径为0.5mm。
8.根据权利要求5所述制备可重复清洗玻璃纤维空气过滤纸的方法，其特征在于：所述表面活性剂为羟酸盐、硫酸盐、磺酸盐或磷酸盐表面活性剂中的一种或者多种，所述交联剂为三聚氰胺。
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