CN104260508A - 一种具有自洁功能的复合材料及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有自洁功能的复合材料，包括基材层和聚四氟乙烯纤维层；所述聚四氟乙烯纤维层包括聚四氟乙烯纤维和占所述聚四氟乙烯纤维层总重量5％～30％的粘合剂，其中，聚四氟乙烯纤维打浆度为10～30°SR，纤维长度0.2～3mm，纤维直径0.1～30μm。所述聚四氟乙烯层还可以包括占所述聚四氟乙烯纤维层总重量5％～35％的超细纤维。本发明还提供所述复合材料的制备方法以及应用。
Description
技术领域
本发明属于造纸领域，具体涉及一种具有自洁功能的复合材料及其制备方法和用途。
背景技术
聚四氟乙烯(PTFE)属于高结晶度的非极性聚合物，具有表面能低、湿润能力差和化学惰性强等特点，疏水性能好，故具有良好的自洁功能。另外，PTFE还具有抗氧化、耐高温(耐温可达260℃)的特点。因此，PTFE膜制品和毡类产品广泛应用于过滤分离行业，尤其是高效过滤，如空气过滤、食品过滤、油过滤、水处理等领域。中国发明专利申请(公开号CN103261313A，公开日2013年8月21日)公开了一种用拉伸法制备的PTFE多孔质膜材料，可以用于绝缘材料、密封材料和过滤材料。但是该PTFE多孔质膜的机械强度低。现有技术中，出现了将PTFE膜覆在基层纤维上，以获得机械强度好，具有防水、自洁等功能的新型材料。PTFE覆膜的方法主要有：1)粘合法，如中国实用新型专利(公告号CN 202724869 U，公告日2013年2月13日)公开了在玻璃纤维毡表面热覆上一层膨体聚四氟乙烯膜，使滤材具有很好的反吹自洁性能；中国实用新型专利(公告号CN 201969427U，公告日2011年9月14日)公开了一种聚四氟乙烯纤维耐高温水刺过滤毛毡，其是在PTFE基布的两面，对称地用高压水流射入粘贴聚四氟乙烯纤维层，再用水刺加固的方法制备的聚四氟乙烯毛毡；2)浸渍法，如中国发明专利申请(公开号CN102700196A，公开日2012年10月3日)中公开了将玻璃纤维布浸在PTFE乳液中，经过干燥、烘焙、烧结制得PTFE玻纤漆布的方法。
但是上述方法都存在一定的缺陷。如PTFE乳液浸渍的方法，材料结构一般比较疏松，污染物容易进入材料内部，很难达到表面自洁的功能。PTFE先成膜再复合的方法，虽然可以达到表面自洁的功能，但复合成形后的表面PTFE膜的平均孔径在0～3μm之间，产品透气性差，一般用于高效过滤。对于过滤性能要求不高的中低效过滤，如在要求过滤效率级别低于H10时，上述覆PTFE膜的滤材就很难应用，会造成工作效率低下和能源的浪费。另外，PTFE和基材分别成形再结合的方法，工艺过程复杂，生产成本高。
发明内容
针对上述问题，本发明的一个目的在于提供一种具有自洁功能的复合材料。该材料的表面聚四氟乙烯纤维层的孔径在8μm～20μm范围内可调，适合过滤效率级别低于E10级、低阻力大透气量的空气过滤、食品过滤、油过滤、水处理等领域，满足了更广泛的工业需求。
本发明的另一个目的在提供所述具有自洁功能的复合材料的制备方法。相较现有技术，本发明所述材料的制备方法简单，步骤少，节约生产成本，使本发明所述具有自洁功能的复合材料更具有竞争优势。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：
一种具有自洁功能的复合材料，包括基材层和聚四氟乙烯纤维层；
优选的，所述聚四氟乙烯纤维层包括聚四氟乙烯纤维和占所述聚四氟乙烯纤维层总重量5％～30％的粘合剂，其中，聚四氟乙烯纤维打浆度为10～30°SR，纤维长度0.2～3mm，纤维直径0.1～30μm；
更优选的，聚四氟乙烯纤维打浆度为15～20°SR，纤维长度0.5～1mm，纤维直径1～5μm。
优选的，所述聚四氟乙烯纤维层中，粘合剂占所述聚四氟乙烯纤维层总重量10％～15％。
优选的，所述粘合剂熔点高于50℃，选自热熔树脂颗粒、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维、水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种，更优选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维和水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种。
优选的，所述聚四氟乙烯纤维层中还包括占所述聚四氟乙烯纤维层总重量5％～35％的超细纤维，所述超细纤维的平均直径小于1μm。
更优选的，所述聚四氟乙烯纤维层中还包括占所述聚四氟乙烯纤维层总重量10％～20％的超细纤维，所述超细纤维的平均直径小于1μm。
优选的，所述超细纤维选自玻璃棉、原纤化聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和原纤化天丝纤维中的一种或几种。
作为本发明优选的实施方式，所述聚四氟乙烯纤维层由超细纤维、粘合剂和所述聚四氟乙烯纤维组成，其中所述超细纤维占所述聚四氟乙烯纤维层总重量5％～35％，粘合剂占10％～15％，剩余为所述聚四氟乙烯纤维；所述超细纤维平均直径小于1μm，选自玻璃棉、原纤化聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和原纤化天丝纤维中的一种或几种；所述粘合剂熔点高于50℃，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维、水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种。
优选的，所述基材层选自纸、湿法无纺布、干法无纺布、编制网或纺织布。
优选的，所述基材层与所述聚四氟乙烯纤维层的重量比为70:30～97:3；更优选为85:15～95:5。
本发明还提供上述复合材料的制备方法，包括聚四氟乙烯层浆料的制备；所述聚四氟乙烯层浆料的制备方法具体为：
按照上述聚四氟乙烯纤维层的配方组成准备各原料，与水混合，通过高剪切力设备使聚四氟乙烯纤维细纤维化，得到聚四氟乙烯重量百分比浓度为0.01％～5％的聚四氟乙烯层浆料。
优选的，所述高剪切力设备选自高剪切力碎浆机、曹氏打浆机或盘磨。
所述基材层为湿法无纺布时，本发明所述制备方法还包括所述聚四氟乙烯层浆料与基材层浆料通过湿法造纸法同时抄造成形，具体包括如下步骤：
1)基材层浆料制备
按照常规的湿法无纺布的纤维原料配方准备原料纤维，与水混合，打浆，得到基材层浆料；
2)聚四氟乙烯层浆料制备
按照上述聚四氟乙烯纤维层的配方组成准备各原料，与水混合，通过高剪切力碎浆机、曹氏打浆机或盘磨使聚四氟乙烯纤维细纤维化，得到聚四氟乙烯重量百分比浓度为0.01％～5％的聚四氟乙烯层浆料；
3)在具有两个以上独立流道的斜网纸机或长网纸机上，将所述基材层浆料和所述聚四氟乙烯层浆料同时抄造成形；
4)干燥
温度50～180℃下干燥；优选烘缸加热、红外加热、热风加热；
5)表面处理
通过热压辊对复合材料表面进行整饬处理。
所述基材层为已经成形的纸、湿法无纺布、干法无纺布、编制网或纺织布时，本发明所述制备方法还包括所述聚四氟乙烯层浆料通过斜网纸机或长网纸机在所述基材层上脱水成形，或通过帘式涂布法涂布在所述基材层上脱水成形。
上述基材层通过本领域常规的方法制备成形。
本发明还提供所述的复合材料的应用，其中所述基材层为湿法无纺布、干法无纺布时，作为过滤材料的应用；所述基材层为干法无纺布、编制网、纺织布时，作为防水、防油、防风服装面料的应用。
优选的，本发明所述的复合材料，所述基材层为纸、湿法无纺布、干法无纺布时，作为空气过滤和液体过滤的过滤材料。
本发明所述的具有两个以上独立流道的斜网纸机或长网纸机，可以采用发明专利申请(公开号CN103137931A，公开日2013年6月5日)中公开的结构。以三流道斜网造纸机为例，结构示意图见图1。其中A为斜网纸机的布浆器，布浆器A分为相互独立的三个流道，分别用1、2和3表示，所述聚四氟乙烯层浆料和基材层浆料分别进入流道2和3，不会发生混合。B为纸机的整流区，也分为三个流道，与布浆器A的流道1、2和3相匹配。整流区B的作用是把来自于布浆器A的浆料整流，产生高强微湍的流动状态，不产生涡流，从而使浆料的流态稳定，这样才可以保证两层浆料在成形的时候不发生混合且得到很好的均匀度。浆料通过整流区B之后到达斜网纸机的脱水成形区C处，通过真空脱水使来自于整流区B的两层浆料在脱水成形C区处脱水成形，得到本发明所述复合材料D。
本发明所述的帘式涂布机的结构示意图见图2，其中A1为基材；B1为聚四氟乙烯层纤维浆料；C1为复合材料；D1为帘式涂布溢流槽；E1为成形网；F1为脱水箱。所述聚四氟乙烯层浆料经过帘式涂布溢流槽D1，呈自由下落运动，对成形网E1上移动的基材A1产生冲击，在高速条件下对基材A1表面施涂一层液体薄膜，经过脱水，以及干燥、表面处理等后续步骤，得到本发明所述复合材料。
在水中均匀分散的聚四氟乙烯(PTFE)纤维浆料与基材浆液同时抄造成形，或者通过湿法造纸、帘式涂布法涂布在已经成形的基材层上。随着聚四氟乙烯浆料在基材层上的脱水，聚四氟乙烯纤维均匀铺展在基材上。本发明所述的复合材料的聚四氟乙烯纤维层，由于表面能低、湿润能力差和化学惰性强等特点，因此疏水、疏油性能好，从而赋予本发明所述复合材料良好的自洁功能。本发明通过使聚四氟乙烯(PTFE)纤维细纤维化以及超细纤维的加入，从而将聚四氟乙烯纤维层平均孔径控制在8μm～20μm，适合空气过滤、食品过滤、油过滤、水处理等领域，满足了更广泛的工业需求。
本发明所述制备方法，分散在水中的聚四氟乙烯纤维直接在基材上成形，工艺步骤简单，节约制造成本；而且不使用有机溶剂，有利于环境保护。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1为两流道斜网造纸机的结构示意图，其中：
A表示斜网纸机的布浆器，1、2表示布浆器A的两个独立流道，B表示整流区，C表示成形区，D表示成形后的复合材料。
图2为帘式涂布机的结构示意图，其中A1为基材；B1为聚四氟乙烯层纤维浆料；C1为复合材料；D1为帘式涂布溢流槽；E1为成形网；F1为脱水箱。
具体实施方式
以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。
本发明提供一种具有自洁功能的复合材料，包括基材层和聚四氟乙烯纤维层。
本发明所述聚四氟乙烯纤维层的构成优选自以下技术方案之一：
1.所述聚四氟乙烯纤维层包括占所述聚四氟乙烯纤维层重量5％～30％的粘合剂，剩余为聚四氟乙烯纤维；所述聚四氟乙烯纤维打浆度为10～30°SR，纤维长度0.2～3mm，纤维直径0.1～30μm；所述粘合剂熔点高于50℃，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维和水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种。或
2.所述聚四氟乙烯纤维层包括占所述聚四氟乙烯纤维层重量10％～15％的粘合剂，剩余为聚四氟乙烯纤维；所述聚四氟乙烯纤维打浆度为10～30°SR，纤维长度0.2～3mm，纤维直径0.1～30μm；所述粘合剂熔点高于50℃，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维和水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种。或
3.所述聚四氟乙烯纤维层包括占所述聚四氟乙烯纤维层总重量5％～30％的粘合剂，剩余为所述聚四氟乙烯纤维；聚四氟乙烯纤维的打浆度为15～20°SR，纤维长度0.5～1mm，纤维直径1～5μm；所述粘合剂熔点高于50℃，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维和水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种。或
4.所述聚四氟乙烯纤维层包括占所述聚四氟乙烯纤维层总重量10％～15％的粘合剂，剩余为所述聚四氟乙烯纤维；聚四氟乙烯纤维的打浆度为15～20°SR，纤维长度0.5～1mm，纤维直径1～5μm；所述粘合剂熔点高于50℃，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维和水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种。
本发明所述聚四氟乙烯纤维层的构成更优选自以下技术方案之一：
1.所述聚四氟乙烯纤维层包括占所述聚四氟乙烯纤维层总重量5％～35％的超细纤维，5％～30％的粘合剂，剩余为所述聚四氟乙烯纤维；所述聚四氟乙烯纤维打浆度为10～30°SR，纤维长度0.2～3mm，纤维直径0.1～30μm；所述超细纤维平均直径小于1μm，选自玻璃棉、原纤化聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和原纤化天丝纤维中的一种或几种；所述粘合剂熔点高于50℃，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维和水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种。或
2.所述聚四氟乙烯纤维层包括占所述聚四氟乙烯纤维层总重量10％～20％的超细纤维，5％～30％的粘合剂，剩余为所述聚四氟乙烯纤维；所述聚四氟乙烯纤维打浆度为10～30°SR，纤维长度0.2～3mm，纤维直径0.1～30μm；所述超细纤维平均直径小于1μm，选自玻璃棉、原纤化聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和原纤化天丝纤维中的一种或几种；所述粘合剂熔点高于50℃，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维和水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种。或
3.所述聚四氟乙烯纤维层包括占所述聚四氟乙烯纤维层总重量10％～20％的超细纤维，10％～15％的粘合剂，剩余为所述聚四氟乙烯纤维；所述聚四氟乙烯纤维打浆度为10～30°SR，纤维长度0.2～3mm，纤维直径0.1～30μm；所述超细纤维平均直径小于1μm，选自玻璃棉、原纤化聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和原纤化天丝纤维中的一种或几种；所述粘合剂熔点高于50℃，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维和水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种。
本发明所述聚四氟乙烯纤维层的构成进一步优选自以下技术方案之一：
1.所述聚四氟乙烯纤维层包括占所述聚四氟乙烯纤维层总重量5％～35％的超细纤维，5％～30％的粘合剂，剩余为所述聚四氟乙烯纤维；所述聚四氟乙烯纤维打浆度为15～20°SR，纤维长度0.5～1mm，纤维直径1～5μm；所述超细纤维平均直径小于1μm，选自玻璃棉、原纤化聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和原纤化天丝纤维中的一种或几种；所述粘合剂熔点高于50℃，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维和水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种。或
2.所述聚四氟乙烯纤维层包括占所述聚四氟乙烯纤维层总重量10％～20％的超细纤维，5％～30％的粘合剂，剩余为所述聚四氟乙烯纤维；所述聚四氟乙烯纤维打浆度为15～20°SR，纤维长度0.5～1mm，纤维直径1～5μm；所述超细纤维平均直径小于1μm，选自玻璃棉、原纤化聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和原纤化天丝纤维中的一种或几种；所述粘合剂熔点高于50℃，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维和水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种。
本发明所述聚四氟乙烯纤维层的构成最优选为以下技术方案：
所述聚四氟乙烯纤维层包括占所述聚四氟乙烯纤维层总重量10％～20％的超细纤维，10％～15％的粘合剂，剩余为所述聚四氟乙烯纤维；所述聚四氟乙烯纤维打浆度为15～20°SR，纤维长度0.5～1mm，纤维直径1～5μm；所述超细纤维平均直径小于1μm，选自玻璃棉、原纤化聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和原纤化天丝纤维中的一种或几种；所述粘合剂熔点高于50℃，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维和水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的原料、试剂材料等，如无特殊说明，均为市售购买产品。
下述实施例中英文缩写的含义为：
PTFE：聚四氟乙烯
PET：聚对苯二甲酸乙二醇酯
PVA：聚乙烯醇
实施例1一种具有自洁功能的复合材料
一种具有自洁功能的复合材料，由聚四氟乙烯层和基材层构成。其中PTFE层的定量为10g/m2，组成及重量百分比为：
(1)PTFE纤维：85％；打浆度为20°SR，纤维长度0.5mm，纤维直径2μm；
(2)双熔点PET纤维：15％；日本帝人公司TJ03CN型号，低熔点部分为1100℃，纤维长度为5mm。
基材层为一种空气过滤纸，定量120g/m2，纤维组成及重量百分比为：
(1)针叶木浆纤维：60％；平均长度1.5mm，打浆度为13°SR；
(2)PET纤维：20％；纤维粗度1.7D，纤维长度3mm；
(3)苯丙乳液胶黏剂：20％。
本实施例所述具有自洁功能的复合材料，可以通过如下方法制备：
(1)基材层按照常规的斜网成形方法制备，基材层的相关参数见表1。
(2)聚四氟乙烯层浆料的制备
按照上述聚四氟乙烯纤维层的配方组成准备各原料，与水混合，通过高剪切力碎浆机使聚四氟乙烯纤维细纤维化，得到固体质量百分比浓度为0.05％的聚四氟乙烯层浆料；
(3)复合材料成形
采用帘式涂布机，将步骤2制备的聚四氟乙烯层浆料涂布在基材层上，脱水成形；
(4)干燥
成形的复合材料120℃烘缸加热干燥；
(5)表面处理
通过热压辊对复合材料表面进行整饬处理，得到目标产品，相关性能参数见表1。
实施例2一种具有自洁功能的复合材料
一种具有自洁功能的复合材料，由聚四氟乙烯层和基材层构成。其中PTFE层的定量为10g/m2，组成及重量百分比为：
(1)PTFE纤维：65％；打浆度为20°SR，纤维长度0.5mm，纤维直径2μm；
(2)超细玻璃棉纤维：20％；打浆度49°SR，平均纤维直径60nm；
(3)双熔点PET纤维：15％；日本帝人公司TJ03CN型号，低熔点部分为110℃，纤维长度为5mm。
基材层为一种空气过滤纸，定量120g/m2，纤维组成及重量百分比为：
(1)针叶木浆纤维：60％；平均长度1.5mm，打浆度为13°SR；
(2)PET纤维：20％；纤维粗度1.7D，纤维长度3mm；
(3)苯丙乳液胶黏剂：20％。
本实施例所述具有自洁功能的复合材料，可以通过如下方法制备：
(1)基材层按照常规的斜网成形方法制备成形，基材层的相关性能参数见表1。
(2)聚四氟乙烯层浆料的制备
按照上述聚四氟乙烯纤维层的配方组成准备各原料，与水混合，通过磨盘使聚四氟乙烯纤维细纤维化，得到固体质量百分比浓度为0.05％的聚四氟乙烯层浆料；
(3)复合材料成形
采用斜网造纸机，使步骤2制备的聚四氟乙烯层浆料施布在基材层上，脱水成形；
(4)干燥
成形的复合材料120℃烘缸加热干燥；
(5)表面处理
通过热压辊对复合材料表面进行整饬处理，得到目标产品，相关性能参数见表1。
实施例3一种具有自洁功能的复合材料
一种具有自洁功能的复合材料，由聚四氟乙烯层和基材层构成。其中PTFE层的定量为10g/m2，组成及重量百分比为：
(1)PTFE纤维：65％；打浆度为20°SR，纤维长度0.5mm，纤维直径2μm；
(2)超细玻璃棉纤维：20％；打浆度49°SR，平均纤维直径60nm；
(3)双熔点PET纤维：15％；日本帝人公司TJ03CN型号，低熔点部分为110℃，纤维长度为5mm。
基材层为一种空气过滤纸，纤维组成及重量百分比为：
(1)针叶木浆纤维：60％；平均长度1.5mm，打浆度为13°SR；
(2)PET纤维：20％；纤维粗度1.7D，纤维长度3mm；
(3)90℃水溶性PVA：20％。
本实施例所述具有自洁功能的复合材料，可以通过如下方法制备：
(1)基材层浆料制备
按照上述基材层浆料的配方组成准备各原料，与水混合，打浆，得到固体质量百分浓度0.06％的基材层浆料；
(2)聚四氟乙烯层浆料制备
按照上述聚四氟乙烯纤维层的配方组成准备各原料，与水混合，通过曹氏打浆机使聚四氟乙烯纤维细纤维化，得到聚四氟乙烯重量百分比浓度为0.05％的聚四氟乙烯层浆料；
(3)复合材料成形
在具有两个独立流道的斜网纸机上，将所述基材层浆料和所述聚四氟乙烯层浆料同时抄造成形；
(4)干燥
红外加热120℃下干燥；
(5)表面处理
通过热压辊对复合材料表面进行整饬处理，得到目标产品，相关性能参数见表1。
实施例4一种具有自洁功能的复合材料
一种具有自洁功能的复合材料，由聚四氟乙烯层和基材层构成。其中聚四氟乙烯(PTFE)层的定量为10g/m2，组成及重量百分比为：
(1)PTFE纤维：65％；打浆度为20°SR，纤维长度0.5mm，纤维直径2μm；
(2)超细玻璃棉纤维：20％；打浆度为49°SR，平均纤维长度60nm；
(3)双熔点PET纤维：15％；日本帝人公司TJ03CN型号，低熔点部分为110℃，纤维长度为5mm。
基材层为一种干法无纺布，纤维组成及重量百分比为：
(1)PET纤维：100％；纤维粗度1.5D，纤维长度3mm
本实施例所述具有自洁功能的复合材料，可以通过如下方法制备：
(1)基材层按照常规的纺粘方法制备成形的干法无纺布，基材层相关性能参数见表1。
(2)聚四氟乙烯层浆料的制备
按照上述聚四氟乙烯纤维层的配方组成准备各原料，与水混合，通过高剪切力碎浆机使聚四氟乙烯纤维细纤维化，得到固体质量百分比浓度为0.05％的聚四氟乙烯层浆料；
(3)复合材料成形
采用帘式涂布机，将步骤2制备的聚四氟乙烯层浆料涂布在基材层上，脱水成形；
(4)干燥
成形的复合材料120℃热风加热干燥；
(5)表面处理
通过热压辊对复合材料表面进行整饬处理，得到目标产品，相关性能参数见表1。
对比例1：无PTFE纤维的复合材料
一种具有自洁功能的复合材料，由复合层和基材层构成。其中复合层的定量为10g/m2，组成及重量百分比为：
(1)玻璃棉纤维：65％；打浆度为21°SR，平均纤维直径2.6μm；
(2)超细玻璃棉纤维：20％；打浆度49°SR，平均纤维直径60nm；
(3)双熔点PET纤维：15％；日本帝人公司TJ03CN型号，低熔点部分为110℃，纤维长度为5mm。
基材层为一种空气过滤纸，定量120g/m2，纤维组成及重量百分比为：
(1)针叶木浆纤维：60％；平均长度1.5mm，打浆度为13°SR；
(2)PET纤维：20％；纤维粗度1.7D，纤维长度3mm；
(3)苯丙乳液胶黏剂：20％。
本对比例所述无PTFE纤维的复合材料，通过如下方法制备：
(1)基材层按照常规的斜网成形方法制备成形，基材层相关性能参数见表1。
(2)复合层浆料的制备
按照上述聚四氟乙烯纤维层的配方组成准备各原料，与水混合，打浆，得到固体质量百分比浓度为0.05％的复合层浆料；
(3)复合材料成形
采用帘式涂布机，将步骤2制备的复合层浆料涂布在基材层上，脱水成形；
(4)干燥
成形的复合材料120℃烘缸加热干燥；
(5)表面处理
通过热压辊对复合材料表面进行整饬处理，得到目标产品，相关性能参数见表1。
对比例2：一种PTFE拉伸膜复合材料
一种PTFE拉伸膜复合材料，由复合层和基材层构成，购买自宁波昌祺氟塑料制品有限公司，型号FH10D。其中，复合层为E10级PTFE膜，定量为5g/m2。基材层为一种空气过滤纸，定量120g/m2，纤维组成及重量百分比为：
(1)针叶木浆纤维：60％；平均长度1.5mm，打浆度为13°SR；
(2)PET纤维：20％；纤维粗度1.7D，纤维长度3mm；
(3)苯丙乳液胶黏剂：20％。
试验例 实施例1-4及对比例1-2产品的性能测定
测定项目及方法：
(1)定量测定，按照标准：GB/T 451.2－2002进行。
(2)厚度测定，按照标准：GB/T 6547—1998进行。
(3)透气度测定，按照标准：GB/T 5453—1997进行。
(4)平均孔径测定，按照标准：GB/T 2679.14—1996进行；
(5)效率和初始阻力测定，按照标准：EN779-2012、EN 1822:2009进行；过滤级别由低到高排序M5、M6、F7、F8、F9、E10、E11、E12、H13。
(6)反吹后阻力恢复率的测定方法为：
滤材加ISO12103-A2粉尘达到设定终止阻力450Pa，再用流速为5mm/s的空气反吹滤材之后，测试阻力，采用如下公式计算阻力恢复率：
阻力恢复率＝反吹后的阻力/初始阻力*100％
测定结果：见表1。
结论：
1.对比例1的复合层无PTFE纤维，其反吹性能较差，反吹1次之后阻力恢复率仅41％。说明PTFE纤维赋予复合材料自洁性能。
2.PTFE拉伸膜的过滤级别较高，最低为E10级，对比例2的复合层即为该过滤级别的PTFE拉伸膜。由于PTFE拉伸膜的致密，导致复合材料的平均孔径(仅2.5μm)明显小于实施例1-4的复合材料小。虽然过滤效率高于实施例1-4，由于PTFE拉伸膜很薄，在使用中容易破损，降低了复合材料的使用寿命，同时其初始阻力较高，透气度较小，不适用于低阻力大透气量要求的使用环境。
3.实施例1-4为本发明所述的复合材料，平均孔径在10.2～14.6μm之间，反吹1次之后阻力恢复率在93％以上，说明都具有很好的自洁性能。
4.实施例1相比实施例2-4，PTFE层没有超细纤维，其平均孔径(14.6μm)明显大于实施例2-4的复合材料(平均孔径10.2～12.4μm)，过滤效率稍低。说明添加超细纤维能够更好地控制本发明所述复合材料的孔径，有利于提高过滤效率。
表1实施例1-4及对比例1-2产品性能参数
以上对本发明具体实施方式的描述并不限制本发明，本领域技术人员可以根据本发明做出各种改变或变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求的范围。
Claims (10)
1.一种具有自洁功能的复合材料，包括基材层和聚四氟乙烯纤维层；
优选的，所述聚四氟乙烯纤维层包括聚四氟乙烯纤维和占所述聚四氟乙烯纤维层总重量5％～30％的粘合剂，其中，聚四氟乙烯纤维打浆度为10～30°SR，纤维长度0.2～3mm，纤维直径0.1～30μm；
更优选的，聚四氟乙烯纤维打浆度为15～20°SR，纤维长度0.5～1mm，纤维直径1～5μm。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述聚四氟乙烯纤维层中，粘合剂占所述聚四氟乙烯纤维层总重量10％～15％；
优选的，所述粘合剂熔点高于50℃，选自热熔树脂颗粒、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维和水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种；更优选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维和水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述聚四氟乙烯纤维层中还包括占所述聚四氟乙烯纤维层总重量5％～35％，优选为10％～20％的超细纤维，所述超细纤维的平均直径小于1μm；
优选的，所述超细纤维选自平均直径小于1μm的玻璃棉、原纤化聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和原纤化天丝纤维中的一种或几种。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合材料，其特征在于，所述聚四氟乙烯纤维层由超细纤维、粘合剂和所述聚四氟乙烯纤维组成，其中所述超细纤维占所述聚四氟乙烯纤维层总重量5％～35％，粘合剂占10％～15％，剩余为所述聚四氟乙烯纤维；所述超细纤维选自平均直径小于1μm的玻璃棉、原纤化聚对苯二甲酰对苯二胺纤维和原纤化天丝纤维中的一种或几种；所述粘合剂熔点高于50℃，选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚丙烯-超高分子量聚乙烯纤维、水溶聚乙烯醇纤维中的一种或几种。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合材料，其特征在于，所述基材层纤维选自纸、湿法无纺布、干法无纺布、编制网或纺织布。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的复合材料，其特征在于，所述基材层与所述聚四氟乙烯纤维层的重量比为70∶30～97∶3，优选为85∶15～95∶5。
7.权利要求1至6中任一项所述的复合材料的制备方法，包括聚四氟乙烯层浆料的制备；所述聚四氟乙烯层浆料的制备方法具体为：
按照上述聚四氟乙烯纤维层的配方组成准备各原料，与水混合，通过高剪切力设备使聚四氟乙烯纤维细纤维化，得到聚四氟乙烯重量百分比浓度为0.01％～5％的聚四氟乙烯层浆料；
优选的，所述高剪切力设备选自高剪切力碎浆机、曹氏打浆机或盘磨。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述基材层为湿法无纺布时，所述制备方法还包括所述聚四氟乙烯层浆料与基材层浆料通过湿法造纸法同时抄造成形，具体包括如下步骤：
1)基材层浆料制备
按照常规的湿法无纺布的纤维原料配方准备原料纤维，与水混合，打浆，得到基材层浆料；
2)聚四氟乙烯层浆料制备
按照上述聚四氟乙烯纤维层的配方组成准备各原料，与水混合，通过高剪切力碎浆机、曹氏打浆机或盘磨使聚四氟乙烯纤维细纤维化，得到聚四氟乙烯重量百分比浓度为0.01％～5％的聚四氟乙烯层浆料；
3)在具有两个以上独立流道的斜网纸机或长网纸机上，将所述基材层浆料和所述聚四氟乙烯层浆料同时抄造成形；
4)干燥
温度50～180℃下干燥；优选烘缸加热、红外加热、热风加热；
5)表面处理
通过热压辊对复合材料表面进行整饬处理。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述基材层为已经成形的纸、湿法无纺布、干法无纺布、编制网或纺织布时，所述制备方法还包括所述聚四氟乙烯层浆料通过斜网纸机或长网纸机在所述基材层上脱水成形，或通过帘式涂布法涂布在所述基材层上。
10.权利要求1至6中任一项所述的复合材料的应用，所述基材层为纸、湿法无纺布、干法无纺布时，作为过滤材料的应用；所述基材层为干法无纺布、编制网、纺织布时，作为防水、防油、防风服装面料的应用。
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