CN104631093B

CN104631093B - 一种具有防水和抗静电功能的滤料整理方法

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Publication number: CN104631093B
Application number: CN201510070851.8A
Authority: CN
Inventors: 王春霞; 陈嘉毅; 吕景春; 周青青; 刘国亮; 陆振乾; 高大伟
Original assignee: Yangcheng Institute of Technology
Current assignee: JIANGSU WATER BLUE SKY BLUE ENERGY CONSERVATION AND ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2015-02-10
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2035-02-10
Also published as: CN104631093A

Abstract

本发明公开了一种具有防水和抗静电功能的滤料整理方法，该整理方法包括以下步骤：步骤10）：制备碳纳米管整理液；步骤20）：采用冷等离子体表面改性方法对滤料表面进行预处理；步骤30）：利用步骤10）制备的碳纳米管整理液，对步骤20）预处理后的滤料进行涂层、烘焙，得到涂层滤料；步骤40）：采用冷等离子体聚合方法对涂层滤料进行处理，得到整理后的滤料。该整理方法整理后的滤料具有良好的防水和抗静电功能。

Description

一种具有防水和抗静电功能的滤料整理方法

技术领域

本发明属于纺织材料技术领域，具体来说，涉及一种具有防水和抗静电功能的滤料整理方法。

背景技术

目前在燃煤锅炉与垃圾焚烧炉的烟气净化系统使用的过滤材料主要是由涤纶纤维、玻璃纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰胺纤维、聚四氟乙烯(PTFE)纤维等制成。这些纤维各自有优缺点，其中，涤纶纤维抗静电性差，玻璃纤维、聚酰胺纤维和聚苯硫醚纤维不具有拒水性，极易导致糊袋，导致滤袋失效，影响烟气净化的效果，聚四氟乙烯虽然具有拒水性，耐腐蚀性能也好，但其价格较高，对后处理设备的要求也很高，增加了企业的运行成本，影响了其在盈利能力一般的企业中的推广使用。因此，制备一种防水和抗静电功能性滤料，以适应燃煤锅炉和垃圾焚烧炉烟气净化系统的特定使用环境。

发明内容

技术领域：本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有防水和抗静电功能的滤料整理方法，该整理方法整理后的滤料具有良好的防水和抗静电功能。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种具有防水和抗静电功能的滤料整理方法，该整理方法包括以下步骤：

步骤10)：制备碳纳米管整理液；

步骤20)：采用冷等离子体表面改性方法对滤料表面进行预处理；

步骤30)：利用步骤10)制备的碳纳米管整理液，对步骤20)预处理后的滤料进行涂层、烘焙，得到涂层滤料；

步骤40)：采用冷等离子体聚合方法对涂层滤料进行处理，得到整理后的滤料。

进一步：所述的步骤10)的制备过程如下：

步骤101)将碳纳米管和十二烷基苯磺酸钠组成的混合物，加入水中，形成碳纳米管溶液，其中，碳纳米管和水的质量比为：0.1～0.7∶1000，十二烷基苯磺酸钠和水的质量比为：15～30∶1000；利用超声波处理器对碳纳米管溶液进行超声处理，使碳纳米管在水中分散均匀；

步骤102)对步骤101)制备的碳纳米管溶液进行搅拌，同时加入油酸，碳纳米管溶液和油酸的质量比为1:80～120，待搅拌均匀后，再缓慢加入聚乙烯醇，使碳纳米管溶液逐渐变成糊状碳纳米管溶液；聚乙烯醇和碳纳米管溶液的质量比为：10～15∶1000；

步骤103)在步骤102)制备的糊状碳纳米管溶液中加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂和糊状碳纳米管溶液的质量比为1:80～120，并搅拌均匀，然后置于60℃恒温水浴锅中加热15min，最后取出冷却，形成碳纳米管浆液；

步骤104)利用醋酸调节步骤103)制备的碳纳米管浆液的pH值为6～7后，将丙烯酸加入碳纳米管浆液中，丙烯酸和碳纳米管浆液的质量比为1:80～120，搅拌均匀，制成碳纳米管整理液。

进一步：所述的步骤101)中，超声波处理器的电源功率为100W，超声处理时间为15～30min。

进一步：所述的步骤102)中，采用磁力搅拌器进行搅拌，或者采用玻璃棒手动搅拌，使得聚乙烯醇完全溶解在碳纳米管溶液中。

进一步：所述的步骤20)中，冷等离子体表面改性方法中用来产生冷等离子体的反应气体为氧气或氮气，预处理过程的输出功率为100～500W，预处理过程的处理时间为1～50min。

进一步：所述的步骤30)中，将碳纳米管整理液输入泡沫发生器中产生泡沫，采用泡沫施加装置使泡沫均匀地涂覆在滤料表面，先在70～80℃下，对滤料烘干3～5min，然后在150～180℃下，对滤料焙烘1～10min，得到涂层滤料。

进一步：所述的步骤40)中，冷等离子体聚合方法中采用的聚合气体为含氟气体，处理过程中的气压为0～10Pa，输出功率为50～200W，聚合时间为1～10min。

进一步：所述的含氟气体为CF₄或者C₃F₆。

进一步：所述的滤料由涤纶纤维、玻璃纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰胺纤维和聚芳酯纤维中任意一种或任意组合制成。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)具有良好的防水功能。现有技术中，滤料的防水性主要是采用浸渍法和覆膜法。浸渍法是一种湿法工艺，产生废气、废液，不利于环保，能耗大，成本高，浸渍不可能很均匀。覆膜法拉出来的膜的厚度均匀性较差，有些地方容易破损，生产过程将增加滤料的阻力。这些都将影响过滤性能，待覆膜的滤料的热收缩率要小，热定型对滤料损伤较大。另外，覆膜后，缝袋不能采用热熔方式，只能采用缝线方式。本发明的整理方法中，采用冷等离子体聚合，将含氟的有机单体在滤料表面气相沉积纳米颗粒疏水膜，使得滤料具有良好的防水性。含氟气体进入冷等离子反应器后，由于高能活性粒子的作用，使含氟气体中碳氟键断裂，形成离子或自由基等活性中间体。该活性中间体与同类或单体分子在气相中反应形成聚合中间体，并逐步增长使分子量增大，形成的细微球状粉末逐步堆积到滤料表面上，与吸附的含氟气体再次聚合而形成薄膜。该薄膜是无针孔、均匀的超薄膜，具有良好防水性、耐热性以及较高的过滤性能，不溶于一般有机溶剂，具有独特的物理性质。该方法是一种干法工艺，快速、环保、效率高、成本低，不影响滤料本身性能。

(2)具有良好的抗静电功能。本发明采用将碳纳米管整理液涂覆在滤料表面。碳纳米管的价带和导带是部分重叠的，相当于一个半满能带，电子可以自由运动，显示出金属般的导电性，使得整理后滤料具有良好的抗静电性。

(3)整理方法过程简单、低耗、节能、效果好且耐久。本发明整理方法利用发泡纳米涂层，是以碳纳米管为涂层试剂，十二烷基苯磺酸钠为发泡剂，聚乙烯醇为增稠剂，通过发泡涂层在等离子体表面改性预处理的滤料表面形成抗静电薄膜。纳米涂层、等离子体表面改性预处理及其硅烷偶联剂均可提高薄膜与滤料间的附着力和抗老化性。发泡涂层均匀，能耗低，可降低成本。本发明整理方法，是利用等离子体聚合在滤料表面形成纳米疏水薄膜，实现防水功能。与传统工艺相比，本发明整理方法绿色环保、节能减排。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案及其技术效果进行详细的描述。

本发明的一种具有防水和抗静电功能的滤料整理方法，包括以下步骤：

步骤10)：制备碳纳米管整理液；

上述步骤10)的制备过程具体包括步骤101)至步骤104)。

步骤101)将碳纳米管和十二烷基苯磺酸钠组成的混合物，加入水中，形成碳纳米管溶液，其中，碳纳米管和水的质量比为：0.1～0.7∶1000，十二烷基苯磺酸钠和水的质量比为：15～30∶1000；利用超声波处理器对碳纳米管溶液进行超声处理，使碳纳米管在水中分散均匀。

在步骤101)中，超声波处理器的电源功率为100W，超声处理时间为15—30min。利用超声波处理器对碳纳米管溶液进行超声处理，只要使得碳纳米管在水中分散均匀即可。

步骤102)对步骤101)制备的碳纳米管溶液进行搅拌，同时加入油酸，碳纳米管溶液和油酸的质量比为1:80～120，待搅拌均匀后，再缓慢加入聚乙烯醇，使碳纳米管溶液逐渐变成糊状碳纳米管溶液；聚乙烯醇和碳纳米管溶液的质量比为：10～15∶1000。

在步骤102)中，搅拌方式优选采用磁力搅拌器进行搅拌。当加入聚乙烯醇，使碳纳米管溶液逐渐变成糊状碳纳米管溶液时，搅拌的阻力越来越大。当磁力搅拌器不能进行正常搅拌时，采用玻璃棒手动搅拌，使得聚乙烯醇完全溶解在纳米管溶液中。

步骤103)在步骤102)制备的糊状碳纳米管溶液中加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂和糊状碳纳米管溶液的质量比为1:80～120，并搅拌均匀，然后置于60℃恒温水浴锅中加热15min，最后取出冷却，形成碳纳米管浆液。

在上述制备碳纳米管整理液的过程中，超声波和十二烷基苯磺酸钠都是使碳纳米管分散均匀。超声波处理是利用超声空化作用所产生的冲击波所具有的粉碎作用，达到分散微粒的目的。十二烷基苯磺酸钠的链式烷基通过疏水作用吸附在碳纳米管表面，十二烷基苯磺酸钠上的硫酸根增加了碳纳米管表面的负电荷，增加了碳纳米管的静电排斥力，从而提高悬浮液的稳定性。十二烷基苯磺酸钠可以改善碳纳米管在水中的分散性。另外，十二烷基苯磺酸钠是一种表面活性剂，作为发泡剂，使碳纳米管整理液形成泡沫，进行步骤30)的发泡涂层。加入油酸的目的也是让碳纳米管在水溶液中更加均匀地分散。聚乙醇作为增稠剂，增加分散液的粘度，使分散液变成糊状，有利于对滤料表面进行发泡涂层。

在步骤103)中，加入硅烷偶联剂(3-氨丙基)三乙氧基硅烷可以改性碳纳米管的表面。水溶液体系中的羟基与硅烷偶联剂中的硅醇反应，生成硅氧负离子，硅氧负离子会对另一个硅烷偶联剂中的硅发生亲核进攻，生成二聚体，同时硅氧负离子也可能进攻碳纳米管中的碳原子，产生交联，使碳纳米管的表面发生接枝。另外，硅烷偶联剂中另一端氨基可与滤料纤维中羟基形成氢键或共价键，在碳纳米管与纤维间起到桥接作用。

在步骤104)中，调节PH值为6～7，使硅烷偶联剂在此酸性条件下与碳纳米管和纤维发生反应。丙烯酸作为粘着剂，加入碳纳米管浆液中，可以增强碳纳米管在滤料表面的粘附力。

在上述步骤20)中，利用冷等离子体表面改性方法对滤料表面进行预处理时，采用的反应气体为氧气或氮气。预处理过程中输出功率为100～500W，预处理时间为1～50min。

冷等离子体表面改性处理方法为现有技术，例如《毛纺科技》，2011,39(11):9-11公开的《冷等离子体处理羊毛织物的最佳工艺探讨》。在本申请中，采用冷等离子体对滤料表面进行预处理的过程为：将滤料放入等离子体处理室中，然后对等离子体处理室抽真空，设定输出功率和处理时间，通入氧气或氮气，产生氧冷等离子体或氮冷等离子体，处理滤料。利用氧冷等离子体或氮冷等离子体对滤料表面进行表面改性处理。冷等离子体的输出功率为100～500W，处理时间为1～50min。表面改性处理是指：一方面通过氧冷等离子体或氮冷等离子体在滤料表面进行刻蚀，增加纤维表面的粗糙度和纤维的比表面积，另一方面通过氧冷等离子体或氮冷等离子体在纤维表面引入含氧或含氮的极性基团。粗糙度和比表面积的增加和极性基团的引入增加了碳纳米管在滤料表面的吸附。

在上述步骤30)中，将碳纳米管整理液输入泡沫发生器中产生泡沫，采用泡沫施加装置使泡沫均匀地涂覆在滤料表面，先在70～80℃下，对滤料烘干3～5min，然后在150～180℃下，对滤料焙烘1～10min，得到涂层滤料。

采用泡沫涂覆能使碳纳米管均匀地附着在滤料表面，产生抗静电性能，并使涂层后的滤料仍保持原有的性能，且过滤性能好、成本低。

在70～80℃下，对滤料烘干3～5min，可以去除滤料中的水分。然后在150～180℃下，对滤料焙烘1～10min，使碳纳米管与纤维发生交联。

在上述步骤40)中，聚合气体为含氟气体，处理过程中的气压为0～10Pa，输出功率为50～200W，聚合时间为1～10min。作为优选，含氟气体为CF₄或者C₃F₆。聚合气体是指等离子体聚合时需要的气体。

采用冷等离子体聚合方法对涂层滤料表面进行处理的过程是：将滤料放入等离子体处理室中，然后对等离子体处理室抽真空，设定输出功率和处理时间，通入氧气或氮气，产生氧冷离子体或氮冷等离子体，处理滤料一定时间后，通入含氟气体进行等离子体聚合，控制其流量阀，保持一定的真空度。

利用冷等离子体聚合将含氟的有机单体在滤料表面气相沉积纳米颗粒疏水膜，使得滤料具有良好的防水性。含氟气体进入等离子反应器后，由于高能活性粒子的作用，使含氟气体中碳氟键断裂，形成离子或自由基等活性中间体。该活性中间体与同类或单体分子在气相中反应形成聚合中间体，并逐步增长使分子量增大，形成的细微球状粉末逐步堆积到滤料表面上，与吸附的含氟气体再次聚合而形成薄膜。该薄膜是无针孔、均匀的超薄膜，具有良好防水性、耐热性以及较高的过滤性能，不溶于一般有机溶剂，具有独特的物理性质。该方法是一种干法工艺，快速、环保、效率高、成本低，不影响滤料本身性能。

本发明中的滤料由涤纶纤维、玻璃纤维、聚苯硫醚纤维和聚酰胺纤维中任意一种或任意组合制成。

为验证采用本发明的整理方法得到纺织品具有良好的防水性和抗静电性，下面通过试验进行论证。

实施例1

一种滤料整理方法，该滤料由涤纶纤维制成，包括以下步骤：

步骤10)：制备碳纳米管整理液；

步骤101)将碳纳米管和十二烷基苯磺酸钠组成的混合物，加入水中，形成碳纳米管溶液，其中，碳纳米管和水的质量比为：0.1∶1000，十二烷基苯磺酸钠和水的质量比为：25∶1000；利用超声波处理器对碳纳米管溶液进行超声处理，使碳纳米管在水中分散均匀；超声波处理器的电源功率为100W，超声处理时间为15min。

步骤102)对步骤101)制备的碳纳米管溶液进行搅拌，同时加入油酸，碳纳米管溶液和油酸的质量比为1:100，待搅拌均匀后，再缓慢加入聚乙烯醇，使碳纳米管溶液逐渐变成糊状碳纳米管溶液；聚乙烯醇和碳纳米管溶液的质量比为12∶1000；

步骤103)在步骤102)制备的糊状碳纳米管溶液中加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂和糊状碳纳米管溶液的质量比为1:80，并搅拌均匀，然后置于60℃恒温水浴锅中加热15min，最后取出冷却，形成碳纳米管浆液；

步骤104)利用醋酸调节步骤103)制备的碳纳米管浆液的pH值为6.5后，将丙烯酸加入碳纳米管浆液中，丙烯酸和碳纳米管浆液的质量比为1:100，搅拌均匀，制成碳纳米管整理液。

步骤20)：采用冷等离子体表面改性方法对滤料表面进行预处理：冷等离子体表面改性方法中用来产生冷等离子体的反应气体为氧气或氮气，预处理过程中输出功率为100W，预处理时间为50min。

步骤30)：将碳纳米管整理液输入泡沫发生器中产生泡沫，采用泡沫施加装置使泡沫均匀地涂覆在滤料表面，先在70℃下，对滤料烘干4min，然后在180℃下，对滤料焙烘7min，得到涂层滤料。

步骤40)：采用冷等离子体聚合方法对涂层滤料进行处理，处理过程中的气压为10Pa，输出功率为100W，聚合时间为8min，得到整理后的滤料。

实施例2

一种滤料整理方法，该滤料由聚苯硫醚纤维制成，包括以下步骤：

步骤10)：制备碳纳米管整理液；

步骤101)将碳纳米管和十二烷基苯磺酸钠组成的混合物，加入水中，形成碳纳米管溶液，其中，碳纳米管和水的质量比为：0.5∶1000，十二烷基苯磺酸钠和水的质量比为：1∶1000；利用超声波处理器对碳纳米管溶液进行超声处理，使碳纳米管在水中分散均匀；超声波处理器的电源功率为100W，超声处理时间为30min。

步骤102)对步骤101)制备的碳纳米管溶液进行搅拌，同时加入油酸，碳纳米管溶液和油酸的质量比为1:80，待搅拌均匀后，再缓慢加入聚乙烯醇，使碳纳米管溶液逐渐变成糊状碳纳米管溶液；聚乙烯醇和碳纳米管溶液的质量比为10∶1000；

步骤103)在步骤102)制备的糊状碳纳米管溶液中加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂和糊状碳纳米管溶液的质量比为1:90，并搅拌均匀，然后置于60℃恒温水浴锅中加热15min，最后取出冷却，形成碳纳米管浆液；

步骤104)利用醋酸调节步骤103)制备的碳纳米管浆液的pH值为7后，将丙烯酸加入碳纳米管浆液中，丙烯酸和碳纳米管浆液的质量比为1:85，搅拌均匀，制成碳纳米管整理液。

步骤20)：采用冷等离子体表面改性方法对滤料表面进行预处理：冷等离子体表面改性方法中用来产生冷等离子体的反应气体为氧气或氮气，预处理过程中输出功率为300W，预处理时间为10min。

步骤30)：将碳纳米管整理液输入泡沫发生器中产生泡沫，采用泡沫施加装置使泡沫均匀地涂覆在滤料表面，先在80℃下，对滤料烘干3min，然后在150℃下，对滤料焙烘1min，得到涂层滤料。

步骤40)：采用冷等离子体聚合方法对涂层滤料进行处理，处理过程中的气压为6Pa，输出功率为50W，聚合时间为4min，得到整理后的滤料。

实施例3

一种滤料整理方法，该滤料由玻璃纤维制成，包括以下步骤：

步骤10)：制备碳纳米管整理液；

步骤101)将碳纳米管和十二烷基苯磺酸钠组成的混合物，加入水中，形成碳纳米管溶液，其中，碳纳米管和水的质量比为：0.6∶1000，十二烷基苯磺酸钠和水的质量比为：30∶1000；利用超声波处理器对碳纳米管溶液进行超声处理，使碳纳米管在水中分散均匀；超声波处理器的电源功率为100W，超声处理时间为25min。

步骤102)对步骤101)制备的碳纳米管溶液进行搅拌，同时加入油酸，碳纳米管溶液和油酸的质量比为1:120，待搅拌均匀后，再缓慢加入聚乙烯醇，使碳纳米管溶液逐渐变成糊状碳纳米管溶液；聚乙烯醇和碳纳米管溶液的质量比为14∶1000；

步骤103)在步骤102)制备的糊状碳纳米管溶液中加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂和糊状碳纳米管溶液的质量比为1:120，并搅拌均匀，然后置于60℃恒温水浴锅中加热15min，最后取出冷却，形成碳纳米管浆液；

步骤104)利用醋酸调节步骤103)制备的碳纳米管浆液的pH值为6后，将丙烯酸加入碳纳米管浆液中，丙烯酸和碳纳米管浆液的质量比为1:110，搅拌均匀，制成碳纳米管整理液。

步骤20)：采用冷等离子体表面改性方法对滤料表面进行预处理：冷等离子体表面改性方法中用来产生冷等离子体的反应气体为氧气或氮气，预处理过程中输出功率为500W，预处理时间为1min。

步骤30)：将碳纳米管整理液输入泡沫发生器中产生泡沫，采用泡沫施加装置使泡沫均匀地涂覆在滤料表面，先在76℃下，对滤料烘干5min，然后在170℃下，对滤料焙烘4min，得到涂层滤料。

步骤40)：采用冷等离子体聚合方法对涂层滤料进行处理，处理过程中的气压为4Pa，输出功率为200W，聚合时间为1min，得到整理后的滤料。

实施例4

一种滤料整理方法，该滤料由聚酰胺纤维和聚芳酯纤维组成，其中，聚酰胺纤维和聚芳酯纤维的质量比为50:50，整理方法包括以下步骤：

步骤10)：制备碳纳米管整理液；

步骤101)将碳纳米管和十二烷基苯磺酸钠组成的混合物，加入水中，形成碳纳米管溶液，其中，碳纳米管和水的质量比为：0.7∶1000，十二烷基苯磺酸钠和水的质量比为20∶1000；利用超声波处理器对碳纳米管溶液进行超声处理，使碳纳米管在水中分散均匀；超声波处理器的电源功率为100W，超声处理时间为20min。

步骤102)对步骤101)制备的碳纳米管溶液进行搅拌，同时加入油酸，碳纳米管溶液和油酸的质量比为1:115，待搅拌均匀后，再缓慢加入聚乙烯醇，使碳纳米管溶液逐渐变成糊状碳纳米管溶液；聚乙烯醇和碳纳米管溶液的质量比为15∶1000；

步骤103)在步骤102)制备的糊状碳纳米管溶液中加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂和糊状碳纳米管溶液的质量比为1:110，并搅拌均匀，然后置于60℃恒温水浴锅中加热15min，最后取出冷却，形成碳纳米管浆液；

步骤104)利用醋酸调节步骤103)制备的碳纳米管浆液的pH值为6.8后，将丙烯酸加入碳纳米管浆液中，丙烯酸和碳纳米管浆液的质量比为1:80，搅拌均匀，制成碳纳米管整理液。

步骤20)：采用冷等离子体表面改性方法对滤料表面进行预处理：冷等离子体表面改性方法中用来产生冷等离子体的反应气体为氧气或氮气，预处理过程中输出功率为260W，预处理时间为42min。

步骤30)：将碳纳米管整理液输入泡沫发生器中产生泡沫，采用泡沫施加装置使泡沫均匀地涂覆在滤料表面，先在73℃下，对滤料烘干3.5min，然后在160℃下，对滤料焙烘3min，得到涂层滤料。

步骤40)：采用冷等离子体聚合方法对涂层滤料进行处理，处理过程中的气压为0Pa，输出功率为80W，聚合时间为10min，得到整理后的滤料。

实施例5

一种滤料整理方法，该滤料由玻璃纤维、聚苯硫醚纤维和聚酰胺纤维组成，其中，玻璃纤维、聚苯硫醚纤维和聚酰胺纤维的质量比为30:50:20，整理方法包括以下步骤：

步骤10)：制备碳纳米管整理液；

步骤101)将碳纳米管和十二烷基苯磺酸钠组成的混合物，加入水中，形成碳纳米管溶液，其中，碳纳米管和水的质量比为：0.3∶1000，十二烷基苯磺酸钠和水的质量比为：18∶1000；利用超声波处理器对碳纳米管溶液进行超声处理，使碳纳米管在水中分散均匀；超声波处理器的电源功率为100W，超声处理时间为28min。

步骤102)对步骤101)制备的碳纳米管溶液进行搅拌，同时加入油酸，碳纳米管溶液和油酸的质量比为1:90，待搅拌均匀后，再缓慢加入聚乙烯醇，使碳纳米管溶液逐渐变成糊状碳纳米管溶液；聚乙烯醇和碳纳米管溶液的质量比为：13∶1000；

步骤103)在步骤102)制备的糊状碳纳米管溶液中加入硅烷偶联剂，硅烷偶联剂和糊状碳纳米管溶液的质量比为1:100，并搅拌均匀，然后置于60℃恒温水浴锅中加热15min，最后取出冷却，形成碳纳米管浆液；

步骤104)利用醋酸调节步骤103)制备的碳纳米管浆液的pH值为6.3后，将丙烯酸加入碳纳米管浆液中，丙烯酸和碳纳米管浆液的质量比为1:120，搅拌均匀，制成碳纳米管整理液。

步骤20)：采用冷等离子体表面改性方法对滤料表面进行预处理：冷等离子体表面改性方法中用来产生冷等离子体的反应气体为氧气或氮气，预处理过程中输出功率为420W，预处理时间为23min。

步骤30)：将碳纳米管整理液输入泡沫发生器中产生泡沫，采用泡沫施加装置使泡沫均匀地涂覆在滤料表面，先在72℃下，对滤料烘干4.5min，然后在165℃下，对滤料焙烘10min，得到涂层滤料。

步骤40)：采用冷等离子体聚合方法对涂层滤料进行处理，处理过程中的气压为5Pa，输出功率为120W，聚合时间为2min，得到整理后的滤料。

对比例1

一种滤料，由涤纶纤维制成。该滤料没有经过本发明的整理方法进行处理。

对比例2

一种滤料，由聚苯硫醚纤维制成。该滤料没有经过本发明的整理方法进行处理。

对比例3

一种滤料，由玻璃纤维制成。该滤料没有经过本发明的整理方法进行处理。

对比例4

一种滤料，由聚酰胺纤维和聚芳酯纤维组成，其中，聚酰胺纤维和聚芳酯纤维的质量比为50:50。该滤料没有经过本发明的整理方法进行处理。

对比例5

一种滤料，由玻璃纤维、聚苯硫醚纤维和聚酰胺纤维组成，其中，玻璃纤维、聚苯硫醚纤维和聚酰胺纤维的质量比为30:50:20。该滤料没有经过本发明的整理方法进行处理。

对上述各实施例和对比例的滤料，按照GB/T12703.2-2009《纺织品静电性能的评定第2部分：电荷面密度》进行抗静电性能的测试，即测试各滤料表面电荷面密度。根据测试标准，电荷面面密度不超过7.0μC/㎡，视为耐久型抗静电纺织品。测试结果如表1所示。从表1可以看出：实施例1至实施例5的电荷面密度都在1.0μC/㎡以下，而对比例1至对比例5电荷面密度都在8.0μC/㎡以上。因此，本发明整理方法整理过后的滤料具有良好抗静电性能。

对上述各实施例和对比例的滤料，按照GB/T 30447-2013《纳米薄膜接触角测量方法》进行防水性能的测试，即测试各滤料表面接触角。在本技术领域中，通常认为，接触角大于90°的纺织品具有较好的防水性。测试结果如表1所示。从表1可以看出：实施例1至实施例5的接触角都在90°以上，而对比例1至对比例5接触角都在90°以下。因此，本发明整理方法整理过后的滤料具有良好防水性能。

因此，本发明整理方法整理过后的滤料具有良好的抗静电性能和防水性能。

表1

Claims

1.一种具有防水和抗静电功能的滤料整理方法，其特征在于：该整理方法包括以下步骤：

步骤10)：制备碳纳米管整理液；

步骤40)：采用冷等离子体聚合方法对涂层滤料进行处理，得到整理后的滤料；

所述的步骤10)的制备过程如下：

步骤104)利用醋酸调节步骤103)制备的碳纳米管浆液的pH值为6～7后，将丙烯酸加入碳纳米管浆液中，丙烯酸和碳纳米管浆液的质量比为1:80～120，搅拌均匀，制成碳纳米管整理液；

所述的步骤40)中，冷等离子体聚合方法中采用的聚合气体为含氟气体，处理过程中的气压为0～10Pa，输出功率为50～200W，聚合时间为1～10min。

2.按照权利要求1所述的具有防水和抗静电功能的滤料整理方法，其特征在于：所述的步骤101)中，超声波处理器的电源功率为100W，超声处理时间为15～30min。

3.按照权利要求1所述的具有防水和抗静电功能的滤料整理方法，其特征在于：所述的步骤102)中，采用磁力搅拌器进行搅拌，或者采用玻璃棒手动搅拌，使得聚乙烯醇完全溶解在碳纳米管溶液中。

4.按照权利要求1所述的具有防水和抗静电功能的滤料整理方法，其特征在于：所述的步骤20)中，冷等离子体表面改性方法中用来产生冷等离子体的反应气体为氧气或氮气，预处理过程中输出功率为100～500W，预处理时间为1～50min。

5.按照权利要求1所述的具有防水和抗静电功能的滤料整理方法，其特征在于：所述的步骤30)中，将碳纳米管整理液输入泡沫发生器中产生泡沫，采用泡沫施加装置使泡沫均匀地涂覆在滤料表面，先在70～80℃下，对滤料烘干3～5min，然后在150～180℃下，对滤料焙烘1～10min，得到涂层滤料。

6.按照权利要求1所述的具有防水和抗静电功能的滤料整理方法，其特征在于：所述的含氟气体为CF₄或者C₃F₆。

7.按照权利要求1所述的具有防水和抗静电功能的滤料整理方法，其特征在于：所述的滤料由涤纶纤维、玻璃纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰胺纤维和聚芳酯纤维中任意一种或任意组合制成。