CN106237714A - 一种载银碳纳米管增强抗菌性能的高吸水加湿器滤材 - Google Patents

一种载银碳纳米管增强抗菌性能的高吸水加湿器滤材 Download PDF

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    • F24F6/00—Air-humidification, e.g. cooling by humidification

Abstract

本发明公开了一种载银碳纳米管增强抗菌性能的高吸水加湿器滤材，由下列重量份的原料制成：0.2mol/L的硝酸银溶液100‑110、碳纳米管1‑1.5、浓度为34wt%的硝酸溶液100‑120、去离子水适量、PET树脂20‑22、壳聚糖纤维48‑50、黏胶纤维32‑34、丙烯酸树脂9‑10、油酸三乙醇胺0.8‑1。本发明产品用在加湿器中，能增加流体流速，加快过滤，起到过滤水中杂质、细菌的作用，而且吸水率高，改善了加湿量，提高了加湿器的使用效率，延长了滤材的使用时间，避免更换滤芯带来的麻烦。

Description

一种载银碳纳米管增强抗菌性能的高吸水加湿器滤材
技术领域
本发明涉及过滤材料技术领域，尤其涉及一种载银碳纳米管增强抗菌性能的高吸水加湿器滤材。
背景技术
空气加湿器的应用十分广泛，常见的有纺织行业、塑料行业、造纸行业、印刷行业、烟草行业、电子行业、喷涂行业、火药行业、保鲜储藏、暖通行业、养殖业、种植业、人工造雾、人工景观等。空气加湿器滤材不仅能提高雾化效果，还能过滤掉水中的微细杂质，利于人体健康，同时能够延长加湿器的使用寿命。提高过滤材料的高吸水性，可使加湿设备在同样水压和时间内释放更多水雾，增大加湿度及工作效率。目前，关于空气加湿器的研究主要集中在电池燃料与控制方面，对其滤材方面研究见报较少。常用的空气加湿器中过滤与吸水是两个不同的部件。部分加湿器同时拥有过滤与吸湿吸水功能，比如黏胶－棉－黏胶吸水材料，采用在吸水棉网外层包裹有黏胶非织造布的结构，整个材料保留了良好的吸水性能，能吸附残留污垢，虽然有一定的过滤功能，但其硬度不够，所用环境受限制且寿命短。
《水刺型空气加湿器滤材的亲水性改性研究》一文中模拟湿膜加湿原理， 在具有湿膜加湿器优越性的同时改善其加湿量，选用黏胶/PET水刺非织造布为基体材料，使用亲水基GL与丙烯酸树脂的混合溶液对其进行浸渍处理，得到预期的加湿器滤材，亲水剂改性后的滤材吸水率恢复率优异，反复吸水率大，耐用性能优良，硬挺度高，重复使用吸水性能损失小。文中虽然对加湿器滤材的吸水性能进行了改性，改善了加湿量，但是由于水中微尘、杂质、细菌可能导致加湿器的使用效果，这就需要对加湿器滤材的过滤性能进行改性，制备过滤、吸水、硬度兼优的高品质滤材。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种载银碳纳米管增强抗菌性能的高吸水加湿器滤材。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种载银碳纳米管增强抗菌性能的高吸水加湿器滤材，由下列重量份的原料制成：0.2mol/L的硝酸银溶液100-110、碳纳米管1-1.5、浓度为34wt%的硝酸溶液100-120、去离子水适量、PET树脂20-22、壳聚糖纤维48-50、黏胶纤维32-34、丙烯酸树脂9-10、油酸三乙醇胺0.8-1。
所述一种载银碳纳米管增强抗菌性能的高吸水加湿器滤材，由以下具体步骤制成：
（1）将碳纳米管与浓度为34wt%的硝酸溶液混合放入三颈瓶中，加热至80-90℃，回流30-40分钟，然后过滤，用去离子水洗涤至中性，最后在烘箱中以120-130℃的温度干燥2-3小时，得到改性碳纳米管待用；将上述改性碳纳米管加入30-40倍量的去离子水中，在常温下超声分散15-20分钟后取出，然后加入0.2mol/L的硝酸银溶液，加热至65-70℃，以300-400转/份的速度搅拌反应3-4小时，停止反应后抽滤，将滤饼用去离子水洗涤数次后在120-130℃的烘箱中干燥，得到载银碳纳米管；
（2）将PET树脂与步骤（1）得到的载银碳纳米管混合，放入双螺杆挤出机中挤出造粒（控制热辊温度90-130℃，螺杆温度270-290℃），得到改性PET母粒；将改性PET母粒放入纺丝牵伸FDY机中进行熔融纺丝（纺丝速度为1000m/min，拉伸速度20Om/min），得到改性PET纤维；
（3）将步骤（2）得到的改性PET纤维与壳聚糖纤维、黏胶纤维进行混合开松，梳理，平行铺网与交叉铺网，然后将混合纤维网经过水刺机进行水刺加固（控制水刺压力为25-45Pa），最后干燥卷绕得到混纤水刺非织造布；
（4）将油酸三乙醇胺加入120-150倍量的去离子水中，搅拌均匀后加入丙烯酸树脂，以300-400转/分的速度搅拌均匀后将步骤（3）制得的混纤水刺非织造布浸渍其中，浸渍15-20分钟后取出使用压辊压轧，自然放置5-8分钟后放入烘箱中以80-90℃的温度烘干处理18-20分钟，冷却后取出，得到本发明。
本发明的优点是：本发明首先利用载银碳纳米管对PET树脂进行改性，提高了PET树脂的抗菌性能，通过熔融纺丝，载银碳纳米管与PET树脂相互吸附，使得PET大分子链段的运动受到一定的阻碍，致使熔体的表观粘度增加，纺丝性能提高，不会造成PET纤维的强度降低，还增强了吸附过滤、抗菌的效果。
本发明采用改性的PET纤维与壳聚糖纤维、黏胶纤维利用水刺工艺通过高压水流在纤维网上形成孔，制成非织造布作为加湿器滤材的基材，滤材纤维杂乱分布，结构疏松，使之能够更加容易捕集欲分离的粒子，同时具有良好的吸水性能，同时由于壳聚糖纤维的添加，提高了抗菌性；本发明还通过将丙烯酸树脂与油酸三乙醇胺进行复配制成浸渍液对基材非织造布进行改性整理，不仅能够提高基材的硬挺度而且通过油酸三乙醇胺的添加，提高了滤材表面的亲水基团数量，进一步提高了吸水性能以芯吸高度，而且滤材吸水率恢复率优异，反复吸水率大，耐用性能优良，重复使用其吸水性能损失小，用在加湿器中改善了加湿量。
本发明产品用在加湿器中，能增加流体流速，加快过滤，起到过滤水中杂质、细菌的作用，而且吸水率高，改善了加湿量，提高了加湿器的使用效率，延长了滤材的使用时间，避免更换滤芯带来的麻烦。
具体实施方式
一种载银碳纳米管增强抗菌性能的高吸水加湿器滤材，由下列重量份（公斤）的原料制成：0.2mol/L的硝酸银溶液100、碳纳米管1、浓度为34wt%的硝酸溶液100、去离子水适量、PET树脂20、壳聚糖纤维48、黏胶纤维32、丙烯酸树脂9、油酸三乙醇胺0.8。
所述一种载银碳纳米管增强抗菌性能的高吸水加湿器滤材，由以下具体步骤制成：
（1）将碳纳米管与浓度为34wt%的硝酸溶液混合放入三颈瓶中，加热至80℃，回流30分钟，然后过滤，用去离子水洗涤至中性，最后在烘箱中以120℃的温度干燥2小时，得到改性碳纳米管待用；将上述改性碳纳米管加入30倍量的去离子水中，在常温下超声分散15分钟后取出，然后加入0.2mol/L的硝酸银溶液，加热至65℃，以300转/份的速度搅拌反应3小时，停止反应后抽滤，将滤饼用去离子水洗涤数次后在120℃的烘箱中干燥，得到载银碳纳米管；
（2）将PET树脂与步骤（1）得到的载银碳纳米管混合，放入双螺杆挤出机中挤出造粒（控制热辊温度90℃，螺杆温度270℃），得到改性PET母粒；将改性PET母粒放入纺丝牵伸FDY机中进行熔融纺丝（纺丝速度为1000m/min，拉伸速度20Om/min），得到改性PET纤维；
（3）将步骤（2）得到的改性PET纤维与壳聚糖纤维、黏胶纤维进行混合开松，梳理，平行铺网与交叉铺网，然后将混合纤维网经过水刺机进行水刺加固（控制水刺压力为25Pa），最后干燥卷绕得到混纤水刺非织造布；
（4）将油酸三乙醇胺加入120倍量的去离子水中，搅拌均匀后加入丙烯酸树脂，以300转/分的速度搅拌均匀后将步骤（3）制得的混纤水刺非织造布浸渍其中，浸渍15分钟后取出使用压辊压轧，自然放置5分钟后放入烘箱中以80℃的温度烘干处理18分钟，冷却后取出，得到本发明。
对本发明滤材进行测试，表观吸水率为309.8g/m2，芯吸高度为103.9mm，抗弯刚度大于11cN•cm。

Claims (2)

1.一种载银碳纳米管增强抗菌性能的高吸水加湿器滤材，其特征在于，由下列重量份的原料制成：0.2mol/L的硝酸银溶液100-110、碳纳米管1-1.5、浓度为34wt%的硝酸溶液100-120、去离子水适量、PET树脂20-22、壳聚糖纤维48-50、黏胶纤维32-34、丙烯酸树脂9-10、油酸三乙醇胺0.8-1。
2.根据权利要求1所述一种载银碳纳米管增强抗菌性能的高吸水加湿器滤材，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将碳纳米管与浓度为34wt%的硝酸溶液混合放入三颈瓶中，加热至80-90℃，回流30-40分钟，然后过滤，用去离子水洗涤至中性，最后在烘箱中以120-130℃的温度干燥2-3小时，得到改性碳纳米管待用；将上述改性碳纳米管加入30-40倍量的去离子水中，在常温下超声分散15-20分钟后取出，然后加入0.2mol/L的硝酸银溶液，加热至65-70℃，以300-400转/份的速度搅拌反应3-4小时，停止反应后抽滤，将滤饼用去离子水洗涤数次后在120-130℃的烘箱中干燥，得到载银碳纳米管；
（2）将PET树脂与步骤（1）得到的载银碳纳米管混合，放入双螺杆挤出机中挤出造粒（控制热辊温度90-130℃，螺杆温度270-290℃），得到改性PET母粒；将改性PET母粒放入纺丝牵伸FDY机中进行熔融纺丝（纺丝速度为1000m/min，拉伸速度20Om/min），得到改性PET纤维；
（3）将步骤（2）得到的改性PET纤维与壳聚糖纤维、黏胶纤维进行混合开松，梳理，平行铺网与交叉铺网，然后将混合纤维网经过水刺机进行水刺加固（控制水刺压力为25-45Pa），最后干燥卷绕得到混纤水刺非织造布；
（4）将油酸三乙醇胺加入120-150倍量的去离子水中，搅拌均匀后加入丙烯酸树脂，以300-400转/分的速度搅拌均匀后将步骤（3）制得的混纤水刺非织造布浸渍其中，浸渍15-20分钟后取出使用压辊压轧，自然放置5-8分钟后放入烘箱中以80-90℃的温度烘干处理18-20分钟，冷却后取出，得到本发明。
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