CN112807854B - 一种用于过滤油烟的滤网的制备方法 - Google Patents

一种用于过滤油烟的滤网的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112807854B
CN112807854B CN202110122525.2A CN202110122525A CN112807854B CN 112807854 B CN112807854 B CN 112807854B CN 202110122525 A CN202110122525 A CN 202110122525A CN 112807854 B CN112807854 B CN 112807854B
Authority
CN
China
Prior art keywords
slurry
filter screen
solution
spinning
oil smoke
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110122525.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112807854A (zh
Inventor
高婷婷
施勇鹏
郑军妹
郭国良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Fotile Kitchen Ware Co Ltd
Original Assignee
Ningbo Fotile Kitchen Ware Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Fotile Kitchen Ware Co Ltd filed Critical Ningbo Fotile Kitchen Ware Co Ltd
Priority to CN202110122525.2A priority Critical patent/CN112807854B/zh
Publication of CN112807854A publication Critical patent/CN112807854A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112807854B publication Critical patent/CN112807854B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D46/00Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0001Making filtering elements
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007Electro-spinning
    • D01D5/0015Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007Electro-spinning
    • D01D5/0061Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007Electro-spinning
    • D01D5/0061Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0092Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the electrical field, e.g. combined with a magnetic fields, using biased or alternating fields
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4282Addition polymers
    • D04H1/4291Olefin series
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4282Addition polymers
    • D04H1/43Acrylonitrile series
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4326Condensation or reaction polymers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4326Condensation or reaction polymers
    • D04H1/4334Polyamides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4326Condensation or reaction polymers
    • D04H1/4358Polyurethanes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/728Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y02A50/2351Atmospheric particulate matter [PM], e.g. carbon smoke microparticles, smog, aerosol particles, dust

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于过滤油烟的滤网的制备方法包括如下步骤:(1)制备纺丝液;(2)纺制滤膜;(3)包括如下步骤:(3.1)将步骤(2)制得的滤膜剪切成若干块,放入去离子水中,得到浆液C;(3.2)将浆液稳定剂溶于水中,得到溶液D,将该溶液D加入浆液C中得到浆液E;(4)将上述步骤(3)最终制得的浆液在<‑60℃或是液氮的环境下冷冻成型,然后放入冻干机中冻干,冻干完成后,即得到所述滤网。浆液稳定剂在溶剂中快速形成凝胶状,增加了溶液的粘度,同时也具有一定的粘合性,使剪碎的纳米纤维滤膜可以稳定均匀的分散在溶液中,而不至于发生沉降,这样最后冻干制成的滤网不会出现大的孔洞而造成过滤效率显著降低。

Description

一种用于过滤油烟的滤网的制备方法
技术领域
本发明属于空气净化技术领域,具体涉及一种用于过滤油烟的滤网的制备方法。
背景技术
抽油烟机已成为现代家庭必不可少的厨房工具,油烟机长时间使用后,在内部会形成很多油垢,时间长了会滋生细菌,风机上的油垢积累多了会影响油烟机的使用(噪音增大、吸力降低),因此需要定期清洁,但是清洁内部需要拆开油烟机,需要请专业的技师上门,如清洗不当会影响风机的动平衡。
吸油烟机的风量逐步提高,但其所产生的噪声也越来越大。烹饪时开启吸油烟机后几乎听不到说话声、电话声、门铃声以及孩子声音,甚至这种强噪音会使厨房操作人员产生烦躁,头痛,心悸等不良反应,人们若长期使用强噪音的吸油烟机,会对人们身心健康造成严重影响。因此噪音成为现有吸油烟机存在的亟待解决的技术问题。
针对上述问题,专利号为CN201911421836.8(公开号为CN111013255A)的中国发明专利申请公开了《一种微/纳米纤维气凝胶复合滤料的制备方法》,具体制备方法为:(1)微/纳米纤维制备;(2)纤维剪切粉碎步骤(1)制备得到的微/纳米纤维制备分散液;(3)将步骤(2)得到的纤维分散液浸渍基材冻干成型:将基材和纤维分散液采用真空抽滤法进行抽滤,得到湿态复合材料;随后将湿态复合材料进行冷冻干燥制成气凝胶材料;(4)将步骤(3)所述的气凝胶复合滤料进行加固,即可以得到所述的微/纳米纤维气凝胶复合滤料。该专利采用真空抽滤法制备微/纳米纤维气凝胶连续梯度结构复合滤料,过滤效率高,适用于高温烟气过滤、油/水分、隔热、吸音和纤维增强复合材料等领域。
但是该专利在步骤(3)中直接将纤维分散液浸渍基材冻干成型,在冻干的过程中,分散液容易出现孔洞,影响滤料的过滤效果,故有待于进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状,提供一种过滤性能好的用于过滤油烟的滤网的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种用于过滤油烟的滤网的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)制备纺丝液:将聚合物溶于有机溶剂中,在40~90℃下搅拌均匀,得到固含量为10%~30wt%的纺丝液;
所述聚合物为聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚氨酯、含氟聚氨酯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、尼龙、聚碳酸酯、聚醚砜中的至少一种;
(2)以无纺布为收集基布,对纺丝液进行静电纺丝,得到堆积在无纺布上的纳米纤维膜,无纺布和纳米纤维膜共同构成滤膜;
(3)包括如下步骤:
(3.1)将步骤(2)制得的滤膜剪切成若干块,放入去离子水中,用均质机打碎得到固含量为0.05~1g/ml的浆液C;
(3.2)将浆液稳定剂在60~200rpm的转速下溶于水中,得到溶液D,浆液稳定剂的质量浓度为0.01%~0.5wt%,然后将该溶液D加入浆液C中得到浆液E;
所述浆液稳定剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚氧化乙烯中的至少一种;
(4)将上述步骤(3)最终制得的浆液在<-60℃或是液氮的环境下冷冻成型,然后放入冻干机中冻干,冻干时间不少于48h,冻干完成后,即得到所述滤网。
优选地,所述步骤(1)中,所述有机溶剂包含有高沸点溶剂和低沸点溶剂,所述高沸点溶剂为N,N—二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种;所述低沸点溶剂为丙酮、甲酸、乙酸、甲醇、乙醇中的至少一种。由于高沸点溶剂和低沸点溶剂的挥发速度不同,纺制成的纳米纤维之间会出现黏连结构。
优选地,所述步骤(3.2)的浆液E中还添加有短纤,短纤与步骤(3.1)的滤膜的质量比为1:1~1:5;
所述短纤为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚氨酯纤维中的至少一种。短纤的加入可以提高纳米纤维气凝胶的回弹性,抗变形能力。
优选地,所述步骤(3.2)的浆液E中还添加有消泡剂,消泡剂与浆液E的质量比为1:50~1:200;所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯中的至少一种。加入消泡剂后更大程度的消除气泡,避免后续的冷冻干燥过程中形成大的空洞,降低气凝胶的刚性。
在纺丝液中加入交联的成分,通过后处理可以使纤维与纤维之间形成节点,从而加固整个气凝胶的支撑性而不至于塌陷。故所述纺丝液中还添加有交联剂,交联剂可以分为如下三种:
第一种:所述交联剂为聚氨酯。
第二种:所述交联剂为聚氧化乙烯、聚己内酯多元醇、聚乙烯醇、聚乙烯缩丁醛、聚乙酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚酰胺PA6、聚氨基甲酸酯中的至少一种,交联剂与聚合物的混合比例为1:10~1:150;在所述步骤(2)中,对纺丝液进行静电纺丝制成滤膜后,再将滤膜进行热处理;且在所述步骤(4)中,对浆液冻干后,也需要再进行热处理。
第三种:所述交联剂为海藻酸钠、聚丙烯酰胺、羟乙基羧甲基纤维素、4-乙烯基苯磺酸、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯中的至少一种,其中交联剂与聚合物的混合比例为1:20~1:100;
在所述步骤(2)中,对纺丝液进行静电纺丝制成滤膜后,再将滤膜浸泡在含有金属离子的水溶液中,然后低温烘干,所述金属离子水溶液的浓度为0.01%~0.8%,所述金属离子为Al3+、Zn2+、Cr3+、Fe3+中的至少一种。
优选地,所述步骤(1)中还向有机溶剂中添加有亲水性的纳米粒子或疏水性的纳米粒子,所述亲水性的纳米粒子或疏水性的纳米粒子与聚合物的质量比为1:(50~500)。亲水性或疏水性的纳米粒子能调节纳米纤维对水和油的浸润性,获得最佳的油脂分离率。
优选地,所述亲水性的纳米粒子为亲水性的纳米气相二氧化硅颗粒;所述疏水性的纳米粒子为疏水性的纳米气相二氧化硅颗粒、疏水性的纳米气相聚四氟乙烯颗粒中的至少一种。
优选地,所述步骤(2)中,静电纺丝方法为:纺丝参数正高压为15~25kv,负高压为-10~0KV,喷头尖端到接收端的距离的距离为15~25cm,注射的速度为100~200mm/min,接收端的速度为0.5~2m/min,纺丝的温度为20~30℃,湿度为30%~50%。
与现有技术相比,本发明的优点:1、本发明在将滤膜剪碎制成浆液后,还向其中添加有浆液稳定剂,浆液稳定剂在溶剂中快速形成凝胶状,增加了溶液的粘度,同时也具有一定的粘合性,使剪碎的纳米纤维滤膜可以稳定均匀的分散在溶液中,而不至于发生沉降,这样最后冻干制成的滤网不会出现大的孔洞而造成过滤效率显著降低;2、本发明的滤网采用静电纺丝方法制备纳米纤维膜,具有高比表面积、高孔隙率,能明显增强对油烟颗粒物的拦截作用;3、纳米纤维气凝胶具有分层的孔隙结构和很大的比表面积,因此可以为声波提供足够的反应区域和更复杂的路径,从而受益于空气震动的粘滞摩擦,从而大大提高了声能的消耗。根据国家标准中噪声试验方法测得纳米纤维气凝胶可降低噪音10—15dB;4、该滤网采用纳米纤维结构,重量非常轻,不会增加吸油烟机的重量。
附图说明
图1为本实施例1的制成的滤网的外观示意图;
图2为图1中的椭圆区域内的放大图;
图3为图2中的椭圆区域内的放大图;
图4为图3中的椭圆区域内的放大图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本优选实施例的用于过滤油烟的滤网包括如下步骤:
(1)制备纺丝液:将0.2g亲水性的纳米气相二氧化硅颗粒(购自山东弘兴白炭黑有限责任公司)分散在70mL的N,N-二甲基乙酰胺DMAC和10ml的丙酮中超声震荡30min得到分散液,然后将18g聚丙烯腈PAN(购自湖北德超化工有限公司)加入前述分散液中,在水浴70℃下搅拌2h,转速为200r/min,配制成PAN/SiO2溶液,然后加入4g聚氨酯PU(万和化学集团股份有限公司),继续在水浴70℃下搅拌1h,直至溶解完全,得到固含量为21.5wt%的纺丝液;
(2)纺丝前纺丝液消泡或静置12h,以PET无纺布为收集基布,对纺丝液进行静电纺丝:将配制好的纺丝液注入注射器中进行纺丝,纺丝参数温度20℃,湿度30%,喷头尖端到接收端的距离18cm,注射速度150mm/min,收集基布(即无纺布)的速度1m/min,正高压20KV,负高压-5KV,纺制1h,得到堆积在无纺布上的纳米纤维膜,无纺布和纳米纤维膜共同构成滤膜;
(3)包括如下步骤:
(3.1)将步骤(2)制得的滤膜取20g,剪切成若干块,每块面积1cm2,倒入200ml去离子水,用均质机10000rpm分批次打碎,每次3min,形成纳米纤维浆液C;
(3.2)将0.3g浆液稳定剂聚丙烯酸钠PAAS(购自杭州聚合生物科技有限公司厂家)在60rpm转速下溶于100ml水中得到溶液D,然后将溶液D加入浆液C中得到浆液E;
(3.3)向浆液E中加入1.5g聚二甲基硅氧烷搅拌均匀后,静置消泡。
(4)将上述步骤(3.3)最终制得的浆液倒入模具中,在液氮的环境下冷冻成型,然后放入冻干机中冻干48h,冻干完成后,然后拿出,即得到所述滤网。
滤网的示意图参见图1~4,图2中矩形框内能看出纤维与纤维之间形成的孔道直径数量级为100um,具有高比表面积、高孔隙率,能明显增强对油烟颗粒物的拦截作用;图3中矩形框内能看出纤维片之间形成的孔道直径的数量级为102um,纳米纤维片之间形成大的孔道,可以降低气流通过的阻力。
实施例2
本优选实施例的用于过滤油烟的滤网包括如下步骤:
(1)制备纺丝液:将20g聚苯乙烯PS(购自LG化学)加入80mL的N,N-二甲基甲酰胺DMF中,在水浴70℃下搅拌2h,转速为200r/min,配制成PS溶液,然后加入2g聚乙烯缩丁醛PVB(山东开普勒生物科技有限公司),继续水浴70℃下搅拌1h,直至溶解完全,得到固含量为21.5%的纺丝液,然后在110摄氏度下加热2h热交联,交联剂组分在加热后会熔融,纤维搭接的部分会形成粘结点,这样冻干后的气凝胶支撑性比较好,不容易塌陷;
(2)纺丝前纺丝液消泡或静置12h,以PP无纺布为收集基布,对纺丝液进行静电纺丝:将配制好的纺丝液注入注射器中进行纺丝,纺丝参数温度25℃,湿度40%,注射器的喷头尖端到接收端的距离20cm,注射速度150mm/min,收集基布的速度1.5m/min,正高压23KV,负高压-1KV,纺制1h,得到堆积在无纺布上的纳米纤维膜,无纺布和纳米纤维膜共同构成滤膜;
(3)包括如下步骤:
(3.1)将步骤(2)制得的滤膜取20g,剪切成若干块,每块面积1cm2,倒入200ml去离子水,用均质机10000rpm分批次打碎,每次3min,形成纳米纤维浆液C;
(3.2)将0.5g浆液稳定剂聚丙烯酰胺PAM(合肥日月净水材料有限公司)在200rpm转速下溶于100ml水中,直至溶解完全得到溶液D,然后将溶液D加入浆液C中得到浆液E;
(3.3)然后将10g腈纶(购自浙江汇隆新材料股份有限公司)短纤剪成2mm放入浆液E,搅拌均匀,腈纶稳定的悬浮在溶液中,然后再加入2g聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚(消泡剂);
(4)将上述步骤(3.3)最终制得的浆液倒入模具中,在液氮的环境下冷冻成型,然后放入冻干机中冻干48h,冻干完成后在110℃下进行热处理2h,然后拿出,即得到所述滤网。
实施例3
本优选实施例的用于过滤油烟的滤网包括如下步骤:
(1)制备纺丝液:将0.05g疏水型气相聚四氟乙烯PTFE(购自麦克林试剂)分散在80mL的N,N-DMA中超声震荡30min得分散液,然后将15g聚合物含氟聚氨酯FPU(购自万和化学集团股份有限公司)和1g羟乙基羧甲基纤维素(HECMC)加入前述分散液中,在水浴70℃下搅拌2h,转速为200r/min,配制成FPU溶液,直至溶解完全,得到固含量为16.5wt%的纺丝液;
(2)纺丝前纺丝液消泡或静置12h,以ES无纺布为收集基布,对纺丝液进行静电纺丝:将配制好的纺丝液注入注射器中进行纺丝,纺丝参数温度25℃,湿度40%,喷头尖端到接收端的距离25cm,注射速度180mm/min,收集基布(即无纺布)的速度1.8m/min,正高压25KV,负高压0KV,纺制1h,得到堆积在无纺布上的纳米纤维膜,无纺布和纳米纤维膜共同构成滤膜;将滤膜浸泡在Zn2+浓度为0.08%的水溶液中30min,然后40℃烘干;
(3)包括如下步骤:
(3.1)将步骤(2)制得的滤膜取18g,剪切成若干块,每块面积1cm2,倒入200ml去离子水,用均质机10000rpm分批次打碎,每次3min,形成纳米纤维浆液C;
(3.2)将0.4g浆液稳定剂聚丙烯酰胺PAM在150rpm转速下溶于100ml水中,直至溶解完全得到溶液D,然后将溶液D加入浆液C中得到浆液E;
(3.3)然后将10g腈纶短纤剪成2mm放入浆液E中,搅拌均匀,腈纶稳定的悬浮在溶液中,然后加入1.8g聚氧丙烯甘油醚,搅拌均匀;
(4)将上述步骤(3.3)最终制得的浆液倒入模具中,在液氮的环境下冷冻成型,然后放入冻干机中冻干48h,然后拿出,即得到所述滤网。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于:
本实施例的步骤(4)为:将上述步骤(3)最终制得的浆液倒入模具中,在-60℃的环境下冷冻成型,然后放入冻干机中冻干48h,然后拿出,即得到所述滤网。
实施例5
本实施例仅对步骤(1)做了实验,实施例5的步骤(1)与实施例1的步骤(1)的区别仅在于,本实施例中:将0.1g亲水性的纳米气相二氧化硅颗粒分散在100mL的N,N-二甲基乙酰胺DMAC和20ml的丙酮中超声震荡30min得到分散液,然后将50g聚丙烯腈PAN加入前述分散液中,在水浴90℃下搅拌2h,转速为200r/min,得到固含量为30wt%的纺丝液。在90℃下也能将聚合物的溶解完全,但是这样能耗较大。
实施例6
本实施例仅对步骤(1)做了实验,实施例6的步骤(1)与实施例1的步骤(1)的区别仅在于,本实施例中:将0.2g亲水性的纳米气相二氧化硅颗粒分散在70mL的N,N-二甲基乙酰胺DMAC和10ml的丙酮中超声震荡30min得到分散液,然后将10g聚丙烯腈PAN(加入前述分散液中,在水浴40℃下搅拌2h,转速为200r/min,配制成PAN/SiO2溶液,然后加入4g聚氨酯PU,继续在水浴40℃下搅拌1h,直至溶解完全,得到固含量为15wt%的纺丝液。在40℃下聚合物溶解很慢,且溶解不均匀,故未进行下一步操作。
实施例7
本实施例仅对实施例1的步骤(3.1)做了改动:
本实施例中:(3.1)将步骤2)制得的滤膜取200g,剪切成若干块,每块面积1cm2,倒入200ml去离子水,用均质机10000rpm分批次打碎,每次3min,形成纳米纤维浆液C,形成的浆液C的固含量略过粘稠,效果较实施例1不佳,故未进行下一步操作。
实施例8
本实施例仅对实施例2的步骤(3.3)做了改动:
(3.2)将0.4g浆液稳定剂聚丙烯酰胺PAM在150rpm转速下溶于100ml水中,直至溶解完全得到溶液D,然后将溶液D加入浆液C中得到浆液E;
(3.3)然后将5g腈纶短纤剪成2mm放入浆液E中,搅拌均匀,腈纶稳定的悬浮在溶液中,然后加入1.8g聚氧丙烯甘油醚,搅拌均匀。
下文仅列出申请人对上述实施例1、2、3的油烟过滤效果的性能测试结果,见下表:
样品 对于5um颗粒的过滤效率 噪音降低
实施例一 99.38% 14dB
实施例二 99.56% 15dB
实施列三 99.18% 12dB
Figure BDA0002921094120000071
通过上述三个实施例的测试结果能得出:三种不同纳米纤维构造的气凝胶滤网的油烟颗粒的拦截能力和降低噪音的能力几乎差不多,但是在油烟残留量上看亲水亲油性的纳米纤维残留量最少,不易被油污堵塞,因此更换周期会最长。
性能测试方法:
浸润性测试:
采用OCA25型接触角测量仪测试混纺膜的浸润性性能。将2ul体积的水/油滴在混纺膜的表面,用高精度摄像头拍摄,自动计算接触角θ,接触角越大,疏水/油性越强,当90°<θ<150°,材料表面具有疏水/油性,θ>150°,材料表面具有超疏水/油性。
油烟颗粒拦截能力测试:
采用TSI 8130型自动滤料测试仪测试混纺膜的过滤性能,样品为面积10cm2的圆形,发生粒子颗粒的质量中值直径为1um的NaCl气溶胶,(油烟机风机前的油烟颗粒的粒径分布主要是1—10um)气流速度采用32L/min。通过测试膜两端颗粒物浓度,得到颗粒物的穿透率k,进而得出过滤效率η
油烟在滤网上残留量测试:
将纳米纤维气凝胶做成相应的尺寸置于进风口后面且在风机的前面,按照国标GB/T 17713—2011中油脂分离度测试方法中的装置发烟,试验时间为30min。称量纳米纤维气凝胶滤网实验前后的重量,油烟在滤网上的残留量越少,表明滤网的导油比较好,滤网更换的周期比较长。
降噪测试:
将纳米纤维气凝胶做成相应的尺寸置于进风口后面且在风机的前面,按照国标GB/T 17713—2011中噪音试验方法测试降噪的能力。

Claims (9)

1.一种用于过滤油烟的滤网的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)制备纺丝液:将聚合物溶于有机溶剂中,在40~90℃下搅拌均匀,得到固含量为10%~30wt%的纺丝液;
所述聚合物为聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜、聚氨酯、含氟聚氨酯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、尼龙、聚碳酸酯、聚醚砜中的至少一种;
(2)以无纺布为收集基布,对纺丝液进行静电纺丝,得到堆积在无纺布上的纳米纤维膜,无纺布和纳米纤维膜共同构成滤膜;
(3)包括如下步骤:
(3.1)将步骤(2)制得的滤膜剪切成若干块,放入去离子水中,用均质机打碎得到固含量为0.05~1g/ml的浆液C;
(3.2)将浆液稳定剂在60~200rpm的转速下溶于水中,得到溶液D,浆液稳定剂的质量浓度为0.01%~0.5wt%,然后将该溶液D加入浆液C中得到浆液E;
所述浆液稳定剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚氧化乙烯中的至少一种;
(4)将上述步骤(3)最终制得的浆液在<-60℃或是液氮的环境下冷冻成型,然后放入冻干机中冻干,冻干时间不少于48h,冻干完成后,即得到所述滤网;
所述步骤(1)中还向有机溶剂中添加有亲水性的纳米粒子或疏水性的纳米粒子,所述亲水性的纳米粒子或疏水性的纳米粒子与聚合物的质量比为1:(50~500)。
2.根据权利要求1所述的用于过滤油烟的滤网的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中,所述有机溶剂包含有高沸点溶剂和低沸点溶剂,所述高沸点溶剂为N,N—二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种;所述低沸点溶剂为丙酮、甲酸、乙酸、甲醇、乙醇中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的用于过滤油烟的滤网的制备方法,其特征在于:所述步骤(3.2)的浆液E中还添加有短纤,短纤与步骤(3.1)的滤膜的质量比为1:1~1:5;
所述短纤为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯纤维、聚氯乙烯纤维、聚氨酯纤维中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的用于过滤油烟的滤网的制备方法,其特征在于:所述步骤(3.2)的浆液E中还添加有消泡剂,消泡剂与浆液E的质量比为1:50~1:200;所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷、乳化硅油、高碳醇脂肪酸酯复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的用于过滤油烟的滤网的制备方法,其特征在于:所述纺丝液中还添加有交联剂,所述交联剂为聚氨酯。
6.根据权利要求1所述的用于过滤油烟的滤网的制备方法,其特征在于:所述纺丝液中还添加有交联剂,所述交联剂为聚氧化乙烯、聚己内酯多元醇、聚乙烯醇、聚乙烯缩丁醛、聚乙酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚酰胺PA6、聚氨基甲酸酯中的至少一种,交联剂与聚合物的混合比例为1:10~1:150;在所述步骤(2)中,对纺丝液进行静电纺丝制成滤膜后,再将滤膜进行热处理;且在所述步骤(4)中,对浆液冻干后,也需要再进行热处理。
7.根据权利要求1所述的用于过滤油烟的滤网的制备方法,其特征在于:所述纺丝液中还添加有交联剂,所述交联剂为海藻酸钠、聚丙烯酰胺、羟乙基羧甲基纤维素、4-乙烯基苯磺酸、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯中的至少一种,其中交联剂与聚合物的混合比例为1:20~1:100;
在所述步骤(2)中,对纺丝液进行静电纺丝制成滤膜后,再将滤膜浸泡在含有金属离子的水溶液中,然后烘干;所述金属离子水溶液的浓度为0.01%~0.8%,所述金属离子为Al3 +、Zn2+、Cr3+、Fe3+中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的用于过滤油烟的滤网的制备方法,其特征在于:所述亲水性的纳米粒子为亲水性的纳米气相二氧化硅颗粒;所述疏水性的纳米粒子为疏水性的纳米气相二氧化硅颗粒、疏水性的纳米气相聚四氟乙烯颗粒中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的用于过滤油烟的滤网的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中,静电纺丝方法为:纺丝参数正高压为15~25kv,负高压为-10~0KV,喷头尖端到接收端的距离的距离为15~25cm,注射的速度为100~200mm/min,接收端的速度为0.5~2m/min,纺丝的温度为20~30℃,湿度为30%~50%。
CN202110122525.2A 2021-01-28 2021-01-28 一种用于过滤油烟的滤网的制备方法 Active CN112807854B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110122525.2A CN112807854B (zh) 2021-01-28 2021-01-28 一种用于过滤油烟的滤网的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110122525.2A CN112807854B (zh) 2021-01-28 2021-01-28 一种用于过滤油烟的滤网的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112807854A CN112807854A (zh) 2021-05-18
CN112807854B true CN112807854B (zh) 2022-05-17

Family

ID=75859926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110122525.2A Active CN112807854B (zh) 2021-01-28 2021-01-28 一种用于过滤油烟的滤网的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112807854B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114811682A (zh) * 2022-03-30 2022-07-29 宁波方太厨具有限公司 用于吸油烟机的降噪组件及吸油烟机
CN116590930B (zh) * 2023-07-13 2023-10-03 苏州扬越高新材料有限公司 一种改性涤纶纤维及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108894050A (zh) * 2018-05-04 2018-11-27 河南工程学院 高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法和应用
CN111135771A (zh) * 2020-02-24 2020-05-12 浙江工业大学之江学院 一种高效吸油纳米纤维气凝胶的制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7291271B2 (en) * 2003-12-09 2007-11-06 Separation Design Group, Llc Meso-frequency traveling wave electro-kinetic continuous adsorption system
KR101005079B1 (ko) * 2008-10-23 2010-12-30 금오공과대학교 산학협력단 유착방지막 용도의 생분해성 나노섬유시트 및 그 제조방법
CN103975100A (zh) * 2011-08-30 2014-08-06 康奈尔大学 金属和陶瓷纳米纤维
CN105200663B (zh) * 2015-11-04 2018-01-23 上海洁晟环保科技有限公司 抗菌纳米纤维膜的制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108894050A (zh) * 2018-05-04 2018-11-27 河南工程学院 高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法和应用
CN111135771A (zh) * 2020-02-24 2020-05-12 浙江工业大学之江学院 一种高效吸油纳米纤维气凝胶的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112807854A (zh) 2021-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112807854B (zh) 一种用于过滤油烟的滤网的制备方法
CN109021264B (zh) 一种MOFs-壳聚糖纳米纤维复合膜的制备方法
CN105749767A (zh) 一种静电纺纳米纤维空气过滤材料及制备方法
CN105624922B (zh) 一种具有pm2.5细颗粒过滤功能的透明纱网的制备方法
CN108854596B (zh) 一种连续油水分离中空纤维膜的制备方法
CN107376669B (zh) 一种全氟聚合物中空纤维复合膜的制备方法
CN106925033B (zh) 一种复合纳米纤维pm2.5过滤材料及其制备方法
CN106621840B (zh) 一种可释放远红外线的功能过滤材料及其制备方法
CN109339681A (zh) 一种pvdf/go复合纳米纤维防雾霾窗纱及其制备方法
Fan et al. Electro-blown spun PS/PAN fibrous membrane for highly efficient oil/water separation
CN102309930A (zh) 聚苯硫醚超细纤维多孔膜的制备方法
CN111282345A (zh) 复合材料层的制备方法、复合材料层及空气净化过滤器滤材
CN108894050B (zh) 高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法和应用
Shao et al. Electrospun PS/PAN nanofiber membranes formed from doped carbon nanotubes with a fluffy and multi-scale construction for air-filtration materials
KR20120110468A (ko) 발수성 및 발유성이 우수한 폴리아미드 나노섬유 부직포의 제조 방법
CN114619748A (zh) 碳纳米管基单向导湿光热膜、制备方法和制得的太阳能界面蒸发装置
CN113802193A (zh) 一种溶液喷射纺丝装置及其在制备纳米纤维膜中的应用
CN108771981A (zh) 石墨烯复合材料及其制备方法和应用、石墨烯-碳纳米纤维薄膜及其制备方法
CN110614040A (zh) 一种石墨烯杂化全氟聚合物中空纤维膜的制备方法
CN114849490B (zh) 一种高效低阻超疏水纳米纤维复合膜的制备方法
CN110592700A (zh) 一种常温干法纺丝制备多孔二醋酸纤维素纤维的方法及其产品和应用
Sun et al. Fabrication of fully degradable branched poly (lactic acid) nanofiber membranes for high‐efficiency filter paper materials
CN115725111A (zh) 兼具宽带低频吸声和隔热的复合气凝胶及其制备和应用
Wang et al. Electrospun nanofibrous membrane for air filtration
CN114558461A (zh) 一种有机-无机复合导电滤膜及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant