CN112982011B

CN112982011B - 一种玻璃纤维棉过滤层及空气过滤纸的制备方法和应用

Info

Publication number: CN112982011B
Application number: CN202110368318.5A
Authority: CN
Inventors: 罗杰
Original assignee: Chongqing Zaisheng Technology Corp ltd
Current assignee: Chongqing Zaisheng Technology Corp ltd
Priority date: 2021-04-06
Filing date: 2021-04-06
Publication date: 2023-01-31
Anticipated expiration: 2041-04-06
Also published as: CN112982011A

Abstract

本发明提供了一种玻璃纤维棉过滤层及空气过滤纸的制备方法和应用。本发明通过采用超细玻璃纤维棉、玻璃纤维短切丝和聚乙烯醇纤维作为原料制备的空气过滤纸，具有高强度、低阻力的物理特点，因此通风过滤的效率更高，空气循环加快，更有利于对室内环境的管理和控制。

Description

一种玻璃纤维棉过滤层及空气过滤纸的制备方法和应用

技术领域

本发明涉及过滤材料技术领域，尤其涉及一种玻璃纤维棉过滤层及空气过滤纸的制备方法和应用。

背景技术

粮猪安天下，生猪产业是我国农业生产的重要组成部分，猪肉是城乡居民的重要食品。我国既是养猪大国，也是猪肉消费大国，生猪饲养量和猪肉消费量均占世界的一半左右。发展生猪产业，对保障市场供应、增加农民收入、促进经济社会稳定发展具有重要意义。目前，猪场新风系统的导入，比传统的以水帘+风机的环境控制系统更加高效、精准的保证了猪舍的空气洁净，对猪瘟疫情控制、生猪的生长、猪肉品质提供了更优的保障措施。

然而现有的新风系统尤为猪舍新风系统中使用的新风中效空气过滤纸存在阻力高，效率低，强度不够等问题，为保障猪场的环境卫生，改善猪舍通风，有必要寻求一种更理想的新风系统空气过滤纸，不仅可以改善猪场的通风环境，还可以改善普通室内通风环境。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明目的之一在于提供了一种玻璃纤维棉过滤层，其解决了现有新风系统中效空气过滤纸阻力高，效率低，强度不够的问题。

根据本发明的实施例，一种玻璃纤维棉过滤层，包括以下质量百分比的组分：0.39-0.60μm中碱玻璃纤维棉10-30％、1.50-3.5μm中碱玻璃纤维棉55-75％、无碱玻璃短切丝10-30％、聚乙烯醇纤维5-10％。

优选的，所述玻璃纤维棉包括以下质量百分比的组分：0.39-0.60μm中碱玻璃纤维棉15-25％、1.50-3.5μm中碱玻璃纤维棉60-70％、无碱玻璃短切丝15-25％、聚乙烯醇纤维6-8％。

进一步，所述无碱玻璃短切丝的直径为5-8um，所述聚乙烯醇纤维的直径为8-10um。

直径为0.39-0.60μm的中碱玻璃纤维棉用于填充过大孔径，使得滤纸过滤空气的效率更高，直径为1.50-3.5μm的中碱玻璃纤维棉起到滤纸骨架支撑作用、直径5-8um无碱玻璃短切丝可加强滤纸挺度、直径8-10um聚乙烯醇纤维融化后，可加强纤维与纤维之间的连接，保证滤纸的强度。

本发明的目的之二在于提供一种空气过滤纸的制备方法及制备得到的空气过滤纸，生产出适用于新风系统过滤器的高强度、低阻力和高效率的玻璃纤维空气过滤纸。

根据本发明的实施例，一种空气过滤纸的制备方法，包括以下步骤：

1)浆料分散：将中碱玻璃纤维棉、无碱玻璃短切丝和聚乙烯醇纤维加有硫酸的水溶液中进行打浆分散，调控浆料浓度和酸度；

2)成型：将浆料稀释，

调节pH值后除渣，然后用斜网成型造纸机进行湿法成型制得湿纸后脱水处理；

3)浸胶：将步骤2)得到的湿纸干燥后得到玻璃纤维棉过滤层，再浸渍增强剂中，最后再干燥得空气过滤纸。

具体的，使用硫酸副作用少、安全性高，不易挥发，性能稳定，可操作性高，对环境较友好。

进一步，步骤1)浆料浓度在1.0-3.0％，酸度为pH 2.0-3.5。

进一步，步骤2)将浆料稀释为0.1-0.3％的质量浓度，调节酸度pH值为2.0-3.5，经除渣后，用斜网成型造纸机进行湿法成型，得到湿纸，再在真空度为0.01-0.5MPa的条件下对湿纸进行抽吸脱水处理，并使湿纸的含湿率＜15％。

进一步，步骤3)制得的湿纸在150-250℃下进行干燥处理，得到玻璃纤维棉过滤层，再浸渍质量浓度为2％-5％的丙烯酸类乳液，再在160-220℃下进行红外线加热干燥处理得所述的空气过滤纸。

具体的，丙烯酸类乳液可以在160-220℃固化，滤纸干燥温度适宜。

本发明的目的还在提供一种于所述的空气过滤纸的一种应用，生产出的所述的空气过滤纸可以应用于新风系统中，尤适用于猪舍新风系统。

猪群每天产生大量的粪便会发酵产生大量的有害气体比如氨气、硫化氢、一氧化碳、甲烷还有呼吸产生大量的二氧化碳、用水以及尿液产生一定的湿度、粪便干燥后，猪的皮毛，饲料分解产生大量的粉尘颗粒，所以猪舍的环境也需要将这些有害气体、湿度及粉尘控制在一定的理想范围值之内。通风就是为了维持舍内的适宜温度。

具体的，所述空气过滤纸过滤机理主要是物理拦截，低阻高效的特性保证了滤纸良好的通风性。猪舍内病菌、细菌等有害物质主要是附着在颗粒物上，其中PM2.5颗粒危害性最大，而本发明的空气过滤纸对PM2.5具有高效的过滤效率，因此不仅可以用于猪舍空气过滤，常规使用场景中亦可以使用。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明通过采用超细玻璃纤维棉(两种不同直径的中碱玻璃纤维棉)、玻璃纤维短切丝和聚对苯二甲酸类纤维作为原料，以丙烯酸类乳液为增强剂制备适用于新风系统过滤器的过滤纸，相比现有技术，制备的新风系统空气过滤纸具有高强度、低阻力的物理特点，因此通风过滤的效率更高，空气循环加快，更有利于对室内环境的管理和控制。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明中的技术方案进一步说明。

实施例1玻璃纤维棉过滤层原料

第一组：0.39-0.60μm中碱玻璃纤维棉10％、1.50-3.5μm中碱玻璃纤维棉75％、5-8um无碱玻璃短切丝10％、8-10um聚乙烯醇纤维6％。

第二组：0.39-0.60μm中碱玻璃纤维棉30％、1.50-3.5μm中碱玻璃纤维棉55％、5-8um无碱玻璃短切丝10％、8-10um聚乙烯醇纤维8％。

第三组：0.39-0.60μm中碱玻璃纤维棉20％、1.50-3.5μm中碱玻璃纤维棉65％、5-8um无碱玻璃短切丝20％、8-10um聚乙烯醇纤维5％。

第四组：0.39-0.60μm中碱玻璃纤维棉15％、1.50-3.5μm中碱玻璃纤维棉60％、5-8um无碱玻璃短切丝15％、8-10um聚乙烯醇纤维10％。

第五组：0.39-0.60μm中碱玻璃纤维棉25％、1.50-3.5μm中碱玻璃纤维棉70％、5-8um无碱玻璃短切丝25％、8-10um聚乙烯醇纤维7％。

实施例2空气过滤纸的制备

1、浆料分散：取实施例1-5组原料分别在加有硫酸的水溶液中进行打浆分散，使原料均匀的分散于水中后，再控制浆料质量浓度为2.5％，酸度为pH2.5；

2、将步骤2)中所得到的浆料再添加水使至稀释为0.2％的质量浓度，调节酸度PH值为3.0，经过除渣后，然后用斜网成型造纸机进行湿法成型，得到湿纸，再在真空度为0.2MPa的条件下对湿纸进行抽吸脱水处理，并使湿纸的含湿率为12％；

3、制得的湿纸在200℃下进行干燥处理，得到玻璃纤维棉过滤层，再浸渍质量浓度为2％的丙烯酸类乳液(B-959)，再在180℃下进行红外线加热干燥处理得空气过滤纸。

实施例3空气过滤纸的制备

1、浆料分散：取实施例1-5组原料分别在加有硫酸的水溶液中进行打浆分散，使原料均匀的分散于水中后，再控制浆料质量浓度为1.0％，酸度为pH 2.0；

2、将步骤2)中所得到的浆料再添加水使至稀释为0.1％的质量浓度，调节酸度PH值为2.0，经过除渣后，然后用斜网成型造纸机进行湿法成型，得到湿纸，再在真空度为0.01MPa的条件下对湿纸进行抽吸脱水处理，并使湿纸的含湿率为11％；

3、制得的湿纸在150℃下进行干燥处理，得到玻璃纤维棉过滤层，再浸渍质量浓度为3.5％的丙烯酸类乳液(B-959)，再在220℃下进行红外线加热干燥处理得空气过滤纸。

实施例4空气过滤纸的制备

1、浆料分散：取实施例1-5组原料分别在加有硫酸的水溶液中进行打浆分散，使原料均匀的分散于水中后，再控制浆料质量浓度为3.0％，酸度为pH 3.5；

2、将步骤2)中所得到的浆料再添加水使至稀释为0.3％的质量浓度，调节酸度PH值为3.5，经过除渣后，然后用斜网成型造纸机进行湿法成型，得到湿纸，再在真空度为0.5MPa的条件下对湿纸进行抽吸脱水处理，并使湿纸的含湿率为10％；

3、制得的湿纸在250℃下进行干燥处理，得到玻璃纤维棉过滤层，再浸渍质量浓度为5％的丙烯酸类乳液(B-959)，再在160℃下进行红外线加热干燥处理得空气过滤纸。

实施例5空气过滤纸性能测试

测试结果如表1-3所示：采用本发明制备空气过滤纸阻力低，效率高，耐高温，强度高，耐酸碱，挺度好，相比现有的滤纸具有明显优势，如表4所示。

表1实施例2制备的空气过滤纸性能测试

表2实施例3制备的空气过滤纸性能测试

表3实施例4制备的空气过滤纸性能测试

表4

指标	常规	猪舍新风
			挺度(mg)	1100-1200	≥1500
强度(N/m)	1000-1200	≥1300
			厚度(mm)(50KPa)	0.38-0.42	0.38-0.42
阻力(Pa)	68-70	＜60
			效率(％)	78-81	＞80

实施例6空气过滤纸过滤PM2.5监测

对采用本发明空气过滤纸的新风系统进行环境监控，其结果如下：当外界环境温度为13-16摄氏度，PM2.5为73时，环境监控如表3所示，结果显示本发明的空气过滤纸具有显著的过滤PM2.5，改善室内环境的作用。

表5环境监测

场景	PM2.5(ug/m3)	二氧化碳(ppm)	TVOC(mg/m3)	湿度(％)	温度(℃)
						大厅	10	447	0.3	58.0	21.9
办公区	3	484	0.3	61.6	22.0
						休息室	7	524	0.3	58.8	22.5
休闲区	7	429	0.22	59.4	21.7

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种玻璃纤维棉过滤层，其特征在于，所述玻璃纤维棉过滤层包括以下质量百分比的组分：0.39-0.60μm中碱玻璃纤维棉10-30%、1.50-3.5μm中碱玻璃纤维棉55-75%、5-8um无碱玻璃短切丝10-30%、8-10um聚乙烯醇纤维5-10%。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维棉过滤层，其特征在于，所述玻璃纤维棉过滤层包括以下质量百分比的组分：0.39-0.60μm中碱玻璃纤维棉15-25%、1.50-3.5μm中碱玻璃纤维棉60-70%、无碱玻璃短切丝15-25%、聚乙烯醇纤维6-8%。

3.一种空气过滤纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）浆料分散：将质量百分比为：0.39-0.60μm中碱玻璃纤维棉10-30%、1.50-3.5μm中碱玻璃纤维棉55-75%、5-8um无碱玻璃短切丝10-30%、8-10um聚乙烯醇纤维5-10%的原料加入有硫酸的水溶液中进行打浆分散，调控浆料浓度和酸度;

2) 成型：将浆料稀释，调节pH值后除渣，然后用造纸机进行湿法成型制得湿纸后脱水处理；

3）浸胶：将步骤2）得到的湿纸在150-250℃下进行干燥处理，得到玻璃纤维棉过滤层，再浸渍质量浓度为2%-5%的丙烯酸类乳液，再在160-220℃下进行红外线加热干燥处理得所述的空气过滤纸。

4.根据权利要求3所述的一种空气过滤纸的制备方法，其特征在于，步骤1）浆料浓度在1.0-3.0%，酸度为pH 2.0-3.5。

5.根据权利要求3所述的一种空气过滤纸的制备方法，其特征在于，步骤2）将浆料稀释成0.1-0.3%的质量浓度，调节酸度pH值为2.0-3.5，经除渣后，用斜网成型造纸机进行湿法成型，得到湿纸，再在真空度为0.01-0.5 MPa的条件下对湿纸进行抽吸脱水处理，并使湿纸的含湿率＜15%。

6.权利要求3-5任一项所述的一种空气过滤纸的制备方法制备得到的空气过滤纸。

7.权利要求6所述的空气过滤纸在新风系统中的应用。

8.根据权利要求7所述的空气过滤纸在新风系统中的应用，其特征在于，所述的空气过滤纸在猪舍新风系统中的应用。