CN113276384A - 一种新风交换膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新风交换膜及其制备方法和应用。制备方法包括以下步骤：步骤1：将高分子量聚烯烃、增塑剂、抗静电剂和无机填料加热共混形成均相共混物；步骤2：所述均相共混物经流延膜模头挤出后经冷却辊冷却得铸片；步骤3：将所得铸片依次进行双向拉伸、萃取和二次横向拉伸；步骤4：热定型后收卷得新风交换膜。应用上述方法制备的新风交换膜，相比于纸芯，具有更好的透气性和过滤效率。其中对飞絮划分过滤效率达100％；对细菌的过滤效率达到99.9％，对病毒过滤效率达99.8以上。在新风系统中的应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化处理技术领域，特别是涉及一种新风交换膜及其制备方法和应用。
背景技术
面对空气质量不断下降的生存环境，各类空调、新风换气产品的市场需求量不断增加。通过新风交换设备，新风和排风进行全热交换，既保证了室内空气清新，同时可借助排风的温度进行预处理，实现新风降温减湿或增温加湿处理，使能量得到有效回收，降低空调换气系统的运行费用。
目前市场上的新风系统交换芯主要为纸芯。长时间使用之后纸芯表面会有灰尘、毛絮等聚积，导致纸芯堵塞而风阻过大。同时纸芯易吸潮，在灰尘毛絮聚积的情况下容易受潮发霉，降低空气质量。此外，纸芯不能水洗，无法重复利用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中纸芯易受潮发霉、易堵孔、不能水洗的缺陷，而提供一种新风交换膜，该新风交换膜具有长效阻菌抗菌性能，交换芯可水洗、可重复利用、风阻低、透气透湿性好。
本发明的另一个目的，是提供上述新风交换膜的制备方法。
本发明的另一个目的，是提供上述新风交换膜在新风系统中的应用。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种新风交换膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将高分子量聚烯烃、增塑剂、抗静电剂和无机填料加热共混形成均相共混物；
步骤2：所述均相共混物经流延膜模头挤出后经冷却辊冷却得铸片；
步骤3：将所得铸片依次进行双向拉伸、萃取和二次横向拉伸；
步骤4：热定型后收卷得新风交换膜。
在上述技术方案中，步骤1中，所述均相共混物中，高分子量聚烯烃的质量分数为10％-30％，抗静电剂的质量分数为0.02％-1％，无机填料的质量分数为0％-20％；余量为增塑剂。
在上述技术方案中，所述高分子量聚烯烃包括聚乙烯或聚丙烯；所述高分子量聚烯烃的重均分子量为10-200万；所述增塑剂为石蜡油、硅油和邻苯二甲酸酯类增塑剂中的一种或任意比例的混合；所述抗静电剂为乙氧基化烷基胺或乙氧基化烷基酸胺；所述无机填料为碳酸钙或氧化铝。
在上述技术方案中，步骤1中，加热共混温度为150-240℃；加热共混转速为30-120rpm。
在上述技术方案中，步骤2中，冷却辊温度为15-50℃；所述冷却辊的转速为2-8m/min。
在上述技术方案中，步骤3中，所述双向拉伸为同步双向拉伸或异步双向拉伸；所述异步双向拉伸包括纵向拉伸和一次横向拉伸；纵向拉伸温度为100-130℃，纵向拉伸倍率为4-10倍；一次横向拉伸温度为110-130℃，依次横向拉伸倍率为4-12倍。
在上述技术方案中，所述萃取温度为20-25℃；萃取溶剂为二氯甲烷；二次横向拉伸温度为65-130℃，二次横向拉伸倍率为1.1-1.6倍。
在上述技术方案中，步骤4中，热定型温度为40-110℃。
本发明的另一方面，应用上述制备方法制备的新风交换膜。
本发明的另一方面，上述新风交换膜在新风系统中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明提供的新风交换膜，可水洗且水洗后透气性能好抗静电性能保持良好。大大提高了重复使用率，节约成本。
2.本发明提供的新风交换膜，相比于纸芯，具有更好的透气性和过滤效率。其中对飞絮划分过滤效率达100％；对细菌的过滤效率达到99.9％，对病毒过滤效率达99.8以上。在新风系统中的应用前景广阔。
3.本发明提供的新风交换膜，具有良好的抗静电性能。明显减少由于静电吸附造成的灰尘积聚，能有效防止堵孔。且孔隙率高透气性好风阻小。
附图说明
图1所示为实施例2中制备的新风交换膜的SEM图；
图2所示为实施例2中制备的新风交换膜的孔径分布图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种新风交换膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将石蜡油、活化型的碳酸钙和乙氧基化烷基胺充分预混预热后，混合物与聚乙烯分别进入双螺杆挤出机，在185℃、55rpm转速条件下，加热共混形成均相共混物；其中，聚乙烯的重均分子量为100万，在均相共混物中的质量分数为20％；抗静电剂为永久型抗静电剂乙氧基化烷基胺液体，在均相共混物中的质量分数为0.3％；活化型的碳酸钙在均相共混物中的质量分数为3％，其余为增塑剂石蜡油。
步骤2：所述均相共混物通过流延膜模头挤出后经冷却辊冷却得铸片；冷却辊温度为30℃；所述冷却辊的转速为6m/min；
步骤3：将所得铸片一次进行同步双向拉伸、萃取和二次横向拉伸；所述同步双向拉伸温度为126℃，同步双向拉伸倍率为5*5倍；所述萃取温度为23℃；萃取溶剂为二氯甲烷；二次横向拉伸温度为65℃，二次横向拉伸倍率为1.02倍。
步骤4：40℃热定型后收卷得新风交换膜。
实施例2
一种新风交换膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将石蜡油和乙氧基化烷基胺充分预混预热后，混合物与聚乙烯分别进入双螺杆挤出机，在180℃、84rpm转速条件下，加热共混形成均相共混物；其中，聚乙烯的重均分子量为60万，在均相共混物中的质量分数为20％；抗静电剂为永久型抗静电剂乙氧基化烷基胺液体，在均相共混物中的质量分数为0.3％；其余为增塑剂石蜡油。
步骤2：所述均相共混物通过流延膜模头挤出后经冷却辊冷却得铸片；冷却辊温度为17℃；所述冷却辊的转速为3.8m/min；
步骤3：将所得铸片一次进行异步双向拉伸、萃取和二次横向拉伸；所述异步双向拉伸包括纵向拉伸和一次横向拉伸；纵向拉伸温度为115℃，纵向拉伸倍率为9.5倍；一次横向拉伸温度为126℃，一次横向拉伸倍率为8.8倍；所述萃取温度为23℃；萃取溶剂为二氯甲烷；二次横向拉伸温度为125℃，二次横向拉伸倍率为1.2倍。
步骤4：50℃热定型后收卷得新风交换膜。
制备所得的新风交换膜的SEM图如图1所示，其孔径分布图图2所示。从图和图2中可以看出，制备所得的新风交换膜为多孔型薄膜，孔径主要分布在0.02-0.1μm之间，平均孔径为0.05μm。
实施例3
一种新风交换膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将石蜡油、活性碳酸钙和乙氧基化烷基胺充分预混预热后，混合物与聚乙烯分别进入双螺杆挤出机，在180℃、83rpm转速条件下，加热共混形成均相共混物；其中，聚乙烯的重均分子量为60万，在均相共混物中的质量分数为20％；抗静电剂为永久型抗静电剂乙氧基化烷基胺液体，在均相共混物中的质量分数为0.3％；活性碳酸钙在均相共混物中的质量分数为5％，其余为增塑剂石蜡油。
步骤2：所述均相共混物通过流延膜模头挤出后经冷却辊冷却得铸片；冷却辊温度为17℃；所述冷却辊的转速为3.8m/min；
步骤3：将所得铸片一次进行异步双向拉伸、萃取和二次横向拉伸；所述异步双向拉伸包括纵向拉伸和一次横向拉伸；纵向拉伸温度为113℃，纵向拉伸倍率为9.5倍；一次横向拉伸温度为125℃，一次横向拉伸倍率为8.8倍；所述萃取温度为23℃；萃取溶剂为二氯甲烷；二次横向拉伸温度为125℃，二次横向拉伸倍率为1.2倍。
步骤4：50℃热定型后收卷得新风交换膜。
实施例4
一种新风交换膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将石蜡油和乙氧基化烷基胺充分预混预热后，混合物与聚乙烯分别进入双螺杆挤出机，在195℃、60rpm转速条件下，加热共混形成均相共混物；其中，聚乙烯的重均分子量为80万，在均相共混物中的质量分数为20％；抗静电剂为永久型抗静电剂乙氧基化烷基胺液体，在均相共混物中的质量分数为0.3％；其余为增塑剂石蜡油。
步骤2：所述均相共混物通过流延膜模头挤出后经冷却辊冷却得铸片；冷却辊温度为10℃；所述冷却辊的转速为5m/min；
步骤3：将所得铸片一次进行异步双向拉伸、萃取和二次横向拉伸；所述异步双向拉伸包括纵向拉伸和一次横向拉伸；纵向拉伸温度为116℃，纵向拉伸倍率为7.4倍；一次横向拉伸温度为124℃，一次横向拉伸倍率为7.5倍；所述萃取温度为23℃；萃取溶剂为二氯甲烷；二次横向拉伸温度为130℃，二次横向拉伸倍率为1.15倍。
步骤4：100℃热定型后收卷得新风交换膜。
对实施例1-4中制备的新风交换膜与市面上在售的纸芯材料进行性能检测，结果如下：
备注：
上表中测试所用的测试仪器及其型号为：
厚度仪C1216；
电子天平BSA224-CW；
王研式透气仪；
PMI压水仪AAQ-3K-A-1；
颗粒物过滤效率测试仪QJ-706C；
静电测试仪SMICO FMX-003。
依照本发明内容进行工艺参数调整，均可制备本发明的新风交换膜，并表现出与实施例1基本一致的性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种新风交换膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将高分子量聚烯烃、增塑剂、抗静电剂和无机填料加热共混形成均相共混物；
步骤2：所述均相共混物经流延膜模头挤出后经冷却辊冷却得铸片；
步骤3：将所得铸片依次进行双向拉伸、萃取和二次横向拉伸；
步骤4：热定型后收卷得新风交换膜。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述均相共混物中，高分子量聚烯烃的质量分数为10％-30％，抗静电剂的质量分数为0.02％-1％，无机填料的质量分数为0％-20％；余量为增塑剂。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述高分子量聚烯烃包括聚乙烯或聚丙烯；所述高分子量聚烯烃的重均分子量为10-200万；所述增塑剂为石蜡油、硅油和邻苯二甲酸酯类增塑剂中的一种或任意比例的混合；所述抗静电剂为乙氧基化烷基胺或乙氧基化烷基酸胺；所述无机填料为碳酸钙或氧化铝。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，加热共混温度为150-240℃；加热共混转速为30-120rpm。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2中，冷却辊温度为15-50℃；所述冷却辊的转速为2-8m/min。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述双向拉伸为同步双向拉伸或异步双向拉伸；所述异步双向拉伸包括纵向拉伸和一次横向拉伸；纵向拉伸温度为100-130℃，纵向拉伸倍率为4-10倍；一次横向拉伸温度为110-130℃，一次横向拉伸倍率为4-12倍；二次横向拉伸温度为65-130℃，二次横向拉伸倍率为1.1-1.6倍。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述萃取温度为20-25℃；萃取溶剂为二氯甲烷。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤4中，热定型温度为40-110℃。
9.应用权利要求1-8任一项所述的制备方法制备的新风交换膜。
10.如权利要求9所述的新风交换膜在新风系统中的应用。
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