[发明专利]一种高效低阻纤维复合过滤材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于空气过滤材料技术领域，具体涉及一种高效低阻纤维复合过滤材料及其制备方法。

背景技术

随着现代工业技术的迅速发展，生产生活对环境空气洁净度要求越来越高，许多生产环境、居住环境要达到高等级的空气洁净度，所选用的过滤材料就需要有高效率、低阻力的过滤性能。目前高效、亚高效等打褶过滤器大部分还在使用玻纤滤纸为主要过滤材料，这种滤纸虽然具有对微细粒子高效捕集、易打折加工等优点，但因为滤纸中纤维结构密集，且纤维间孔隙小且少，导致过滤阻力大。为了改善玻璃滤纸的缺陷，人们开始选用丙纶熔喷非织造布作为滤材，由于丙纶熔喷非织造布的纤维细、结构蓬松、孔隙多，并且其比表面积大，密度小，过滤性能优越，并且耐化学腐蚀性好，尤其适于工业滤材，广泛应用于电子、制药、食品、饮料、化学等行业，但传统工艺生产的丙纶非织造布身厚度薄，比较柔软，刚性差，不适合褶皱加工。目前，也有将丙纶熔喷非织造布与玻璃纤维滤纸复合滤纸，如专利CN101352631公开了一种由熔喷非织造布与玻璃纤维纸复合而成的新型过滤材料，这样的复合过滤材料在整体强度方面有了一定的改善，但作为骨材的玻璃纤维纸由于其本身的脆性，抗褶皱性依旧不是很好。聚丙烯过滤材料被广泛应用于空气过滤和室内净化机、口罩、空调风口等产品，其具有寿命长、表面积大、风阻低、能效高等特点。但是，按照行业标准的检测方法，目前工艺所生产的无纺布，其过滤效率≤99.95%时，其阻力一般≥ 120Pa。因此，如何生产一种同时具有高过滤效率是目前行业内亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供了一种高效低阻纤维复合过滤材料及其制备方法，该过滤材料过滤效果好，过滤阻力小。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种高效低阻纤维复合过滤材料，它是由活性炭层和熔喷过滤材料复合而成，所述活性炭层的上下两表面分别复合有一层熔喷过滤材料；活性炭层的厚度＝0.15-0.25mm、克重＝60-75g/m²；熔喷过滤材料厚度＝0.08-0.12mm、克重＝10-18g/m²；所述活性炭层是由无纺布支撑层、上层纤维胶黏剂、下层纤维胶黏剂及活性炭颗粒组成，无纺布支撑层的上表面设有下层纤维胶黏剂，下层纤维胶黏剂的表面设有一层活性炭颗粒，活性炭颗粒的上表面设有上层纤维胶黏剂。

根据上述的高效低阻纤维复合过滤材料，所述熔喷过滤材料是由如下重量份原料制成：聚乙烯切片10~20、改性纳米四氧化三铁0.3~1和十二烷基苯磺酸钠0.05~0.08；所述改性纳米四氧化三铁为经过钛酸酯偶联剂或硅酸酯偶联剂改性处理过的纳米四氧化三铁。

根据上述的高效低阻纤维复合过滤材料，所述活性炭层的厚度＝0.18mm、克重＝63g/m²；熔喷过滤材料厚度＝0.1mm、克重＝15g/m²。

根据上述的高效低阻纤维复合过滤材料，所述熔喷过滤材料是由如下重量份原料制成：聚乙烯切片15、改性纳米四氧化三铁0.8和十二烷基苯磺酸钠0.06；所述改性纳米四氧化三铁为经过钛酸酯偶联剂或硅酸酯偶联剂改性处理过的纳米四氧化三铁。

根据上述的高效低阻纤维复合过滤材料的制备方法，它包括以下步骤：

（1）活性炭层的制备：在无纺布支撑层的上表面涂布下层纤维胶黏剂，接着在下层纤维胶黏剂的表面撒一层粒度为40-80目的活性炭颗粒，然后活性炭颗粒的上表面再涂上层纤维胶黏剂；

（2）熔喷过滤材料的制备：a. 按照上述配比将聚乙烯切片与改性纳米四氧化三铁混合，搅拌均匀后，再向所述混合物中加入配方量的十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀后升温至180～220℃，使混合物熔融；b.将上述熔融的物料在螺杆挤压机的作用下熔融挤出，经过喷丝板喷出，同时使用50～80KV电压对喷出纤维进行深层静电整理，利用气流或者机械成网制得所述的熔喷过滤材料；所述深层静电整理，即对喷出纤维进行驻极体整理，具体是通过电晕放电法或电击穿极化法对过滤材料进行整理，驻极电压60～70KV，驻极距离8～20cm。

（3）产品的制备：在活性炭层的上下两表面分别复合有一层熔喷过滤材料即可。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果：

1. 本发明产品可有效地提高材料的过滤效率，从而可实现过滤器的高效过滤问题，使用本发明的制备方法可以生产出高效低阻纤维复合过滤材料，其过滤效率≥99.95%，且其阻力≤36Pa。