[发明专利]一种改性熔喷聚丙烯复合过滤材料及其制备方法

权利要求书

1.一种改性熔喷聚丙烯复合过滤材料，其特征在于，所述改性熔喷聚丙烯复合过滤材料按重量比组分包括：聚丙烯纤维68～82wt％、气凝胶纳米颗粒5～9wt％、聚四氟乙烯6～11wt％、偶联剂1.5～4wt％和柔性剂1～3.5wt％，气凝胶纳米颗粒使用偶联剂进行改性并与聚丙烯制备复合母粒，并投入熔喷成型设备制成一次纤维，一次纤维通过高压气流牵引制备出改性聚丙烯纤维布，柔性剂均匀雾化喷洒于改性聚丙烯纤维表面，改性聚丙烯纤维布浸渍于聚四氟乙烯分散乳液中，使得改性聚丙烯纤维网状结构微孔之间原位形成分布均匀聚四氟乙烯的纳米孔隙，以 制得改性熔喷聚丙烯复合过滤材料。

2.如权利要求1所述的改性熔喷聚丙烯复合过滤材料，其特征在于，所述组分中的聚丙烯纤维的纤维直径99.6％正态分布在0.5～4.2μm，纤维长径比650～3500，克重为22g～1750g。

3.如权利要求1所述的改性熔喷聚丙烯复合过滤材料，其特征在于，所述组分中气凝胶纳米颗粒选用SiO₂、TiO₂、ZrO₂、Al₂O₃、B₂O₃、B₄C、SiC和碳气凝胶中的一种或几种，气凝胶密度为0.015～0.25g/cm³,比表面积为350～650m²/g和粒径99.8％都正态分布在10～45nm。

4.如权利要求1所述的改性熔喷聚丙烯复合过滤材料，其特征在于，所述组分中的聚四氟乙烯抗张强度18～28MPa,伸长率180～280％,表观密度0.25～1.0g/ml。

5.如权利要求1所述的改性熔喷聚丙烯复合过滤材料，其特征在于，所述组分中的偶联剂选用KH560、氨基硅油、甲基硅油、羟基氨基硅油、羟基硅油、KH550、瓦克硅油、KH792硅烷偶联剂中的一种或几种，含量占改性熔喷聚丙烯复合过滤材料总重量的1.5～4.0wt％。

6.如权利要求1所述的改性熔喷聚丙烯复合过滤材料，其特征在于，所述组分中的柔性剂选用SS-100、丁苯乳胶、丁腈橡胶和聚丙烯酸酯中的一种或几种，含量占改性熔喷聚丙烯复合过滤材料总重量的1.0～3.5wt％。

7.根据权利要求1～6任一项所述的改性熔喷聚丙烯复合过滤材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将偶联剂改性后的气凝胶纳米颗粒与聚丙烯经过高速搅拌混合均匀，然后投入双螺杆挤出机中在一定温度下熔融挤出复合母粒；(2)将复合母粒投入熔喷成型设备中混合均匀并熔融，使得熔融体从一定温度的喷丝嘴喷出一次纤维；(3)在高压气流的牵引作用下一次纤维形成改性聚丙烯纤维布，在熔喷成纤的过程中将柔性剂均匀雾化喷洒于改性聚丙烯纤维表面；(4)将改性聚丙烯纤维布浸渍于聚四氟乙烯分散乳液中，使得改性聚丙烯纤维网状结构微孔之间原位形成分布均匀聚四氟乙烯的纳米孔隙；(5)将含有聚四氟乙烯的改性聚丙烯复合材料在温度为90～135℃的干法固化炉热压3～5min，最终制得改性熔喷聚丙烯复合过滤材料。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，混合物料搅拌速率为250～450r/min，搅拌时间为15～30min；所述双螺杆挤出机中熔融造粒温度为175～225℃。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述熔喷成型设备中熔融喷丝温度为215～255℃,喷丝嘴的喷丝孔直径为65～125μm。

10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，一次改性聚丙烯纤维的纤维直径99％都正态分布在15～30μm，高压气流风压为0.75～1.2MPa；所述柔性剂雾化喷洒时的喷射压力为0.35～0.55MPa,喷射流量为200～335kg/h。