[发明专利]一种复合式空气除尘滤袋及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合式空气除尘滤袋及其制备方法，包括制备吡咯基聚苯乙烯、制备吡咯基聚苯乙烯包覆纳米二氧化硅、制备纺丝液以及制备空气除尘滤袋4个步骤，本发明通过对滤袋原丝纤维进行改性降低了原丝纤维的直径，同时在聚苯乙烯上引入吡咯基官能团，丰富了纤维的自身结构，同时通过交联反应在基体内均匀负载纳米二氧化硅，不仅能有效抑制叠加时大孔隙的出现，而且还能降低纤维自由交叉形成的网络空隙，从而达到抑制PM2.5颗粒流动的目的，此外二氧化硅是良好的无机驻极体材料，能够长期储存空间电荷和偶极矩电荷，使用其制备的非织造材料能够稳定长期的保持静电荷，通过静电吸附作用来过滤带电粉尘微粒，提升过滤性能。

技术领域

本发明涉及除尘滤袋制备技术领域，具体涉及一种复合式空气除尘滤袋及其制备方法。

背景技术

当前我国空气污染非常严重，大面积雾霾事件频繁发生，已经严重影响了人们的正常生活，频繁发生的雾霾天气也引起了国内外的广泛关注。雾霾中的主要成分是PM2.5，这些细小颗粒物对人体有极大的危害，通过人们的呼吸可以直接进入支气管，并被人体吸收引发包括哮喘、支气管炎、尘肺和心血管病等众多疾病。同时，PM2.5中有不少可溶性的粒子，如硫酸盐、硝酸盐、铵盐以及有机酸盐等，这些粒子的吸水性很强，这些可溶性粒子极容易吸附水气，而形成灰霾天气。这种天气严重地降低了空气的能见度，可导致交通事故，造成人员伤亡和财产损失。

专利文献CN103505942A采用熔喷法制备了纳米纤维过滤材料，详细说明了纳米纤维在小颗粒粉尘过滤方面的优势，但制备的材料无法在高温下长期使用，且材料强度低，无法承受多次高压脉冲清洗。专利文献CN101795747A描述了一种含有纳米纤维的空气过滤器滤料，详细说明了高效低阻滤料制备的可行性，但该滤料的纳米纤维层保护效果差，无法自动清灰，纳米纤维滤料的重复连续使用性较差。CN102527158A描述了一种耐高温过滤材料，使用聚苯硫醚或聚四氟乙烯纳米纤维，但制备的材料孔隙较大，对小颗粒粉尘过滤效率较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复合式空气除尘滤袋及其制备方法，解决传统的过滤材料对小颗粒粉尘过滤效率低以及强度低技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种复合式空气除尘滤袋的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备吡咯基聚苯乙烯：向己烷溶剂中加入苯乙烯与1-(4-乙烯基苄基)吡咯烷，搅拌溶解，然后向其中加入四甲基乙二胺和正丁基锂进行反应，待反应结束后，再向溶剂中加入乙醇，蒸干溶剂，即得到吡咯基聚苯乙烯；

(2)制备吡咯基聚苯乙烯包覆纳米二氧化硅：将步骤(1)得到的吡咯基聚苯乙烯溶解在四氯化碳中，然后向其中加入纳米二氧化硅，超声分散均匀后，再向其中加入氯化铝进行交联反应，待反应结束后，将反应产物进行过滤、洗涤、干燥，即得到吡咯基聚苯乙烯包覆纳米二氧化硅；

(3)制备纺丝液：向去离子水中加入涤纶纤维、吡咯基聚苯乙烯包覆纳米二氧化硅、无机结合剂、有机粘结剂、分散剂、固化剂和偶联剂，恒温搅拌均匀，即得到纺丝液；

(4)制备空气除尘滤袋：将纺丝液注入带有金属针头的注射器中，进行静电纺丝，然后编织成除尘滤袋。

优选的，步骤(1)中，苯乙烯，1-(4-乙烯基苄基)吡咯烷，四甲基乙二胺和正丁基锂的质量比为100:15-40:30-40:18-22。

优选的，反应温度为50-80℃，反应时间为2-3h。

优选的，步骤(2)中，吡咯基聚苯乙烯、四氯化碳、纳米二氧化硅和氯化铝的质量比为100:800-1200:180-250:60-80。

优选的，步骤(2)中，交联反应的温度为75-90℃，反应时间为18-36h。