專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種駐極體空氣過(guò)濾材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種駐極體空氣過(guò)濾材料。(二)
背景技術(shù)：
熔噴法非織造布生產(chǎn)工藝系首先將聚合物熔融成熔體，送入擠壓腔，由一排扁平的噴絲孔擠出。高速熱空氣流由管道導(dǎo)入，并從噴絲板上下兩側(cè)的扁狹縫中高速?lài)姵觯鼘⑸形闯尚蔚娜垠w細(xì)流分散、拉斷、形成極細(xì)的不規(guī)則超細(xì)短纖維，然后將其凝聚在多孔滾筒或簾網(wǎng)上而成纖網(wǎng)，最后纖網(wǎng)通過(guò)自身粘合或熱粘合而成為非織造布。熔噴法非織造布主要用作高效空氣過(guò)濾材料、吸油氈、醫(yī)療衛(wèi)生用品等，是很有發(fā)展前景的一種非織造布。傳統(tǒng)熔噴工藝采用一組噴絲板，只能形成單一絲徑分布的熔噴無(wú)紡布，其存在過(guò)濾效率低、壓力損失大、使用壽命短的缺陷。(三)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種過(guò)濾效率高、壓力損失小、使用壽命長(zhǎng)的駐極體空氣過(guò)濾材料。所述的駐極體空氣過(guò)濾材料，由下述方法制備而得(1)先制備得到由預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層組成的雙層復(fù)合纖維，其中預(yù)過(guò)濾層纖維絲徑分布在3-10微米；主過(guò)濾層纖維絲徑分布在卜5微米；(2)再對(duì)雙層復(fù)合纖維進(jìn)行注板而得產(chǎn)物。進(jìn)一歩，所述的預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層材料選自下述之一聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、甲基丙烯酸乙酯、乙烯-醋酸酯共聚物、聚氨基甲酸酯。進(jìn)一步，所述的預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層材料選自聚丙烯。進(jìn)一步，步驟(1)中的雙層復(fù)合纖維采用熔噴工藝制得，預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層采用雙噴絲板分別擠出，兩噴絲板中擠出的超細(xì)纖維在凝網(wǎng)簾上成網(wǎng)具有一定的時(shí)間差，從而形成不同絲徑分布的雙層復(fù)合纖維。進(jìn)一步，預(yù)過(guò)濾層的噴絲板孔徑直徑為0.40.6微米，長(zhǎng)徑比為612;主過(guò)濾層的噴絲板孔徑直徑為O.10.4微米，長(zhǎng)徑比為1017。進(jìn)一步，步驟(2)采用電暈放電法或電擊穿極化方法進(jìn)行注板。進(jìn)一步，步驟(2)采用電暈放電法進(jìn)行注板，注板電壓正極選擇2030KV,負(fù)極選擇1030KV，注板距離為530cm。本發(fā)明的駐極體空氣過(guò)濾材料具有下述有益效果1、極高的駐極體電荷穩(wěn)定性聚丙烯具有突出的疏水性和介電性能，本身就是極好的空間電荷駐極體。而雙絲徑梯度雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)中的界面層又是捕獲電荷的有效陷阱源，因此可有效提高濾料的電荷存儲(chǔ)能力和電荷穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)已證明駐極體復(fù)合濾材在室溫下長(zhǎng)期儲(chǔ)存以及在更極端的條件下，如在8(TC的高溫及95%的高濕環(huán)境中可長(zhǎng)期工作，即使將纖維瞬時(shí)地浸入水或酒精中也不會(huì)產(chǎn)生明顯的放電現(xiàn)象。其電荷強(qiáng)度沒(méi)有明顯下降。因此，雙層復(fù)合駐極體過(guò)濾材料除了一般過(guò)濾材料具有的直接捕獲、慣性沉積、重力沉積和擴(kuò)散效應(yīng)等作用外，還增加了駐極體效應(yīng)(即靜電效應(yīng))，利用復(fù)合材料的駐極體效應(yīng)，可有效地提高材料的過(guò)濾效率，從而可解決過(guò)濾器的高效過(guò)濾問(wèn)題。2、卓越的過(guò)濾效率雙絲徑梯度熔噴駐極體高效過(guò)濾材料形成兩層三維立體纖維梯度層。一層是預(yù)過(guò)濾層，纖維絲徑分布是3-10微米；另一層是主過(guò)濾層，纖維絲徑分布是卜5微米。它不但通過(guò)攔截、慣性、擴(kuò)散等作用來(lái)捕獲粉塵粒子，而且利用靜電效應(yīng)捕獲粉塵粒子。該材料纖維是被極化了的駐極體纖維，在與氣流垂直的方向上存在著高達(dá)幾百至上千伏電壓的靜電場(chǎng)，在纖維材料的孔隙間形成了無(wú)數(shù)個(gè)無(wú)源集塵電極。當(dāng)氣流中的帶電微粒尤其是亞微米級(jí)粒子(往往是帶電的)通過(guò)這些孔隙時(shí)，就在電場(chǎng)力的作用下被捕獲。氣流中的中性微粒因感應(yīng)或極化而成為偶極子，從而也可有效地被捕獲。由于電場(chǎng)力是長(zhǎng)程力，其過(guò)濾效率可以達(dá)到99.97%(測(cè)試粒子0.3微米)。在同樣的過(guò)濾效率時(shí)，濾材空隙的幾何尺寸大，使過(guò)濾器的壓差比同等效率的過(guò)濾器降低3-5倍，明顯地減少了流阻，可大大地節(jié)省能源；另外細(xì)菌和病毒具有天然的駐極態(tài)(帶負(fù)電)，通常依附于粉塵上。駐極體對(duì)常見(jiàn)的細(xì)菌和病毒有抑制和殺滅作用。3、很低的壓力損失壓力損失與過(guò)濾效率一樣也是衡量過(guò)濾器的特定參數(shù)之一，好的過(guò)濾材料在使用過(guò)程中的壓差較小。雙絲徑梯度熔噴駐極體高效過(guò)濾材料的纖維絲徑介于中效和高效過(guò)濾材料纖維絲徑中間，其壓力損失只有普通高效濾材的1/51/3?？諝庀冉?jīng)過(guò)預(yù)過(guò)濾層，將大粉塵粒子過(guò)濾掉；再通過(guò)主過(guò)濾層，將小粉塵粒子過(guò)濾掉，從而延緩材料壓力損失的增加，大大提高材料使用壽命。一般普通高效濾材，壓力損失為300Pa左右，而該材料壓力損失只有50Pa左右。這種材料在開(kāi)始使用時(shí)，壓力損失比同等效率的濾料要小的多。因此在材料投入運(yùn)行后，壓力損失隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)而增大很緩慢。而同等效率的濾材隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)，被濾料捕捉的粉塵越來(lái)越多時(shí)，其微孔很快堵死，壓力損失越來(lái)越大。4、使用壽命長(zhǎng)由于傳統(tǒng)高效濾材靠細(xì)纖維堆積成的微孔而獲得的高效率，在使用中粉塵很容易進(jìn)入濾料內(nèi)部，且越積越多，直到將微孔堵死、板結(jié)，濾料不能再使用。該材料每平方米克重在10-100克，厚度在0.150-0.500毫米，是三維立體結(jié)構(gòu)，空間大，容塵量高，從而提高了材料的使用壽命。該材料可以與其它硬挺材料復(fù)合制成折疊過(guò)濾器，大大增加過(guò)濾材料的面積，延長(zhǎng)過(guò)濾器的使用壽命。5，最佳經(jīng)濟(jì)效益(1)具有很直觀的經(jīng)濟(jì)效益。由于該材料過(guò)濾效率可達(dá)到99.97%(測(cè)試粒子0.3微米)以上，大大降低了因超標(biāo)排放帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失，降低了產(chǎn)品的損耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益。(2)大大降低電能的消耗。該材料起始阻力小，壓力損失上升緩慢，可用較小的風(fēng)機(jī)動(dòng)力或提高處理風(fēng)量，即在低能耗下增加風(fēng)量。(3)用該材料制備的過(guò)濾器壽命長(zhǎng)，為一般高效過(guò)濾器的2倍以上，減少維修費(fèi)用，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。(4)節(jié)約投資費(fèi)用。由于該材料起始阻力小，壓力損失上升緩慢，設(shè)計(jì)過(guò)濾風(fēng)速可以增大，同等工況下可以減小過(guò)濾器的體積，因而減少了過(guò)濾設(shè)備的投資費(fèi)用。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。實(shí)施例1駐極體空氣過(guò)濾材料的制備(1)先制備得到由預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層組成的雙層復(fù)合纖維，其中預(yù)過(guò)濾層纖維絲徑分布在3-10微米；主過(guò)濾層纖維絲徑分布在1-5微米；雙層復(fù)合纖維采用熔噴工藝制得，預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層采用雙噴絲板分別擠出，兩噴絲板中擠出的超細(xì)纖維在凝網(wǎng)簾上成網(wǎng)具有一定的時(shí)間差，從而形成不同絲徑分布的雙層復(fù)合纖維；預(yù)過(guò)濾層的噴絲板孔徑直徑為0.4微米，長(zhǎng)徑比為8;主過(guò)濾層的噴絲板孔徑直徑為0.2微米，長(zhǎng)徑比為13。所述的預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層材料選自聚丙烯。(2)再對(duì)雙層復(fù)合纖維進(jìn)行注板而得產(chǎn)物；采用電暈放電法進(jìn)行注極，注板電壓正極選擇25KV，負(fù)極選擇IOKV，注板距離為15cm。實(shí)施例2駐極體空氣過(guò)濾材料的制備(1)先制備得到由預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層組成的雙層復(fù)合纖維，其中預(yù)過(guò)濾層纖維絲徑分布在3-10微米；主過(guò)濾層纖維絲徑分布在1-5微米；所述的主過(guò)濾層材料選自聚丙烯，聚丙烯采用噴絲板擠出，噴絲板孔徑直徑為0.2微米，長(zhǎng)徑比為13;預(yù)過(guò)濾層采用紡粘法制備的聚丙烯無(wú)紡布，主過(guò)濾層和預(yù)過(guò)濾層采用熱粘法復(fù)合。(2)再對(duì)雙層復(fù)合纖維進(jìn)行注極而得產(chǎn)物；采用電擊穿極化方法進(jìn)行注極，注板電壓正極選擇20KV，負(fù)極選擇25KV。實(shí)施例3駐極體空氣過(guò)濾材料的制備(1)先制備得到由預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層組成的雙層復(fù)合纖維，其中預(yù)過(guò)濾層纖維絲徑分布在3-10微米；主過(guò)濾層纖維絲徑分布在卜5微米；雙層復(fù)合纖維采用熔噴工藝制得，預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層采用雙噴絲板分別擠出，兩噴絲板中擠出的超細(xì)纖維在凝網(wǎng)簾上成網(wǎng)具有一定的時(shí)間差，從而形成不同絲徑分布的雙層復(fù)合纖維；預(yù)過(guò)濾層的噴絲板孔徑直徑為0.4微米，長(zhǎng)徑比為8;主過(guò)濾層的噴絲板孔徑直徑為0.2微米，長(zhǎng)徑比為13。所述的主過(guò)濾層材料選自聚丙烯，預(yù)過(guò)濾層選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。(2)再對(duì)雙層復(fù)合纖維進(jìn)行注板而得產(chǎn)物；采用電暈放電法進(jìn)行注極，注板電壓正極選擇25KV，負(fù)極選擇10KV，注板距離為15cm。實(shí)施例4駐極體空氣過(guò)濾材料的制備(1)先制備得到由預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層組成的雙層復(fù)合纖維，其中預(yù)過(guò)濾層纖維絲徑分布在3-10微米；主過(guò)濾層纖維絲徑分布在1-5微米；所述的主過(guò)濾層材料選自聚丙烯，聚丙烯采用噴絲板擠出，噴絲板孔徑直徑為0.2微米，長(zhǎng)徑比為13;預(yù)過(guò)濾層采用紡粘法制備的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，主過(guò)濾層和預(yù)過(guò)濾層采用熱粘法復(fù)合。(2)再對(duì)雙層復(fù)合纖維進(jìn)行注板而得產(chǎn)物；采用電暈放電法進(jìn)行注極，注板電壓正極選擇25KV，負(fù)極選擇IOKV，注板距離為15cm。對(duì)比例采用計(jì)數(shù)法對(duì)實(shí)施例l一4制成的駐極體空氣過(guò)濾材料及普通熔噴單層聚丙烯無(wú)紡布的過(guò)濾效率進(jìn)行測(cè)試。儀器采用激光粒子計(jì)數(shù)器。試驗(yàn)過(guò)程中，在每次發(fā)塵試驗(yàn)的之前和之后，進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，并計(jì)算過(guò)濾器對(duì)各種粒徑顆粒物的過(guò)濾效率，當(dāng)達(dá)到終止試驗(yàn)的條件時(shí)停止試驗(yàn)。過(guò)濾器的典型效率值是在^0.3um粒徑范圍內(nèi)，各階段瞬時(shí)效率依發(fā)塵量的加權(quán)平均值。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種駐極體空氣過(guò)濾材料，其特征在于由下述方法制備而得(1)先制備得到由預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層組成的雙層復(fù)合纖維，其中預(yù)過(guò)濾層纖維絲徑分布在3-10微米；主過(guò)濾層纖維絲徑分布在1-5微米；(2)再對(duì)雙層復(fù)合纖維進(jìn)行注極而得產(chǎn)物。2、如權(quán)利要求1所述的駐極體空氣過(guò)濾材料，其特征在于所述的預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層材料選自下述之一聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、甲基丙烯酸乙酯、乙烯-醋酸酯共聚物、聚氨基甲酸酯。3、如權(quán)利要求2所述的駐極體空氣過(guò)濾材料，其特征在于所述的預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層材料選自聚丙烯。4、如權(quán)利要求13之一所述的駐極體空氣過(guò)濾材料，其特征在于步驟(1)中的雙層復(fù)合纖維采用熔噴工藝制得，預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層采用雙噴絲板分別擠出，兩噴絲板中擠出的超細(xì)纖維在凝網(wǎng)簾上成網(wǎng)具有一定的時(shí)間差，從而形成不同絲徑分布的雙層復(fù)合纖維。5、如權(quán)利要求4所述的駐極體空氣過(guò)濾材料，其特征在于預(yù)過(guò)濾層的噴絲板孔徑直徑為0.40.6微米，長(zhǎng)徑比為612;主過(guò)濾層的噴絲板孔徑直徑為O.10.4微米，長(zhǎng)徑比為1017。6、如權(quán)利要求1所述的駐極體空氣過(guò)濾材料，其特征在于步驟(2)采用電暈放電法或電擊穿極化方法進(jìn)行注極。7、如權(quán)利要求6所述的駐極體空氣過(guò)濾材料，其特征在于步驟(2)采用電暈放電法進(jìn)行注極，駐極電壓正極選擇2030KV，負(fù)極選擇1030KV，駐極距離為530cm。8、如權(quán)利要求1所述的駐極體空氣過(guò)濾材料，其特征在于所述的過(guò)濾材料每平方米克重在10100克，厚度在0.1500.500毫米。全文摘要本發(fā)明涉及一種駐極體空氣過(guò)濾材料，由下述方法制備而得(1)先制備得到由預(yù)過(guò)濾層和主過(guò)濾層組成的雙層復(fù)合纖維，其中預(yù)過(guò)濾層纖維絲徑分布在3-10微米；主過(guò)濾層纖維絲徑分布在1-5微米；(2)再對(duì)雙層復(fù)合纖維進(jìn)行注板而得產(chǎn)物。本發(fā)明的駐極體空氣過(guò)濾材料具有極高的駐極體電荷穩(wěn)定性、卓越的過(guò)濾效率、很低的壓力損失，使用壽命長(zhǎng)。文檔編號(hào)B29C71/00GK101125267SQ200710069268公開(kāi)日2008年2月20日申請(qǐng)日期2007年6月12日優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日發(fā)明者陳勝發(fā),陳鋼進(jìn)申請(qǐng)人:桐鄉(xiāng)市健民過(guò)濾材料有限公司;浙江科技學(xué)院