一種高過濾性能芳綸復(fù)合濾料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種濾料，特別是一種高過濾性能芳纟侖復(fù)合濾料，本發(fā)明還涉及一種上述濾料的制備方法，屬于空氣凈化材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)化程度的不斷提高，工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉塵污染也日益嚴重，其中在研磨、篩分等機械加工過程中產(chǎn)生的粒徑在I μπι?200 μπι的粉塵時可暫時懸浮在空氣中，而當(dāng)粒徑小于Ιμπι時，這些粉塵則會長時間懸浮在空氣中，如果不及時清理，則對環(huán)境和人體造成極大的危害。
[0003]粒徑大于10 μ m的粉塵，除塵較為簡單，但對于粒徑小于I μ m顯微粉塵，普通過濾材料因其自身性能的限制，過濾性能很難在高溫高效上得到兼顧，這種顯微粉塵可直接穿透人體細胞，對環(huán)境和人體危害較常見粉塵更甚，因而研究出一種針對此類顯微粉塵的凈化技術(shù)迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種可有效過濾顯微粉塵的復(fù)合濾料，具體技術(shù)方案如下:
一種高過濾性能芳綸復(fù)合濾料，所述濾料由外向內(nèi)依次包括靜電紡絲層、表層、基布層以及底層，所述表層、基布層以及底層通過針刺相互勾連加固為一體，所述靜電紡絲層為通過靜電紡絲工藝將芳綸納米纖維溶液噴淋表層形成的芳綸纖維層。
[0005]作為上述技術(shù)方案的改進，所述基布層為PTFE基布經(jīng)瑋交織而成。
[0006]作為上述技術(shù)方案的改進，所述表層與底層通過POD纖維或P84纖維兩者中的任一種與芳綸纖維無序纏結(jié)而成。
[0007]作為上述技術(shù)方案的改進，所述基布層的克重為100g/m2?150g/m2。
[0008]作為上述技術(shù)方案的改進，所述表層和底層的克重均為100g/m2?300g/m 2。
[0009]上述技術(shù)方案通過靜電紡絲技術(shù)將芳綸納米纖維溶液噴淋表層形成的芳綸纖維層，再與PTFE的基布層、POD纖維或P84纖維兩者中的任一種與芳綸纖維無序纏結(jié)而成的表層與底層進行復(fù)合，對粒徑低于I μπι的顯微粉塵具有優(yōu)異的過濾性能，有益效果顯著。
[0010]本發(fā)明還提供了一種高過濾性能芳綸復(fù)合濾料的制備方法，具體技術(shù)方案如下: 一種高過濾性能芳綸復(fù)合濾料的制備方法，包括以下步驟:基布層的制備；表層、底層的制備；表層、基布層、底層的勾結(jié)；靜電紡絲層的制備；
所述靜電紡絲層的制備流程為:
首先，制備芳綸納米纖維溶液，將芳綸纖維在110°C?140°C真空干燥Ih?4h，之后溶于N，N-二甲基乙酰胺/無水氯化鋰溶液，在95°C?120°C恒溫下磁力攪拌至形成透明淡黃色溶液；
然后，采用靜電紡絲工藝噴淋，將表層、基布層、底層勾結(jié)后的濾料通過出布輥放料，經(jīng)過傳送帶傳送，使表層朝上放置，由卷布輥收料，通過靜電紡絲裝置采用靜電紡絲工藝噴淋，將上述淡黃色溶液利用靜電紡絲裝置噴淋在表層上，形成無規(guī)分布、面密度均勻的靜電紡絲層，其密度控制在5g/m2?30g/m 2；
之后，熱壓輥熱壓，將上述表面帶有靜電紡絲層的濾料通過設(shè)置在靜電紡絲裝置后的熱壓輥熱壓，使靜電紡絲層與濾料形成一體；
最后，烘箱干燥，將熱壓輥熱壓后的濾料通過烘箱干燥，使將溶劑完全揮發(fā)，定型后得到高過濾性能芳綸復(fù)合濾料。
[0011]作為上述技術(shù)方案的改進，所述基布層的制備方法為:將機織布經(jīng)瑋向交織，形成交叉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的PTFE基布層。
[0012]作為上述技術(shù)方案的改進，所述表層、底層的制備方法為:將POD纖維或P84纖維兩者中的任一種與芳綸纖維經(jīng)過開松、混合、梳理工藝，形成無序纏結(jié)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分別制得表層和底層。
[0013]作為上述技術(shù)方案的改進，所述表層、基布層、底層的勾結(jié)方法為:將制得的表層和底層分別鋪在基布層上下兩側(cè)，通過針刺相互勾連加固為一體。
[0014]上述技術(shù)方案通過采用靜電紡絲工藝將芳綸納米纖維溶液噴淋到表層上，形成無規(guī)分布、面密度均勻的靜電紡絲層，然后通過熱壓輥熱壓、烘箱干燥，最終得到定型后的高過濾性能芳綸復(fù)合濾料，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。
【附圖說明】
[0015]
圖1為本發(fā)明一種高過濾性能芳綸復(fù)合濾料的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明一種高過濾性能芳綸復(fù)合濾料的制備方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明提供了一種高過濾性能芳綸復(fù)合濾料，該濾料由外向內(nèi)依次包括靜電紡絲層1、表層2、基布層3以及底層4，所述表層2、基布層3以及底層4通過針刺相互勾連加固為一體，所述靜電紡絲層I為通過靜電紡絲工藝將芳綸納米纖維溶液噴淋表層2形成的芳綸納米纖維層。芳綸納米纖維具有良好的強度和耐高溫性能，對0.Ιμπι?0.7μπι之間的顯微粉塵的過濾效率可以達到99.999%，相較于普通的非織造布，過濾效率大幅度提高。
[0017]進一步地，基布層3為PTFE基布經(jīng)瑋交織而成，其中基布層3的克重為100g/m2?150g/m2;表層2與底層3通過POD纖維或P84纖維兩者中的任一種與芳綸纖維無序纏結(jié)而成，其中表層2和底層4的克重均為100g/m2?300g/m2，通過將表層2和底層3中加入芳綸纖維，進一步提高對顯微粉塵的過濾效果。
[0018]本發(fā)明還提供了一種一種高過濾性能芳綸復(fù)合濾料的制備方法，包括以下步驟:基布層3的制備；表層2、底層4的制備；表層2、基布層3、底層4的勾結(jié)；靜電紡絲層I的制備；
其中，靜電紡絲層I的制備流程為:
首先，制備芳綸納米纖維溶液，將芳綸纖維在110°c?140°C真空干燥Ih?4h，之后溶于N，N-二甲基乙酰胺/無水氯化鋰溶液，在95°C?120°C恒溫下磁力攪拌至形成透明淡黃色溶液；
然后，采用靜電紡絲工藝噴淋，將表層2、基布層3、底層4勾結(jié)后的濾料通過出布輥10放料，經(jīng)過傳送帶20傳送，使表層2朝上放置，由卷布輥11收料，通過靜電紡絲裝置30采用靜電紡絲工藝噴淋，將上述淡黃色溶液利用靜電紡絲裝置噴淋在表層2上，形成無規(guī)分布、面密度均勻的靜電紡絲層I，其密度控制在5g/m2?30g/m2;
之后，熱壓輥熱壓，將上述表面帶有靜電紡絲層I的濾料通過設(shè)置在靜電紡絲裝置30后的熱壓輥40熱壓，使靜電紡絲層I與濾料形成一體；
最后，烘箱干燥，將熱壓輥40熱壓后的濾料通過烘箱50干燥，使將溶劑完全揮發(fā)，定型后得到高過濾性能芳綸復(fù)合濾料。
[0019]進一步地，基布層3的制備方法為:將機織布經(jīng)瑋向交織，形成交叉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的PTFE基布層；表層2、底層4的制備方法為:將POD纖維或P84纖維兩者中的任一種與芳綸纖維經(jīng)過開松、混合、梳理工藝，形成無序纏結(jié)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分別制得表層和底層；表層2、基布層3、底層4的勾結(jié)方法為:將制得的表層2和底層4分別鋪在基布層3上下兩側(cè)，通過針刺相互勾連加固為一體。
[0020]實施例一
按照以下步驟制作芳綸復(fù)合濾料:
1、基布層制備:將規(guī)格為130g/m2的PTFE經(jīng)瑋交織成基布層；
2、表層、底層的制備:按照芳纟侖纖維(2.2dtex*76mm)與P84纖維(2.2dtex*51mm)的質(zhì)量百分比9:1經(jīng)開松、混合、梳理形成無序纏結(jié)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分別制得表層和底層；
3、表層、基布層、底層的勾結(jié):將制得的表層和底層分別鋪在基布層的上下兩側(cè)，并通過針刺相互勾連加固為一體；
4、靜電紡絲層的制備:
首先，制備芳綸納米纖維溶液，將芳綸纖維在120°C真空干燥2h，之后溶于N，N- 二甲基乙酰胺/無水氯化鋰溶液，在100°C恒溫下磁力攪拌至形成透明淡黃色溶液；
然后，通過靜電紡絲工藝噴淋，將上述淡黃色溶液利用靜電紡絲裝置噴淋在表層上，形成無規(guī)分布、面密度均勾的靜電紡絲層，其密度控制在5g/m2?30g/m2;
之后，熱壓輥熱壓，將上述表面帶有靜電紡絲層的濾料經(jīng)熱壓輥熱壓，使靜電紡絲層與濾料形成一體；
最后，烘箱干燥，將熱壓輥熱壓后的濾料通過烘箱干燥，使將溶劑完全揮發(fā)，定型后得到高過濾性能芳綸復(fù)合濾料。
[0021]通過上述方法制備的高過濾性能芳綸復(fù)合濾料經(jīng)向強力為1344N，瑋向強力為1650N (N/5 X 20cm)，透氣量為 35.43L/dm2min (透氣量 200Pa 測試)，100Pa 定壓噴吹 2 小時，過濾效率達到99.999%。
[0022]
實施例二
按照以下步驟制作芳綸復(fù)合濾料:
1、基布層制備:將規(guī)格為105g/m2的PT