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> 高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法
權(quán)利要求
1.高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,其特征在于:由以下步驟組成: (1)聚合物切片干燥:對(duì)高特性黏度或低特性黏度聚合物切片進(jìn)行干燥處理; (2)高特性黏度聚合物切片共混改性:將干燥后的高特性黏度聚合物切片、流體助劑、介孔無(wú)機(jī)駐極劑按一定比例在雙螺桿擠出機(jī)中共混,然后經(jīng)冷凝、風(fēng)干、切粒機(jī)切粒,得到高特性黏度聚合物切片共混改性物; (3)低特性黏度聚合物切片共混改性:將干燥后的低特性黏度聚合物切片、流體助劑、納米無(wú)機(jī)駐極劑按一定比例在雙螺桿擠出機(jī)中共混,然后經(jīng)冷凝、風(fēng)干、切粒機(jī)切粒,得到低特性黏度聚合物切片共混改性物; (4)將步驟(2)制備的高特性黏度聚合物切片共混改性物于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、紡絲、熱風(fēng)牽引拉伸,形成具有較粗纖維結(jié)構(gòu)的材料,然后經(jīng)冷風(fēng)定型、鋪網(wǎng),熱軋加固形成具有初級(jí)過(guò)濾效果的粗纖維網(wǎng); (5)將步驟(3)制備的低特性黏度聚合物切片共混改性物于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、紡絲、熱風(fēng)牽引拉伸,形成超細(xì)長(zhǎng)絲材料,然后經(jīng)冷風(fēng)定型、鋪網(wǎng),熱軋加固形成具有高級(jí)過(guò)濾效果的細(xì)纖維網(wǎng); (6)利用針刺處理技術(shù)對(duì)粗纖維網(wǎng)與超細(xì)纖維網(wǎng)進(jìn)行粘合,經(jīng)高壓電駐極處理后得到高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,其特征在于:步驟(1)中所述的聚合物切片為聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚丁烯對(duì)苯二甲酸酯、聚苯硫醚或聚乳酸切片中的一種或兩種; 步驟(1)中所述的聚合物切片特性黏度為0.3-1.2dL/g,其中高特性黏度聚合物切片的特性黏度為0.7-1.2dL/g,低特性黏度聚合物切片的特性黏度為0.3-0.6dL/g; 步驟(1)中所述的干燥溫度為80-120℃,干燥時(shí)間為1h-5h。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,其特征在于:步驟(2)中所述的介孔無(wú)機(jī)駐極劑為二氧化硅基介孔材料、二氧化鈦基介孔材料、三氧化二鋁基介孔材料或硫化鋅基介孔材料中的一種或多種,粒徑為100-400nm; 步驟(2)中所述的高特性黏度聚合物切片、流體助劑、介孔無(wú)機(jī)駐極劑三者的質(zhì)量比為100:0.5-5:5-15; 步驟(2)中所述的雙螺桿擠出溫度范圍為180-280℃,冷凝溫度為30-50℃,風(fēng)干時(shí)間為25min-45min,切粒尺寸為30-120μm。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,其特征在于:步驟(3)中所述的納米無(wú)機(jī)駐極劑為納米銀、納米銅、納米鋅或納米二氧化鈦中的一種或多種,粒徑為20-100nm; 步驟(3)中所述的低特性黏度聚合物切片、流體助劑、納米無(wú)機(jī)駐極劑三者的質(zhì)量比為100:0.5-5:3-7; 步驟(3)中所述的雙螺桿擠出溫度范圍為150-240℃,冷凝溫度為25-45℃,風(fēng)干時(shí)間為15min-30min,切粒尺寸為30-120μm。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,其特征在于:步驟(2)和步驟(3)中所述的流體助劑相同,均為Enox DTBP、FM或WS中的一種。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,其特征在于:步驟(4)中所述的工藝參數(shù)為:熔體溫度230-270℃,熱風(fēng)溫度為230-270℃,熱風(fēng)壓力為0.25-0.5MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為45-70Hz,熔體噴出量為180-220kg/h,網(wǎng)帶速度為150-176m/min,接收距離5-10cm; 步驟(4)中所述的牽伸參數(shù)為:牽伸風(fēng)速為3500m/min-5000m/min; 步驟(4)中所述的冷風(fēng)參數(shù)為:冷卻溫度為25-50℃,冷卻時(shí)間20-45min; 步驟(4)中所述的熱軋參數(shù)為:熱軋壓力為3kPa-8kPa,熱軋溫度為130-160℃,熱軋時(shí)間為12-15s,熱軋比率15%-25%; 步驟(4)中所述的固化溫度為35-50℃,固化時(shí)間為22-30min。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,其特征在于:步驟(4)中所述的具有較粗纖維結(jié)構(gòu)的材料,纖維直徑為1.5-3μm; 步驟(4)中所述的初級(jí)過(guò)濾效果的粗纖維網(wǎng)是能夠過(guò)濾尺寸介于2-50nm之間顆粒。 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,其特征在于:步驟(5)中所述的工藝參數(shù)為:熔體溫度180-240℃,熱風(fēng)溫度為230-300℃,熱風(fēng)壓力為0.2-0.4MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為55-75Hz,熔體噴出量為150-200kg/h,網(wǎng)帶速度為180-200m/min,接收距離12-18cm; 步驟(5)中所述的牽伸參數(shù)為:牽伸風(fēng)速為6000m/min-8000m/min; 步驟(5)中所述的冷風(fēng)參數(shù)為:冷卻溫度為20-40℃,冷卻時(shí)間15-25min; 步驟(5)中所述的熱軋參數(shù)為:熱軋壓力為2.5kPa-8kPa,熱軋溫度為120-160℃,熱軋時(shí)間為15-22s,熱軋比率15%-25%; 步驟(5)中所述的固化溫度為25-35℃,固化時(shí)間為15-30min。 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,其特征在于:步驟(5)中所述的超細(xì)長(zhǎng)絲材料,纖維直徑為0.5-1.2μm; 步驟(5)中所述的高級(jí)過(guò)濾效果的細(xì)纖維網(wǎng)是能夠過(guò)濾尺寸小于2nm的顆粒。 10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,其特征在于:步驟(6)中所述的粗纖維網(wǎng)與超細(xì)纖維網(wǎng)間的質(zhì)量占比為1:3.5-1:10; 步驟(6)中所述的針刺工藝參數(shù)為:植針密度為4000-8000枚/m,針刺頻率1000-1500刺/min,輸出速度5-10m/min,針刺深度為8-20mm; 步驟(6)中所述的駐極電壓為20-50KV。
說(shuō)明書(shū)
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于無(wú)紡布制備技術(shù)領(lǐng)域,具體的涉及高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法。
背景技術(shù)
隨著環(huán)境污染日益加劇,社會(huì)進(jìn)步和人們生活水平的提高,空氣質(zhì)量對(duì)人體健康的影響已經(jīng)越來(lái)越受到注意。自2013年冬季以來(lái),多次持續(xù)的霧霾天氣使得空氣污染問(wèn)題已成為影響人們追求健康生活的主要障礙。據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署公布的信息,尺寸小于2.5μm的懸浮顆粒是引起人體呼吸道及肺外器官損傷的主要誘因,也是引起空氣污染的主要來(lái)源。研究表明,霧霾中的有害物質(zhì)主要包括汽車(chē)尾氣中的有機(jī)烷烴、硫酸鹽、硝酸鹽及燃油不完全產(chǎn)生的碳煙四大類(lèi)。除了對(duì)人們生活產(chǎn)生影響外,懸浮顆粒的存在對(duì)電子、精密機(jī)械、冶金、宇航、核能、化工等工業(yè)使用的精密儀器同時(shí)會(huì)造成不可估量的損失。為了給人類(lèi)建造良好的生存環(huán)境及促進(jìn)高精尖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,空氣污染治理已成為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展首要解決的問(wèn)題。
在從根源上斷絕污染物排放的同時(shí),采用過(guò)濾的方式對(duì)污染空氣中有害顆粒尤其是小尺寸顆粒進(jìn)行攔截吸附也是治理空氣污染的有效手段之一。但目前市場(chǎng)上投放的過(guò)濾產(chǎn)品普遍通過(guò)改變聚合物種類(lèi)(利用可降解材料)、改變駐極母粒或利用多層無(wú)紡布?jí)褐乒に噥?lái)達(dá)到過(guò)濾目的,如CN213192955U公布的一種無(wú)紡布過(guò)濾的空氣過(guò)濾器利用兩層無(wú)紡布層中間夾設(shè)活性炭層達(dá)到吸附、抑菌的效果;CN213492518U公布的一種雙層無(wú)紡布過(guò)濾集塵袋利用無(wú)紡布/消毒過(guò)濾層/無(wú)紡布的模式組合形成一種集塵袋;CN112853619B公布的一種環(huán)保的空氣過(guò)濾無(wú)紡布及其生產(chǎn)工藝和應(yīng)用,利用聚丙烯、駐極母粒和高分子駐極體混合噴絲、牽伸、收卷而成,具有一定的空氣過(guò)濾效果;CN110404339A利用聚合物纖維和防霉納米粒子形成的抗菌防霉過(guò)濾支撐層用于低阻PM2.5過(guò)濾材料的制備;CN104711764B以聚乳酸(PLA)和納米顆粒為原料利用改進(jìn)的熔噴超細(xì)纖維加工工藝得到了非織造材料;CN108708079 A以聚乳酸為原料提供了一種耐高溫熔噴駐極非織造過(guò)濾材料的制備方法;CN112853619 A將聚丙烯、駐極母粒和高分子駐極體混合均勻后經(jīng)螺桿擠出機(jī)、噴絲板得到了一種環(huán)保的空氣過(guò)濾無(wú)紡布。上述過(guò)濾材料雖具有過(guò)濾效果但因單純的多層壓制、過(guò)濾活性因子少、層與層間無(wú)明確分工,導(dǎo)致強(qiáng)度差、效率低、活性成分分布不均、容塵率低、產(chǎn)品使用壽命短、性?xún)r(jià)比低等弊端,最終導(dǎo)致產(chǎn)品在使用過(guò)程中因外界因素(如風(fēng)量大、雨量多、濕度大)產(chǎn)生過(guò)濾材料破裂、霉變等問(wèn)題,使過(guò)濾材料失效。
因此需要探索一種高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料用于空氣中懸浮顆粒的過(guò)濾,并使其在通風(fēng)、空調(diào)和空氣凈化工程等領(lǐng)域擁有非常廣闊的前景。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是:提供一種高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法。該制備方法提高了無(wú)紡布過(guò)濾材料的耐風(fēng)、耐濕、耐霉特性,具有高容塵量、高過(guò)濾效率,適用于空氣凈化、尾氣處理、工業(yè)廢氣過(guò)濾、防霾口罩等領(lǐng)域。
本發(fā)明所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,由以下步驟組成:
(1)聚合物切片干燥:對(duì)高特性黏度或低特性黏度聚合物切片進(jìn)行干燥處理;
(2)高特性黏度聚合物切片共混改性:將干燥后的高特性黏度聚合物切片、流體助劑、介孔無(wú)機(jī)駐極劑按一定比例在雙螺桿擠出機(jī)中共混,然后經(jīng)冷凝、風(fēng)干、切粒機(jī)切粒,得到高特性黏度聚合物切片共混改性物;
(3)低特性黏度聚合物切片共混改性:將干燥后的低特性黏度聚合物切片、流體助劑、納米無(wú)機(jī)駐極劑按一定比例在雙螺桿擠出機(jī)中共混,然后經(jīng)冷凝、風(fēng)干、切粒機(jī)切粒,得到低特性黏度聚合物切片共混改性物;
(4)將步驟(2)制備的高特性黏度聚合物切片共混改性物于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、紡絲、熱風(fēng)牽引拉伸,形成具有較粗纖維結(jié)構(gòu)的材料,然后經(jīng)冷風(fēng)定型、鋪網(wǎng),熱軋加固形成具有初級(jí)過(guò)濾效果的粗纖維網(wǎng);
(5)將步驟(3)制備的低特性黏度聚合物切片共混改性物于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、紡絲、熱風(fēng)牽引拉伸,形成超細(xì)長(zhǎng)絲材料,然后經(jīng)冷風(fēng)定型、鋪網(wǎng),熱軋加固形成具有高級(jí)過(guò)濾效果的細(xì)纖維網(wǎng);
(6)利用針刺處理技術(shù)對(duì)粗纖維網(wǎng)與超細(xì)纖維網(wǎng)進(jìn)行粘合,經(jīng)高壓電駐極處理后得到高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料。
其中:
步驟(1)中所述的聚合物切片為聚丙烯(PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丁烯對(duì)苯二甲酸酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)或聚乳酸(PLA)切片中的一種或兩種。
步驟(1)中所述的聚合物切片特性黏度為0.3-1.2dL/g,其中高特性黏度聚合物切片的特性黏度為0.7-1.2dL/g,低特性黏度聚合物切片的特性黏度為0.3-0.6dL/g。
步驟(1)中所述的干燥溫度為80-120℃,干燥時(shí)間為1h-5h。
步驟(2)中所述的介孔無(wú)機(jī)駐極劑為二氧化硅基介孔材料、二氧化鈦基介孔材料、三氧化二鋁基介孔材料或硫化鋅基介孔材料中的一種或多種,粒徑為100-400nm。
步驟(2)和步驟(3)中所述的流體助劑相同,均為Enox DTBP(生產(chǎn)廠家為江蘇強(qiáng)盛)、FM(生產(chǎn)廠家為巴斯夫)或WS(生產(chǎn)廠家為Wacker)中的一種。
步驟(2)中所述的高特性黏度聚合物切片、流體助劑、介孔無(wú)機(jī)駐極劑三者的質(zhì)量比為100:0.5-5:5-15。
步驟(2)中所述的雙螺桿擠出溫度范圍為180-280℃,冷凝溫度為30-50℃,風(fēng)干時(shí)間為25min-45min,切粒尺寸為30-120μm。
步驟(3)中所述的納米無(wú)機(jī)駐極劑為納米銀、納米銅、納米鋅或納米二氧化鈦中的一種或多種,粒徑為20-100nm。
步驟(3)中所述的低特性黏度聚合物切片、流體助劑、納米無(wú)機(jī)駐極劑三者的質(zhì)量比為100:0.5-5:3-7。
步驟(3)中所述的雙螺桿擠出溫度范圍為150-240℃,冷凝溫度為25-45℃,風(fēng)干時(shí)間為15min-30min,切粒尺寸為30-120μm。
步驟(4)中所述的工藝參數(shù)為:熔體溫度230-270℃,熱風(fēng)溫度為230-270℃,熱風(fēng)壓力為0.25-0.5MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為45-70Hz,熔體噴出量為180-220kg/h,網(wǎng)帶速度為150-176m/min,接收距離5-10cm。
步驟(4)中所述的牽伸參數(shù)為:牽伸風(fēng)速為3500m/min-5000m/min。
步驟(4)中所述的冷風(fēng)參數(shù)為:冷卻溫度為25-50℃,冷卻時(shí)間20-45min。
步驟(4)中所述的熱軋參數(shù)為:熱軋壓力為3kPa-8kPa,熱軋溫度為130-160℃,熱軋時(shí)間為12-15s,熱軋比率15%-25%。
步驟(4)中所述的固化溫度為35-50℃,固化時(shí)間為22-30min。
步驟(4)中所述的具有較粗纖維結(jié)構(gòu)的材料,纖維直徑為1.5-3μm。
步驟(4)中所述的初級(jí)過(guò)濾效果的粗纖維網(wǎng)是能夠過(guò)濾尺寸介于2-50nm之間顆粒。
步驟(5)中所述的工藝參數(shù)為:熔體溫度180-240℃,熱風(fēng)溫度為230-300℃,熱風(fēng)壓力為0.2-0.4MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為55-75Hz,熔體噴出量為150-200kg/h,網(wǎng)帶速度為180-200m/min,接收距離12-18cm。
步驟(5)中所述的牽伸參數(shù)為:牽伸風(fēng)速為6000m/min-8000m/min。
步驟(5)中所述的冷風(fēng)參數(shù)為:冷卻溫度為20-40℃,冷卻時(shí)間15-25min。
步驟(5)中所述的熱軋參數(shù)為:熱軋壓力為2.5kPa-8kPa,熱軋溫度為120-160℃,熱軋時(shí)間為15-22s,熱軋比率15%-25%。
步驟(5)中所述的固化溫度為25-35℃,固化時(shí)間為15-30min。
步驟(5)中所述的超細(xì)長(zhǎng)絲材料,纖維直徑為0.5-1.2μm。
步驟(5)中所述的高級(jí)過(guò)濾效果的細(xì)纖維網(wǎng)是能夠過(guò)濾尺寸小于2nm的顆粒。
步驟(6)中所述的粗纖維網(wǎng)與超細(xì)纖維網(wǎng)間的質(zhì)量占比為1:3.5-1:10。
步驟(6)中所述的針刺工藝參數(shù)為:植針密度為4000-8000枚/m,針刺頻率1000-1500刺/min,輸出速度5-10m/min,針刺深度為8-20mm。
步驟(6)中所述的駐極電壓為20-50KV。
本發(fā)明所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,由粗纖維網(wǎng)和超細(xì)纖維網(wǎng)兩層構(gòu)成,制備過(guò)程中添加了流體助劑用于改善纖網(wǎng)強(qiáng)度下降的問(wèn)題,介孔無(wú)機(jī)駐極劑初級(jí)過(guò)濾后經(jīng)納米無(wú)機(jī)駐極劑的高級(jí)過(guò)濾提高過(guò)濾材料的耐濕、防霉、深度過(guò)濾特性。
與本申請(qǐng)所制備的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料相比,所述的傳統(tǒng)過(guò)濾材料包括玻璃纖維、合成纖維、無(wú)紡布。
作為一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案,本發(fā)明所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,由以下步驟組成:
(1)將具有不同特性黏度的聚合物切片進(jìn)行干燥處理。
(2)將干燥后的聚合物切片(分為高特性黏度和低特性黏度)、流體助劑、介孔無(wú)機(jī)駐極劑或納米無(wú)機(jī)駐極劑按一定比例在雙螺桿擠出機(jī)中共混后,經(jīng)冷凝、風(fēng)干、切粒機(jī)切粒后得到聚合物切片共混改性物。
(3)將以高特性黏度聚合物切片、介孔無(wú)機(jī)駐極劑為原料所得到的共混改性物于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、紡絲、牽引風(fēng)拉伸、冷風(fēng)定型的作用下,形成具有較粗纖維結(jié)構(gòu)的材料,然后鋪網(wǎng),熱軋加固形成粗纖維網(wǎng)。
(4)將以低特性黏度的聚合物切片、納米無(wú)機(jī)駐極劑為原料所得到的共混改性物于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、紡絲、牽引風(fēng)拉伸、冷風(fēng)定型作用下,形成超細(xì)長(zhǎng)絲材料,然后鋪網(wǎng),熱軋加固形成細(xì)纖維網(wǎng)。
(5)利用針刺處理技術(shù)對(duì)粗纖維網(wǎng)與細(xì)纖維網(wǎng)進(jìn)行粘合,經(jīng)高壓電駐極處理后得到具有高過(guò)濾效率、高強(qiáng)度、高容塵量、耐霉的過(guò)濾材料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下有益效果:
(1)本發(fā)明所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,利用對(duì)不同粒徑顆粒具有多孔吸附的介孔無(wú)機(jī)駐極劑(吸附顆粒粒徑介于2-50nm)、納米無(wú)機(jī)駐極劑(吸附顆粒粒徑小于2nm)的添加,來(lái)提高過(guò)濾材料的透氣率、拉伸強(qiáng)度、縱向斷裂強(qiáng)度和耐霉性。
(2)本發(fā)明所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,利用流體助劑改善聚合物纏繞態(tài)、提高聚合物分子間的潤(rùn)滑性、改善聚合物鏈段間的能量傳遞,達(dá)到提升聚合物流動(dòng)性的目的。
(3)本發(fā)明所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,由粗纖維網(wǎng)和超細(xì)纖維網(wǎng)構(gòu)成:粗纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)疏松、透氣性好、纖維強(qiáng)度高,在過(guò)濾材料中起到支撐作用,更有利于大粒徑顆粒的過(guò)濾(可吸附粒徑介于2-50nm的顆粒);超細(xì)纖維網(wǎng)結(jié)構(gòu)致密、蓬松度高,決定著過(guò)濾材料的過(guò)濾效率,有利于細(xì)小粒徑顆粒的過(guò)濾(可吸附粒徑小于2nm的顆粒)。兩種纖維網(wǎng)經(jīng)針刺粘合形成的過(guò)濾材料對(duì)不同粒徑的顆粒均有較好的過(guò)濾效果,容塵量、過(guò)濾速度和效率相對(duì)于傳統(tǒng)過(guò)濾材料而言更高。此外,具有支撐作用的粗纖維網(wǎng)的引入大大提高了過(guò)濾材料抗風(fēng)、抗壓的能力,材料的穩(wěn)定性更強(qiáng)。
附圖說(shuō)明
圖1是實(shí)施例1-3與對(duì)比例1-3抑菌率對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1
本實(shí)施例1所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,由以下步驟組成:
(1)將具有不同特性黏度的聚丙烯切片(低特性黏度為0.3dL/g,高特性黏度為0.9dL/g)在105℃進(jìn)行干燥處理,干燥時(shí)間為3h。
(2)將干燥后的高特性黏度聚丙烯切片、流體助劑Enox DTBP、介孔無(wú)機(jī)駐極劑二氧化硅(平均粒徑為150nm)按質(zhì)量比為100:3.5:8的比例在雙螺桿擠出機(jī)中共混后擠出經(jīng)冷凝、風(fēng)干、切粒機(jī)切粒后得到聚合物切片共混改性物,其中擠出溫度為200℃,冷凝溫度為30℃,風(fēng)干時(shí)間為30min,切粒機(jī)切粒尺寸為40μm,最終得到高特性黏度共混改性物。
(3)將干燥后的低特性黏度聚丙烯切片、流體助劑Enox DTBP、納米無(wú)機(jī)駐極劑納米銀(平均粒徑50nm)按質(zhì)量比為100:1:6的比例在雙螺桿擠出機(jī)中共混后擠出經(jīng)冷凝、風(fēng)干、切粒機(jī)切粒后得到聚合物切片共混改性物,其中擠出溫度為150℃,冷凝溫度為30℃,風(fēng)干時(shí)間為20min,切粒機(jī)切粒尺寸為60μm,最終得到低特性黏度共混改性物。
(4)將高特性黏度共混改性物于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、噴絲孔熔噴、熱風(fēng)牽引拉伸的作用下,形成具有較粗纖維結(jié)構(gòu)的材料,其中熔體溫度240℃,熱風(fēng)溫度230℃,熱風(fēng)壓力為0.25MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為50Hz,接收距離為6cm,熔體噴出量為200kg/h,網(wǎng)帶速度為170m/min,牽伸風(fēng)速為3500m/min。
(5)粗纖維材料經(jīng)冷卻裝置冷卻成型,并于卷繞網(wǎng)簾上交織粘合后,熱軋加固形成粗纖維網(wǎng),其中冷卻溫度為25℃,冷卻時(shí)間為25min,熱軋壓力為5kPa,熱軋溫度為150℃,熱軋時(shí)間為12s,熱軋比率15%,固化溫度為35℃,固化時(shí)間為30min,得到粗纖維平均直徑為1.67μm。
(6)將低特性黏度共混改性物于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、噴絲孔熔噴、熱風(fēng)牽引拉伸的作用下,形成具有較細(xì)纖維結(jié)構(gòu)的材料,其中熔體溫度190℃,熱風(fēng)溫度230℃,熱風(fēng)壓力為0.25MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為70Hz,熔體噴出量為160kg/h,網(wǎng)帶速度為190m/min,接收距離為13cm。
(7)超細(xì)纖維材料經(jīng)冷卻裝置冷卻成型,并于卷繞網(wǎng)簾上交織粘合后,熱軋加固形成細(xì)纖維網(wǎng),其中冷卻溫度為25℃,冷卻時(shí)間為25min,熱軋壓力為5kPa,熱軋溫度為120℃,熱軋時(shí)間為15s,熱軋比率15%,固化溫度為25℃,固化時(shí)間為30min,所得超細(xì)纖維平均直徑為0.87μm。
(8)利用針刺處理技術(shù)對(duì)粗纖維網(wǎng)與超細(xì)纖維網(wǎng)(質(zhì)量比為1:6)進(jìn)行粘合,植針密度為4000枚/m,針刺頻率1500刺/min,輸出速度8m/min,針刺深度為12mm,最終經(jīng)高壓電駐極(駐極電壓為25KV)處理后得到具有高過(guò)濾效率、高強(qiáng)度、高容塵量、耐霉的過(guò)濾材料。
對(duì)比例1
本對(duì)比例1所述的過(guò)濾材料制備方法,由以下步驟組成:
(1)將具有不同特性黏度的聚丙烯切片(低特性黏度為0.3dL/g,高特性黏度為0.9dL/g)在105℃進(jìn)行干燥處理,干燥時(shí)間為3h。
(2)將干燥后的高特性黏度的聚丙烯切片于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、噴絲孔熔噴、熱風(fēng)牽引拉伸的作用下,形成具有較粗纖維結(jié)構(gòu)的材料,其中熔體溫度240℃,熱風(fēng)溫度230℃,熱風(fēng)壓力為0.25MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為50Hz,接收距離為6cm,熔體噴出量為200kg/h,網(wǎng)帶速度為170m/min,牽伸風(fēng)速3500m/min,纖維平均直徑3.18μm。
(3)粗纖維材料經(jīng)冷卻裝置冷卻成型,并于卷繞網(wǎng)簾上交織粘合后,熱軋加固形成粗纖維網(wǎng),其中冷卻溫度為25℃,冷卻時(shí)間為25min,熱軋壓力為5kPa,熱軋溫度為120℃,熱軋時(shí)間為15s,固化溫度為25℃,固化時(shí)間為30min。
(4)將干燥后的低特性黏度聚丙烯切片于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、噴絲孔熔噴、熱風(fēng)牽引拉伸的作用下,形成具有較細(xì)纖維結(jié)構(gòu)的材料,其中熔體溫度190℃,熱風(fēng)溫度230℃,熱風(fēng)壓力為0.25MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為70Hz,接收距離為13cm,熔體噴出量為160kg/h,網(wǎng)帶速度為190m/min,纖維平均直徑2.24μm。
(5)超細(xì)纖維材料經(jīng)冷卻裝置冷卻成型,并于卷繞網(wǎng)簾上交織粘合后,熱軋加固形成細(xì)纖維網(wǎng),其中冷卻溫度為25℃,冷卻時(shí)間為25min,熱軋壓力為5kPa,熱軋溫度為120℃,熱軋時(shí)間為15s,固化溫度為25℃,固化時(shí)間為30min。
(6)利用針刺處理技術(shù)對(duì)粗纖維網(wǎng)與超細(xì)纖維網(wǎng)(質(zhì)量比為1:6)進(jìn)行粘合,植針密度為4000枚/m,針刺頻率1500刺/min,輸出速度8m/min,針刺深度為12mm,最終經(jīng)高壓電駐極(駐極電壓為25KV)處理后得到對(duì)比例1的過(guò)濾材料。
實(shí)施例2
本實(shí)施例2所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,由以下步驟組成:
(1)將具有不同特性黏度的聚丁烯對(duì)苯二甲酸酯切片(低特性黏度為0.6dL/g,高特性黏度為1dL/g)在85℃進(jìn)行干燥處理,干燥時(shí)間為5h。
(2)將干燥后的高特性黏度聚丁烯對(duì)苯二甲酸酯切片、流體助劑FM、介孔無(wú)機(jī)駐極劑二氧化鈦(平均粒徑為300nm)按質(zhì)量比為100:0.8:6的比例在雙螺桿擠出機(jī)中共混后擠出經(jīng)冷凝、風(fēng)干、切粒機(jī)切粒后得到聚合物切片共混改性物,其中擠出溫度為230℃,冷凝溫度為40℃,風(fēng)干時(shí)間為40min,切粒機(jī)切粒尺寸為50μm,最終得到高特性黏度共混改性物。
(3)將干燥后的低特性黏度聚丁烯對(duì)苯二甲酸酯切片、流體助劑FM、納米無(wú)機(jī)駐極劑納米銅按質(zhì)量比為100:0.5:3的比例在雙螺桿擠出機(jī)中共混后擠出經(jīng)冷凝、風(fēng)干、切粒機(jī)切粒后得到聚合物切片共混改性物,其中擠出溫度為200℃,冷凝溫度為35℃,風(fēng)干時(shí)間為30min,切粒機(jī)切粒尺寸為50μm,最終得到低特性黏度共混改性物。
(4)將高特性黏度共混改性物于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、噴絲孔熔噴、熱風(fēng)牽引拉伸的作用下,形成具有較粗纖維結(jié)構(gòu)的材料,其中熔體溫度250℃,熱風(fēng)溫度260℃,熱風(fēng)壓力為0.35MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為53Hz,接收距離為7cm,熔體噴出量為185kg/h,網(wǎng)帶速度為172m/min,牽伸風(fēng)速為4000m/min。
(5)粗纖維材料經(jīng)冷卻裝置冷卻成型,并于卷繞網(wǎng)簾上交織粘合后,熱軋加固形成粗纖維網(wǎng),其中冷卻溫度為50℃,冷卻時(shí)間為45min,熱軋壓力為4.5kPa,熱軋溫度為130℃,熱軋時(shí)間為12s,熱軋比率20%,固化溫度為35℃,固化時(shí)間為22min,纖維平均直徑為1.92μm。
(6)將低特性黏度共混改性物于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、噴絲孔熔噴、熱風(fēng)牽引拉伸的作用下,形成具有較細(xì)纖維結(jié)構(gòu)的材料,其中熔體溫度200℃,熱風(fēng)溫度260℃,熱風(fēng)壓力為0.2MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為68Hz,接收距離為14cm,熔體噴出量為165kg/h,網(wǎng)帶速度為185m/min,牽伸風(fēng)速為6000m/min。
(7)超細(xì)纖維材料經(jīng)冷卻裝置冷卻成型,并于卷繞網(wǎng)簾上交織粘合后,熱軋加固形成細(xì)纖維網(wǎng),其中冷卻溫度為30℃,冷卻時(shí)間為18min,熱軋壓力為3kPa,熱軋溫度為145℃,熱軋時(shí)間為17s,熱軋比率18%,固化溫度為30℃,固化時(shí)間為15min,纖維平均直徑為1.01μm。
(8)利用針刺處理技術(shù)對(duì)粗纖維網(wǎng)與超細(xì)纖維網(wǎng)(質(zhì)量比為1:3.5)進(jìn)行粘合,植針密度為6000枚/m,針刺頻率1200刺/min,輸出速度6m/min,針刺深度為10mm,最終經(jīng)高壓電駐極(駐極電壓為30KV)處理后得到具有高過(guò)濾效率、高強(qiáng)度、高容塵量、耐霉的過(guò)濾材料。
對(duì)比例2
本對(duì)比例2所述的過(guò)濾材料制備方法,由以下步驟組成:
(1)將具有不同特性黏度的聚丁烯對(duì)苯二甲酸酯切片(低特性黏度為0.6dL/g,高特性黏度為1dL/g)在85℃進(jìn)行干燥處理,干燥時(shí)間為5h。
(2)將干燥后的高特性黏度的聚丁烯對(duì)苯二甲酸酯切片于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、噴絲孔熔噴、熱風(fēng)牽引拉伸的作用下,形成具有較粗纖維結(jié)構(gòu)的材料,其中熔體溫度250℃,熱風(fēng)溫度260℃,熱風(fēng)壓力為0.35MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為53Hz,接收距離為7cm,熔體噴出量為185kg/h,網(wǎng)帶速度為172m/min,牽伸風(fēng)速為4000m/min。
(3)粗纖維材料經(jīng)冷卻裝置冷卻成型,并于卷繞網(wǎng)簾上交織粘合后,熱軋加固形成粗纖維網(wǎng),其中冷卻溫度為50℃,冷卻時(shí)間為45min,熱軋壓力為4.5kPa,熱軋溫度為130℃,熱軋時(shí)間為12s,熱軋比率20%,固化溫度為35℃,固化時(shí)間為22min,纖維平均直徑為3.47μm。
(4)將干燥后的低特性黏度聚丁烯對(duì)苯二甲酸酯切片于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、噴絲孔熔噴、熱風(fēng)牽引拉伸的作用下,形成具有較細(xì)纖維結(jié)構(gòu)的材料,其中熔體溫度200℃,熱風(fēng)溫度260℃,熱風(fēng)壓力為0.2MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為68Hz,接收距離為14cm,熔體噴出量為165kg/h,網(wǎng)帶速度為185m/min,牽伸風(fēng)速為6000m/min.
(5)超細(xì)纖維材料經(jīng)冷卻裝置冷卻成型,并于卷繞網(wǎng)簾上交織粘合后,熱軋加固形成細(xì)纖維網(wǎng),其中冷卻溫度為30℃,冷卻時(shí)間為18min,熱軋壓力為3kPa,熱軋溫度為145℃,熱軋時(shí)間為17s,熱軋比率18%,固化溫度為30℃,固化時(shí)間為15min,纖維平均直徑為2.85μm。
(6)利用針刺處理技術(shù)對(duì)粗纖維網(wǎng)與超細(xì)纖維網(wǎng)(質(zhì)量比為1:3.5)進(jìn)行粘合,植針密度為6000枚/m,針刺頻率1200刺/min,輸出速度6m/min,針刺深度為10mm,最終經(jīng)高壓電駐極(駐極電壓為30KV)處理后得到對(duì)比例2的過(guò)濾材料。
實(shí)施例3
本實(shí)施例3所述的高強(qiáng)度低阻力防霉過(guò)濾材料制備方法,由以下步驟組成:
(1)將具有不同特性黏度的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片(低特性黏度為0.5dL/g,高特性黏度為1.2dL/g)在115℃進(jìn)行干燥處理,干燥時(shí)間為2.5h。
(2)將干燥后的高特性黏度聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片、流體助劑WS、介孔無(wú)機(jī)駐極劑硫化鋅(平均粒徑300nm)按質(zhì)量比為100:4:6的比例在雙螺桿擠出機(jī)中共混后擠出經(jīng)冷凝、風(fēng)干、切粒機(jī)切粒后得到聚合物切片共混改性物,其中擠出溫度為220℃,冷凝溫度為40℃,風(fēng)干時(shí)間為35min,切粒機(jī)切粒尺寸為50μm,最終得到高特性黏度共混改性物。
(3)將干燥后的低特性黏度聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片、流體助劑WS、納米無(wú)機(jī)駐極劑納米鋅(平均粒徑80nm)按質(zhì)量比為100:4:6的比例在雙螺桿擠出機(jī)中共混后擠出經(jīng)冷凝、風(fēng)干、切粒機(jī)切粒后得到聚合物切片共混改性物,其中擠出溫度為210℃,冷凝溫度為40℃,風(fēng)干時(shí)間為25min,切粒機(jī)切粒尺寸為60μm,最終得到低特性黏度共混改性物。
(4)將高特性黏度共混改性物于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、噴絲孔熔噴、熱風(fēng)牽引拉伸的作用下,形成具有較粗纖維結(jié)構(gòu)的材料,其中熔體溫度230℃,熱風(fēng)溫度270℃,熱風(fēng)壓力為0.35MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為60Hz,接收距離為8cm,熔體噴出量為180kg/h,網(wǎng)帶速度為174m/min,牽伸風(fēng)速為4500m/min。
(5)粗纖維材料經(jīng)冷卻裝置冷卻成型,并于卷繞網(wǎng)簾上交織粘合后,熱軋加固形成粗纖維網(wǎng),其中冷卻溫度為30℃,冷卻時(shí)間為20min,熱軋壓力為4kPa,熱軋溫度為130℃,熱軋時(shí)間為13s,熱軋比率18%,固化溫度為35℃,固化時(shí)間為25min,纖維平均直徑1.86μm。
(6)將低特性黏度共混改性物于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、噴絲孔熔噴、熱風(fēng)牽引拉伸的作用下,形成具有較細(xì)纖維結(jié)構(gòu)的材料,其中熔體溫度240℃,熱風(fēng)溫度300℃,熱風(fēng)壓力為0.33MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為75Hz,接收距離為15cm,熔體噴出量為170kg/h,網(wǎng)帶速度為183m/min,牽伸風(fēng)速為7000m/min。
(7)超細(xì)纖維材料經(jīng)冷卻裝置冷卻成型,并于卷繞網(wǎng)簾上交織粘合后,熱軋加固形成細(xì)纖維網(wǎng),其中冷卻溫度為35℃,冷卻時(shí)間為18min,熱軋壓力為2.5kPa,熱軋溫度為125℃,熱軋時(shí)間為22s,熱軋比率20%,固化溫度為35℃,固化時(shí)間為30min,纖維平均直徑0.94μm。
(8)利用針刺處理技術(shù)對(duì)粗纖維網(wǎng)與超細(xì)纖維網(wǎng)(質(zhì)量比為1:4.5)進(jìn)行粘合,植針密度為8000枚/m,針刺頻率1200刺/min,輸出速度6m/min,針刺深度為18mm,最終經(jīng)高壓電駐極(駐極電壓45KV)處理后得到具有高過(guò)濾效率、高強(qiáng)度、高容塵量、耐霉的過(guò)濾材料。
對(duì)比例3
本對(duì)比例3所述的過(guò)濾材料制備方法,由以下步驟組成:
(1)將具有不同特性黏度的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片(低特性黏度為0.5dL/g,高特性黏度為1.2dL/g)在115℃進(jìn)行干燥處理,干燥時(shí)間為2.5h。
(2)將干燥后的高特性黏度聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、噴絲孔熔噴、熱風(fēng)牽引拉伸的作用下,形成具有較粗纖維結(jié)構(gòu)的材料,其中熔體溫度230℃,熱風(fēng)溫度270℃,熱風(fēng)壓力為0.35MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為60Hz,接收距離為8cm,熔體噴出量為180kg/h,網(wǎng)帶速度為174m/min,牽伸風(fēng)速為4500m/min。
(3)粗纖維材料經(jīng)冷卻裝置冷卻成型,并于卷繞網(wǎng)簾上交織粘合后,熱軋加固形成粗纖維網(wǎng),其中冷卻溫度為30℃,冷卻時(shí)間為20min,熱軋壓力為4kPa,熱軋溫度為130℃,熱軋時(shí)間為13s,熱軋比率18%,固化溫度為35℃,固化時(shí)間為25min,纖維平均直徑為3.22μm。
(4)將干燥后的低特性黏度聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯切片于擠出機(jī)中熔融擠出后經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量、噴絲孔熔噴、熱風(fēng)牽引拉伸的作用下,形成具有較細(xì)纖維結(jié)構(gòu)的材料,熔體溫度240℃,熱風(fēng)溫度300℃,熱風(fēng)壓力為0.33MPa,計(jì)量泵轉(zhuǎn)速為75Hz,接收距離為15cm,熔體噴出量為170kg/h,網(wǎng)帶速度為183m/min,牽伸風(fēng)速為7000m/min。
(5)超細(xì)纖維材料經(jīng)冷卻裝置冷卻成型,并于卷繞網(wǎng)簾上交織粘合后,熱軋加固形成細(xì)纖維網(wǎng),其中冷卻溫度為35℃,冷卻時(shí)間為18min,熱軋壓力為2.5kPa,熱軋溫度為125℃,熱軋時(shí)間為22s,熱軋比率20%,固化溫度為35℃,固化時(shí)間為30min,纖維平均直徑為2.65μm。
(6)利用針刺處理技術(shù)對(duì)粗纖維網(wǎng)與超細(xì)纖維網(wǎng)(質(zhì)量比為1:4.5)進(jìn)行粘合,植針密度為8000枚/m,針刺頻率1200刺/min,輸出速度6m/min,針刺深度為18mm,最終經(jīng)高壓電駐極(駐極電壓45KV)處理后得到對(duì)比例3的過(guò)濾材料。
對(duì)實(shí)施例1-3以及對(duì)比例1-3制備的過(guò)濾材料進(jìn)行性能測(cè)試,結(jié)果如表1和表2所示:
表1為實(shí)施例與對(duì)比例縱向和橫向斷裂強(qiáng)度
表2為實(shí)施例與對(duì)比例空氣過(guò)濾、抑菌率數(shù)據(jù)對(duì)比
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