[发明专利]一种应用于净化空气的过滤膜材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种应用于净化空气的过滤膜材料及其制备方法。

背景技术

过滤膜在气体处理、水处理、石化和制药等行业都有大规模应用，是一项重要高分子材料。过滤膜大体可分为液体过滤膜和气体过滤膜。现有的气体过滤膜通常由无纺布基材和过滤层粘结组成，其过滤层的材质主要为聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯等聚合物。

气体过滤膜在对空气进行过滤处理时，空气中除了气体，还含有大量的水汽、挥发性有机物、颗粒杂质等，若要气体过滤膜取得良好的过滤通透效果，过滤层必须是疏水性材质。常用的疏水性材质如聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯，不仅制作成本较高，而且对水仍存在一定的耐久性问题，会使得过滤膜的透气性变差，降低过滤效率，增加能耗，以及降低使用寿命。为此，为了改善过滤膜的以上不足，需要提供一种新型的应用于净化空气的过滤膜材料。

发明内容

本发明为了解决现有技术问题的以上不足，提供一种应用于净化空气的过滤膜材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明公开了一种应用于净化空气的过滤膜材料，该过滤膜由无纺布基材和过滤层构成，所述过滤层由如下重量份数的原料制备而成：聚四氟乙烯14-27份、聚甘油蓖麻醇酯6-14份、聚酰胺8-17份、氧化石墨烯2-5份、纳米纤维素2-9份、聚羟基丁酸酯3-10份、抗菌剂0.7-3份、麦饭石粉4-9份、碳酸钡7-13份、沸石粉3-9份、竹纤维2-8份、三氟乙酸2-9份和蒸馏水45-70份。

优选的，所述抗菌剂为钛酸酯、二氧化钛、脱氢乙酸和双乙酸钠中的至少一种。

所述过滤层由如下重量份数的原料制备而成：聚四氟乙烯16-27份、聚甘油蓖麻醇酯6-12份、聚酰胺10-17份、氧化石墨烯3-5份、纳米纤维素4-9份、聚羟基丁酸酯3-7份、抗菌剂1-3份、麦饭石粉5-9份、碳酸钡7-10份、沸石粉5-9份、竹纤维5-8份、三氟乙酸4-9份和蒸馏水52-70份。

所述过滤层由如下重量份数的原料制备而成：聚四氟乙烯23份、聚甘油蓖麻醇酯9份、聚酰胺15份、氧化石墨烯4份、纳米纤维素7份、聚羟基丁酸酯6份、抗菌剂2份、麦饭石粉7份、碳酸钡9份、沸石粉7份、竹纤维6份、三氟乙酸8份和蒸馏水64份。

本发明还提供上述所述的应用于净化空气的过滤膜材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚四氟乙烯、纳米纤维素、聚酰胺、聚羟基丁酸酯、聚甘油蓖麻醇酯、碳酸钡、三氟乙酸加入一半蒸馏水中，形成混合液A；

（2）将氧化石墨烯加入另一半蒸馏水中，超声分散均匀，得到混合液B；

（3）向混合液A中先加入混合液B并混合均匀，再依次加入麦饭石粉、沸石粉、竹纤维和抗菌剂，超声分散均匀得到混合膜液；

（4）将上述混合膜液进行真空脱泡，然后倒在无纺布基材上，经刮膜，蒸干、凝胶成膜即得所述过滤膜材料。

优选的，所述步骤（2）中超声分散功率为150W，超声温度设置为50-60℃。

所述步骤（4）中的刮膜厚度为120-180um，刮膜温度为50-80℃，蒸发时间为30-500s，凝胶时间为2-12h，凝胶温度为35-55℃。

由于采用了以上技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明制备的过滤膜材料的拉伸强度为5.8-7.1MPa，空气通量为1491-1562L/（m²*h），膜截留率大于95.6%，显示优异的分离性，机械性能和耐久性，可广泛应用于净化空气领域，市场前景广。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例所述应用于净化空气的过滤膜材料，该过滤膜由无纺布基材和过滤层构成，所述过滤层由如下重量份数的原料制备而成：聚四氟乙烯14份、聚甘油蓖麻醇酯6份、聚酰胺8份、氧化石墨烯2份、纳米纤维素2份、聚羟基丁酸酯3份、抗菌剂0.7份、麦饭石粉4份、碳酸钡7份、沸石粉3份、竹纤维2份、三氟乙酸2份和蒸馏水45份。

优选的，所述抗菌剂为钛酸酯和二氧化钛按重量比为4:1的混合物。

本实施例所述应用于净化空气的过滤膜材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚四氟乙烯、纳米纤维素、聚酰胺、聚羟基丁酸酯、聚甘油蓖麻醇酯、碳酸钡、三氟乙酸加入一半蒸馏水中，形成混合液A；