[发明专利]一种新型驻极体滤材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种新型驻极体滤材及其制备方法。

背景技术

由于我国工业的快速发展，产生了大量的废气、烟尘，加剧了大气污染，雾霾天气产生的频率越来越高，范围越来越大，几乎覆盖了我国大部分区域。大气中直径小于2.5的颗粒污染物(PM2.5)吸入体内后会直接进入支气管，引发包括哮喘、支气管炎、尘肺和心血管病等疾病，对人们的身体健康造成了巨大危害，已引起世界各国的严重关注。

常用的纤维过滤材料捕尘主要依靠布朗扩散、截留、惯性碰撞和直接拦截等机械阻挡作用，过滤材料和粒子之间静电吸附作用甚弱，这样对粒径小于1m以下的粒子过滤效果很差。如果过滤材料在空气过滤的过程中增强静电吸附，除原有的机械阻挡作用外，依靠库仑力直接吸引气相中的带电微粒并将其捕获，或诱导中性微粒产生极性再将其捕获，从而更有效地过滤气体载体相中的亚微粒子，过滤效率无疑将大大增强，而空气阻力却不会增加。

发明内容

本发明提出的是一种新型驻极体滤材及其制备方法，其目的旨在克服现有技术存在的上述不足，实现高过滤精度、低过滤阻力、高过滤效率且使用寿命长。

本发明的技术解决方案：一种新型驻极体滤材，包括复合层和复合层外表面上的经驻极处理带电的涂层，涂层由无机驻极体材料以发泡工艺成型在复合层上。

优选的，所述的复合层包括上层纤维、下层纤维和铺设在上层纤维与下层纤维之间的基布。

优选的，所述的上层纤维和下层纤维为PPS、P84、PTFE中的一种或一种以上的混合。

优选的，所述的基布为PTFE、PPS、涤纶中的一种或一种以上的混合。

优选的，所述的无机驻极体材料是锆钛酸铅、氧化锌、氧化钽、氧化铝中的一种。

一种新型驻极体滤材的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)将上层纤维和下层纤维分别梳理整齐，将上层纤维和下层纤维分别铺设在基布的上下，利用刺针对上层纤维和下层纤维进行反复穿刺进行加固得到复合层，穿刺包括依次进行的三道工序，依次为预针刺、主针刺和修面针刺，预针刺针频550-650针/min，针刺深度10-12mm，主针刺针频800-900针/min，针刺深度8-10mm，修面针频850-950针/min，针刺深度6-8mm；

2)将复合层在蒸馏水进行常温超声波洗涤，洗涤时间5-8min,超声波功率＞3.5KW，洗涤中在蒸馏水中添加0.8-1g/L的JFC渗透剂和质量比3-5％的纺织用表面活性剂，然后压轧至厚度为2.0-2.5mm；

3)将压轧后的复合层涤在蒸馏水中进行第二次常温超声波洗涤，洗涤时间6-8min,超声波功率＞3.5KW，然后进行170-190℃烘干，然后采用冷风负压降温，降温时间≤1.5min；

4)采用电晕驻极工艺对步骤3)处理后的复合层进行烧毛压光处理，烧毛的速度为10-18m/min，压光温度高于纤维的玻璃化温度且低于纤维的软化点温度，然后进行浸渍处理后烘干；

5)在步骤4)处理后的复合层外表面上通过发泡的方式成型出涂层，涂层是将1-4g/ml无机驻极体材料溶解在乙醇中，经研磨处理后，在发泡剂15-20g/ml与增稠剂10-15g/ml的共同作用下，进行发泡处理而得；

6)对涂层采用电晕放电或热极化的方式进行驻极处理使涂层成为驻极体，得到新型驻极体滤材。

优选的，所述的无机驻极体材料是锆钛酸铅、氧化锌、氧化钽、氧化铝中的一种。

优选的，所述的上层纤维和下层纤维为PPS、P84、PTFE中的一种或一种以上的混合。

优选的，所述的基布为PTFE、PPS、涤纶中的一种或一种以上的混合。

本发明的优点：依据驻极体材料的特点并结合非织造材料结构的特殊性，将二者的生产工艺相结合，利用机械阻隔和静电吸附双重机制捕获微细颗粒物，相对于单纯靠机械阻隔来过滤微细颗粒物的普通过滤材料，可以快速形成滤饼，具有更高的过滤效率；涂层所采用的无机驻极体材料具有耐高温和高性能的特点，可有效提高整个过滤材料的电荷存储能力和电荷稳定性，增加了驻极体效应即静电效应，有效提高了材料的过滤效率；该涂层会通过表面静电作用，形成超细过滤粉尘饼，通过粉尘饼的细空隙及静电作用可以将粉尘阻挡在过滤毡表面，提高其表面过滤效率；本滤材不易结露、粘粉，易清灰，粉尘不易渗入过滤材料深层处，压力损失不随使用时间延长而增加，大大提高了整个滤材的使用寿命。

具体实施方式

下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。