[发明专利]一种三维结构过滤织物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种三维结构过滤织物及其制备方法。所述织物包括由经纱和纬纱组成的上、下面纱层及由间隔纱组成的介于上、下面纱层之间的间隔层，间隔层与上、下面纱层之间填充有过滤材料。制备方法为：织造上、下面纱层，每层面纱层包括两层经纱和一层纬纱，然后采用两组间隔纱相互交织将上、下面纱层捆绑成为一个整体；将填充物织入中空间隔层中；织造完毕后将三维织物浸入膨松剂与相容剂的混合溶液中，混合溶液浸入填充物内部分解产生的气泡具有微爆破作用，使得填充物结构逐渐疏松膨胀填满整个三维中空结构，从而制得三维结构过滤织物。本发明采用三维间隔织物作为骨架支撑材料，为蓬松后的碳管材料提供容纳空间和力学支撑。

技术领域

本发明涉及一种三维结构过滤织物及其制备方法，属于过滤材料技术领域。

背景技术

随着工业发展，空气污染和水体污染较为严重。在一些重工业企业中，高温废气中酸性或碱性气体对空气质量影响很大。因此，过滤网，过滤毡和过滤织物等滤材的研究和应用都比较广泛。用于过滤气体或液体中杂物的纺织品。有湿滤和干滤两类。分离液体中的固体颗粒称湿滤，大多用于化工、油漆、染料、颜料、石油、陶瓷、制糖和食品等工业。净化空气、分离气体中的尘埃和烟雾称干滤，大多用于冶金、采矿、化工和电站等方面。机织物和丝网一般适于湿滤，其中表面平滑的织物，易于清除滤渣，适用于固体物质的回收。针刺毡型无纺织布适于干滤，尤其适宜净化空气。过滤织物有棉斜纹布、毛毡、丝绢和金属丝网等多种。丙纶不受一般化学品腐蚀，不霉不蛀，但不耐高温，丙纶短纤维经针刺制成的毡大多用于净化空气、废水处理和制造粘胶纤维时的过滤等方面。聚四氟乙烯耐高温、耐辐射又耐各种化学药品腐蚀，涂有聚四氟乙烯的玻璃布可用于过滤烟道气、放射性尘埃和腐蚀性化学品。此外，不绣钢丝网可用于过滤高聚物熔体和汽油等物质，也是重要的过滤织物。也有采用静电纺等方法将纳米纤维混入纤维或织物中以提高过滤效果。但是以上的过滤织物还是存在力学性能较弱或者不耐高温等缺点。

发明内容

本发明所要解决的问题是：现有现有过滤织物力学性能较弱或不耐高温的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种三维结构过滤织物，其特征在于，包括由经纱和纬纱组成的上、下面纱层及由间隔纱组成的介于上、下面纱层之间的间隔层，间隔层与上、下面纱层之间填充有过滤材料。

优选地，所述经纱、纬纱、间隔纱为芳纶，玻璃纤维，碳纤维、涤纶、锦纶、氨纶、维纶、棉纤维或麻纤维。

更优选地，所述经纱、纬纱的密度为2～50根/厘米，间隔纱的密度为2～50根/厘米。

优选地，所述过滤材料为碳纳米管膜、碳纳米管纱线或石墨烯纱线。

优选地，所述过滤材料为未经处理的原材料或经化学试剂修饰过的材料。

本发明还提供了上述三维结构过滤织物的制备方法，其特征在于，织造上、下面纱层，每层面纱层包括两层经纱和一层纬纱，然后采用两组间隔纱相互交织将上、下面纱层捆绑成为一个整体；控制间隔纱的高度，同时将填充物织入中空间隔层中；织造完毕后将三维织物浸入膨松剂与相容剂的混合溶液中，混合溶液浸入填充物内部分解产生的气泡具有微爆破作用，使得填充物结构逐渐疏松膨胀填满整个三维中空结构，从而制得三维结构过滤织物。

采用具有中空间隔层的三维间隔织物作为过滤织物的载体，为蓬松后的碳管材料过滤层提供容纳空间和力学支撑，并对蓬松的碳纳米管起到一定的密封作用。所述的三维间隔机织物，也可以采用三维间隔针织物，三维编织物或者其它结构的三维织物结构。

优选地，所述间隔纱的高度由隔距片来控制或采用定伸长送经纱的方式控制。

优选地，混合溶液中，所述相容剂为乙醇溶液、丙酮溶液或二氯甲烷溶液；膨松剂为质量浓度为10～70％的过氧化氢溶液、质量浓度为10～15％的稀硫酸与金属锌粉末以重量比20：1的比例混合的混合物或质量浓度为8～12％的稀硝酸于亚硫酸钠以重量比20：1的比例混合的混合物。