[发明专利]一种具有梯度结构的高效过滤材料及其生产方法

权利要求书

1.一种具有梯度结构的高效过滤材料的制备工艺，其特征在于：所述具有梯度结构的高效过滤材料是由四层梯度不同孔径的过滤层复合而成，第一层过滤层为粗混合针刺毡层、第二层过滤层为细混合针刺毡层、第三层过滤层为微细非织造布层、第四层过滤层为中空静电纺超细纤维层；第一层过滤层至第四层过滤层上的孔径呈梯度逐渐减小；具有梯度结构的高效过滤材料的制备工艺包括步骤如下：

（1）粗混合针刺毡层制备：将粗细为2.5-3D，长度为51mm的常规粗旦纤维与ES纤维按6:4混合经开松梳理后形成均匀纤网，喂入针刺机经过预针刺及一道针刺得到克重为100-150g/m²的粗混合针刺毡层；

（2）细混合针刺毡层制备：将粗细为1.5-2D，长度为38mm的常规细旦纤维与ES纤维按6:4混合后开松梳理形成均匀纤网，随后经输网帘进入针刺区域，纤维与刺针保持垂直，经两道针刺后制得克重为60-80g/m²的细混合针刺毡层；

（3）微细非织造布层制备：将粗细为0.8-1.2D，长度为6-12mm常规微细旦纤维与ES纤维进行预处理，然后将两种纤维按6:4混合后浸水离散并混入调浆罐调和为均相混合液，混合液浓度为1-3%，混合时间10-20min，在常温下加水进一步稀释、均混至浓度为0.1-0.15%，送入非织造湿法成网系统，形成湿纸页，在轧液辊作用下初步去除多余水分，随后在70-90℃的烘箱中烘干得到克重为30g/m²的微细非织造布层；

（4）粘合：将制备好的粗混合针刺毡层、细混合针刺毡层、微细非织造布层依次堆叠在一起，放入烘箱中，使其处于半熔融状态，利用粗混合针刺毡层、细混合针刺毡层、微细非织造布层中ES纤维热熔粘合性能将三片纤网粘合在一起，热风烘箱温度设置成130℃，热风时间为3min，随后在输网帘作用下进入冷风区域快速定型得到纤网复合体；

（5）中空静电纺超细纤维层制备：将纤维材料与二甲基乙酰胺溶液及助纺剂共混，在转速为300r/min-400r/min的磁力搅拌下搅拌18h-48h得到质量分数为5%-20%的均一纺丝液，将内外径不同的两根金属毛细管以套管方式组装成中空静电纺喷丝头，在电压16-20kV，纺丝液流速0.3-1.0mL/h，中空气流速0.2-0.8mL/h，内管直径0.3-1.0mm，外管直径1-1.8mm，接收距离为10-20cm的条件下，外管注入纺丝液，内管注入中空气流，直接垂直喷射负载在步骤（4）中制得的纤网复合体上,最终制得克重为5-20g/m²的中空静电纺超细纤维层，得到具有梯度结构的高效过滤材料；

所述粗混合针刺毡层、细混合针刺毡层、微细非织造布层中的ES纤维为双组份低熔点热熔纤维，其芯层为熔点167℃的聚丙烯纤维，皮层为熔点130℃的聚乙烯纤维。