[发明专利]一种性能提高的静电过滤棉、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种性能提高的静电过滤棉、其制备方法及应用，属于暖通空调空气过滤材料技术领域。其制备方法包括如下步骤：制备退卷的静电过滤棉；制备热压后的静电过滤棉；制备单面涂布热熔胶丝的静电过滤棉；制备双面涂布热熔胶丝的静电过滤棉或单面涂布多层热熔胶丝的静电过滤棉；成品包装。本发明还公开了一种性能提高的静电过滤棉及应用。本发明的性能提高的静电过滤棉，具有如下优点：具有较致密的表面结构，可以有效阻止较大颗粒粉尘进入过滤棉内部，并较快在表面形成滤饼，便于清除，可以有效延长使用寿命；在较接近的克重上，有效地提高过滤效率；在同等的过滤效率下，具有较低的克重，极大地节约了材料成本。

技术领域

本发明涉及一种性能提高的静电过滤棉、其制备方法及应用，属于暖通空调(HVAC)空气过滤材料技术领域。

背景技术

由于自然过程和人类生产活动，导致各类粉尘污染物进入大气，并形成了稳定的气溶胶，这也是近几年来引起雾霾的元凶。大气中的悬浮颗粒物主要包括直接生成和间接生成的液态、固态颗粒，主要有三个来源：一是由各种污染源直接向空气中释放的细微颗粒，包括烟尘、粉尘、扬尘、油烟、油雾、花粉、火山灰等；二是具有化学活性的气态污染物在排放到大气中后发生反应，生成、吸附、凝聚成的细微颗粒物，这些活性气态污染物包括SO₂、NOx、氨气(NH₃)和其他的挥发性有机物等；三是人为的或自然界的各种微生物，如细菌、病毒、真菌等。

自然过程产生的污染，主要是火山喷发和沙漠风暴裹挟的尘埃，该部分污染占据30％左右，但是该部分粉尘污染基本分布在沙漠和远离人类日常居住的区域。由于人类生产活动而造成的污染则不同，其污染源包括汽车尾气、火电、钢铁、建材、化工、取暖等，不仅富集在人类密集聚居区域，而且还具有多元、复杂的毒性甚至是传染性，对人类的健康造成了巨大的威胁。因此，各类空气净化装备和材料应运而生，特别是在暖通空调领域，人们需要在可控的空间范围内将大气中的污染物去除，对自身健康进行保护，静电过滤棉作为一种低阻力、高过滤效率的过滤材料，在市场中占有极其特殊的地位，然而由于其昂贵的价格和自身的一些缺陷，也妨碍了它的广泛应用。

目前市场上具有较长静电吸附寿命的静电过滤棉以美国3M公司的Filtrete系列产品、美国HV公司的Technostat系列产品和加拿大Texel公司的Tribo系列产品为代表。分别介绍如下：

美国3M公司的Filtrete系列的静电过滤棉产品主要通过对聚丙烯材料进行改性，而后制作成膜裂法针刺法非织造布的结构，再通过特殊方法使非织造布带上电荷，其中需要利用针刺法将聚丙烯纺粘非织造布进行复合，为整体的静电棉提供强度、尺寸稳定性支持，气流通过静电棉时，纤维表面的电荷吸附气流中的粉尘。美国HV公司的Technostat系列静电过滤棉，则是利用去除了抗静电油剂的聚丙烯短纤维和丙烯腈短纤维均匀混合，制作成针刺非织造布，并与聚丙烯纺粘非织造布进行针刺复合，为整体的静电棉提供强度、尺寸稳定性支持，在气流通过静电棉时，较易得到电子的聚丙烯纤维和较易失去电子的丙烯腈纤维发生摩擦，分别带上负电荷和正电荷，吸附气流中的各种颗粒物。加拿大Texel公司的Tribo系列静电棉，其结构与美国HV公司的Technostat系列相类似，纤维成分上略有差别。

以上三家公司的静电过滤棉产品，都是经过了针刺非织造布工艺制成，并复合了纺粘非织造布作为增强材料，但考虑到纤维摩擦、强度、静电保持的特性，其针刺密度都较低，过滤棉内部的纤维绝大部分以切向(即平行于材料表面的方向)分布为主，且整体较蓬松，可以确保在气流通过的时候，过滤棉内部的纤维能有较大空间的滑移摩擦，持续产生静电吸附力。这样的结构赋予了静电过滤棉如下优点：

(1)蓬松的结构而带来较高的孔隙率，造就了同等克重下静电过滤棉极低的过滤阻力(相较于同等克重的熔喷无纺布和纺粘无纺布等，其过滤阻力仅为1/10-1/5)，在使用过程中节约了大量的能耗；