[发明专利]自具多重物理场作用的熔喷高效空气过滤材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种自具多重物理场作用的熔喷高效空气过滤材料及其制备方法。通过对磁性纳米粒子进行退磁处理，得到退磁态磁性纳米粒子；再将预定量的退磁态纳米粒子、驻极体材料与聚丙烯熔融混合造粒，然后将形成的复合母粒与聚丙烯切片混合后进行熔喷，最后将得到熔喷非织造无纺布进行充磁、充电处理后，即可得到自具多重物理场作用的熔喷高效空气过滤材料。通过上述方式，本发明能够利用硬磁性粒子和驻极体材料共同形成的多重物理场作用，在提高熔喷非织造无纺布过滤性能的同时不增加空气阻力，同时改善其静电作用易衰减、长期使用安全稳定性差的问题，从而有效提高制得的空气过滤材料在吸附及过滤过程的稳定性，实现对空气的高效、长期过滤。

技术领域

本发明涉及空气过滤材料技术领域，尤其涉及一种自具多重物理场作用的熔喷高效空气过滤材料及其制备方法。

背景技术

在各类过滤材料中，非织造的纤维膜过滤材料以其成本较低、节约能源以及表面积大等优势被广泛用作气体过滤材料。目前，使用最广泛的空气过滤材料是熔喷聚丙烯无纺布和通过静电纺丝法得到纳米纤维过滤材料。然而，这两类空气过滤材料中的电荷极易衰减，尤其是在高温和高湿度的环境中，从而导致难以保证过滤性能的稳定性和使用的安全性，影响了其长期使用性能。因此，有必要对现有的空气过滤材料进行改进，开发一种具有安全性、高效、低阻的空气过滤材料。

公开号为CN106048887A的专利提供了一种高效过滤PM2.5的熔喷无纺布及其制作方法，该专利通过将聚丙烯切片与改良电气石分散均匀混合熔融，制成母粒，再将所得母粒与聚丙烯切片均匀混合熔融、挤出，在高速热空气流下拉伸，制成熔喷非织造无纺布。虽然该方法制备的熔喷非织造无纺布具有高孔隙率、、容尘量大、过滤效率高、阻力低的特点；可在高温高湿的环境下使用，具有使用寿命长的优点。然而，随着空气的尘埃颗粒沉积在过滤材料上，静电作用会逐渐减弱和消散，导致其长期使用稳定性和安全性。

有鉴于此，有必要设计一种改进的空气过滤材料及其制备方法，以解决上述问题。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种自具多重物理场作用的熔喷高效空气过滤材料及其制备方法。通过在熔喷非织造无纺布中添加预定量的驻极体材料和硬磁性粒子，利用静电场和磁场的多重物理场作用，在提高该熔喷非织造无纺布过滤性能的同时不增加空气阻力，同时改善熔喷非织造无纺布静电作用易衰减、长期使用安全稳定性差的问题，从而有效提高制得的空气过滤材料在吸附及过滤过程的稳定性，实现对空气的高效、长期过滤。

为实现上述目的，本发明提供了一种自具多重物理场作用的熔喷高效空气过滤材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、对磁性纳米粒子进行退磁处理，得到退磁态磁性纳米粒子；

S2、将步骤S1得到的所述退磁态磁性纳米粒子、驻极体材料和聚丙烯切片按照第一预设质量比进行熔融混合造粒，得到复合母粒；

S3、将步骤S2得到的所述复合母粒与聚丙烯切片按照第二预设质量比混合后进行熔喷，得到熔喷非织造无纺布；

S4、对步骤S3得到的所述熔喷非织造无纺布依次进行充磁处理和充电处理，得到具有多重物理场作用的熔喷高效空气过滤材料。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述退磁处理包括如下步骤：

将所述磁性纳米粒子置于磁舟中，在真空或惰性气氛下进行高温处理，经冷却后得到所述退磁态磁性纳米粒子。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述高温处理为在500～700℃下处理1～2h。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述退磁态磁性纳米粒子、驻极体材料和聚丙烯切片熔融混合造粒时的所述第一预设质量比为(5～25):(5～25):(70～90)。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中，所述熔融混合造粒过程的温度为180～240℃。