一种提高普通滤材过滤性能的方法

文档序号:1968476 发布日期:2021-12-17 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 一种提高普通滤材过滤性能的方法 (Method for improving filtering performance of common filter material ) 是由 于淼 于 2021-09-30 设计创作,主要内容包括:本发明属于滤材技术领域,具体而言,本发明提供了本发明提供一种提高普通滤材过滤性能的方法,其特征在于:通过在普通滤材表面附着一层由直径在1微米以下的纳米纤维所组成的聚合物纤维膜而实现提高普通滤材过滤性能,包括以下步骤:步骤S1、配置纺丝溶液;步骤S2、制作聚合物纤维膜;步骤S3、聚合物纤维膜的附着,本发明的优点是,在现有普通滤材表面附着一层由直径大多在1微米以下的纳米纤维所组成的聚合物纤维膜可以明显提高普通滤材对于小颗粒的过滤效率,并且可以满足相关标准的透气率或气阻要求,同时保留了普通滤材本身较好的机械性能、容尘能力、较好的大颗粒过滤效率、产量大和成本低等优秀条件。(The invention belongs to the technical field of filter materials, and particularly provides a method for improving the filtering performance of a common filter material, which is characterized by comprising the following steps: the filtering performance of the common filter material is improved by attaching a layer of polymer fiber membrane consisting of nanofibers with the diameter of less than 1 micron to the surface of the common filter material, and the method comprises the following steps: step S1, preparing a spinning solution; step S2, manufacturing a polymer fiber membrane; step S3, attaching a polymer fiber membrane, the invention has the advantages that the polymer fiber membrane formed by the nanofibers with the diameter more than 1 micron is attached to the surface of the existing common filter material, the filtering efficiency of the common filter material to small particles can be obviously improved, the air permeability or air resistance requirement of related standards can be met, and simultaneously, the excellent conditions of good mechanical property, dust holding capacity, good large particle filtering efficiency, high yield, low cost and the like of the common filter material are kept.)

一种提高普通滤材过滤性能的方法

技术领域

本发明属于滤材技术领域,具体而言,涉及一种提高普通滤材过滤性能的方法。

背景技术

普通滤材的过滤效率偏低,无法满足中高效空气过滤器的过滤要求。主要原因是组成普通滤材的纤维直径多数大于1微米,导致普通滤材的孔径不够小、孔隙率不够高,进而导致难以同时满足高过滤效率和可以接受的透气率或气阻,尤其对于直径小于500纳米的盐性或油性颗粒更是难以同时满足。

发明内容

本发明是这样实现的:

本发明提供了一种提高普通滤材过滤性能的方法,其特征在于:通过在普通滤材表面附着一层由直径在1微米以下的纳米纤维所组成的聚合物纤维膜而实现提高普通滤材过滤性能,包括以下步骤:

步骤S1、配置纺丝溶液,纺丝溶液是将纺丝溶剂和高分子材料进行组合,从而制成的聚合物溶液;

步骤S2、制作聚合物纤维膜,通过静电纺丝工艺,且保持生产环境在处在温度30±2℃、相对湿度30±5%、焓值50±5kJ、静电纺丝设备内空压为2.5±0.5Pa的条件下,将纺丝溶液制成聚合物纤维膜;

步骤S3、聚合物纤维膜的附着,通过沉积方式将聚合物纤维膜附着于普通滤材表面,将纺丝发射极与基材间间距设为25±5cm,纺丝电压设定为30±10kV,纺丝时间为5±2min,通过高压静电场将纺丝溶液牵引批量拉丝形成聚合物纤维,聚合物纤维直接沉积在接收极的基材表面,从而完成聚合物纤维膜的附着。

进一步的,所述步骤S3中,聚合物纤维膜的附着采用静电吸附的方式,使聚合物纤维膜与普通滤材带有相反电荷,使得聚合物纤维膜与普通滤材紧密粘合。

进一步的,所述步骤S3中,聚合物纤维膜的附着采用热压方式,使用能达到90-140摄氏度的仪器靠近待覆膜聚合纤维膜,使聚合纤维膜部分融化,并在融化的纤维膜尚未凝固前,使用200-300MPa以下的压力使纤维膜与普通滤材接触更紧密,在融化的纤维膜凝固后,聚合纤维膜与普通基材的附着力增加。

进一步的,所述步骤S3中,聚合物纤维膜的附着采用超声波点焊方式,将聚合物纤维膜与普通滤材叠放,在聚合物纤维膜小范围面积利用超声波使得聚合物纤维部分融化,融化的纤维凝固后聚合物纤维膜与普通滤材紧密粘合。

进一步的,所述步骤S3中,聚合物纤维膜的附着采用点胶方式,通过在聚合物纤维膜部分表面涂抹粘合剂,使得聚合物纤维膜与普通滤材紧密粘合。

进一步的,所述聚合物纤维膜部分表面涂抹的粘合剂为热熔胶。

进一步的,所述高分子材料可以采用:聚丙乙烯、聚乙烯醇缩丁醛酯、聚氨酯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯呲络烷酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙内酯、聚乙二醇、聚乙酸乙烯酯、聚氧化乙烯、壳聚糖、水溶性壳聚糖、海藻酸钠、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸、聚酰胺、聚酰亚胺、聚芳酰胺、聚苯并咪唑、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚苯胺、聚环氧乙烷、聚萘二酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯基丁烯,以及它们的共聚物或衍生物,聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、醋酸纤维素、聚砜或聚醚砜中的任意一种或至少两种的组合;

或者采用:二醋酸纤维素,氮氮-二甲基甲酰胺、氮氮-二甲基乙酰氨、丙酮、丁酮或二甲基亚砜中的任意一种或至少两种的组合。

进一步的,所述纺丝溶剂还可以采用:四氯呋喃、THF、DMF、二氯甲烷、乙醇、三氯乙酸、甲酸、丙酮、水、酸酯、醋酸任意一种或至少两种的组合。

本发明的有益效果是:

普通滤材本身具备较好机械性能、容尘能力、对于大颗粒(直径在500纳米以上的盐性和油性颗粒)的过滤效率较好,也能满足在过滤大颗粒时按照相关标准的透气率或气阻,另外普通滤材在市场上已经具备较大产能且价格较低。但是由于普通滤材的纤维直径多数在1微米以上,所以对于小颗粒(直径在500纳米以下的盐性和油性颗粒)的过滤效率较低,并且难以满足相关标准的透气率或气阻要求。本发明的优点是,在现有普通滤材表面附着一层由直径大多在1微米以下的纳米纤维所组成的聚合物纤维膜可以明显提高普通滤材对于小颗粒的过滤效率,并且可以满足相关标准的透气率或气阻要求(例如EN779中对于F9过滤级别的要求),同时保留了普通滤材本身较好的机械性能、容尘能力、较好的大颗粒过滤效率、产量大和成本低等优秀条件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明公开的一种提高普通滤材过滤性能的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。

因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例

请参阅图1,本发明提供一种提高普通滤材过滤性能的方法,其特征在于:通过在普通滤材表面附着一层由直径在1微米以下的纳米纤维所组成的聚合物纤维膜而实现提高普通滤材过滤性能,包括以下步骤:

步骤S1、配置纺丝溶液,纺丝溶液是将纺丝溶剂和高分子材料进行组合,从而制成的聚合物溶液;

其中,高分子采用重量份数为4份的聚偏氟乙烯和重量份数为2份的聚氨酯,纺丝溶剂采用重量份数为40的氮氮-二甲基甲酰胺,并进行组合制得纺丝溶液;

步骤S2、制作聚合物纤维膜,通过静电纺丝工艺,且保持生产环境在处在温度30±2℃、相对湿度30±5%、焓值50±5kJ、静电纺丝设备内空压为2.5±0.5Pa的条件下,将纺丝溶液制成聚合物纤维膜;

步骤S3、聚合物纤维膜的附着,通过沉积方式将聚合物纤维膜附着于普通滤材表面,将纺丝发射极与基材间间距设为25±5cm,纺丝电压设定为30±10kV,纺丝时间为5±2min,通过高压静电场将纺丝溶液牵引批量拉丝形成聚合物纤维,聚合物纤维直接沉积在接收极的基材表面,从而完成聚合物纤维膜的附着。

所述步骤S3中,聚合物纤维膜的附着采用静电吸附的方式,使聚合物纤维膜与普通滤材带有相反电荷,使得聚合物纤维膜与普通滤材紧密粘合。

所述步骤S3中,聚合物纤维膜的附着采用热压方式,使用能达到90-140摄氏度的仪器靠近待覆膜聚合纤维膜,使聚合纤维膜部分融化,并在融化的纤维膜尚未凝固前,使用200-300MPa以下的压力使纤维膜与普通滤材接触更紧密,在融化的纤维膜凝固后,聚合纤维膜与普通基材的附着力增加。

所述步骤S3中,聚合物纤维膜的附着采用超声波点焊方式,将聚合物纤维膜与普通滤材叠放,在聚合物纤维膜小范围面积利用超声波使得聚合物纤维部分融化,融化的纤维凝固后聚合物纤维膜与普通滤材紧密粘合。

所述步骤S3中,聚合物纤维膜的附着采用点胶方式,通过在聚合物纤维膜部分表面涂抹粘合剂,使得聚合物纤维膜与普通滤材紧密粘合。

所述聚合物纤维膜部分表面涂抹的粘合剂为热熔胶。

所述高分子材料还可以采用:聚丙乙烯、聚乙烯醇缩丁醛酯、聚氨酯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯呲络烷酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙内酯、聚乙二醇、聚乙酸乙烯酯、聚氧化乙烯、壳聚糖、水溶性壳聚糖、海藻酸钠、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸、聚酰胺、聚酰亚胺、聚芳酰胺、聚苯并咪唑、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯、聚苯胺、聚环氧乙烷、聚萘二酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯基丁烯,以及它们的共聚物或衍生物,聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、醋酸纤维素、聚砜或聚醚砜中的任意一种或至少两种的组合;

或者采用:二醋酸纤维素,氮氮-二甲基甲酰胺、氮氮-二甲基乙酰氨、丙酮、丁酮或二甲基亚砜中的任意一种或至少两种的组合。

所述纺丝溶剂还可以采用:四氯呋喃、THF、DMF、二氯甲烷、乙醇、三氯乙酸、甲酸、丙酮、水、酸酯、醋酸任意一种或至少两种的组合。

具体的,通过对普通滤材进行附着聚合物纤维膜,然后对各材料的过滤效率及透气量进行试验并记录成表1和表2,如下:

表一

表二

通过试验数据可以明显看出,通过对普通滤材进行附着聚合物纤维膜可以满足相关标准的透气率或气阻要求,同时保留了普通滤材本身较好的机械性能、容尘能力、较好的大颗粒过滤效率。

应该明白,公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好,应该理解,过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素,并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中,各种特征一起组合在单个的实施方案中,以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图,即,所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反,如所附的权利要求书所反映的那样,本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此,所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中,其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然,为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的,但是本领域普通技术人员应该认识到,各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此,本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外,就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”,该词的涵盖方式类似于术语“包括”,就如同“包括,”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外,使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

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