本發(fā)明涉及一種過濾紙，尤其是涉及一種耐高溫型自清潔過濾紙，屬于過濾材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代化工業(yè)的高速發(fā)展，環(huán)境污染正在嚴重威脅著人類的生活與健康，近期空氣污染對人體的傷害尤為明顯，大規(guī)模霧霾天氣屢屢來襲。國家對空氣環(huán)境質(zhì)量重視程度的不斷提高，將pm2.5納入新的空氣質(zhì)量評價體系。如何利用高效的過濾材料減少空氣中有害氣體進入人體或者對排放的有害氣體進行有效過濾已迫在眉睫。為了能實現(xiàn)空氣凈化的目的，新型優(yōu)質(zhì)的過濾材料逐步成為科研工作者的研究熱點。由于玻璃纖維具有尺寸穩(wěn)定性較強、不易變形、電絕緣性好、抗藥品性好，及具有耐酸堿、耐油、耐腐蝕等優(yōu)良特性使得玻璃纖維成為高效和超高效空氣過濾器的首選材料，適用于各個領(lǐng)域的空氣凈化的應(yīng)用。但是，玻璃纖維也存在一些不足：纖維長徑比大，表面帶有電荷，容易相互纏繞而不易分開；表面比較光滑，經(jīng)打漿處理也不能產(chǎn)生分絲帚化，纖維與纖維之間幾乎不存在物理結(jié)合，也沒有形成氫鍵的基團，紙頁無法自然產(chǎn)生結(jié)合強度；機械強度低，不耐高溫、容塵量小隔一段時間就需要進行更換。
公開號為cn103556544a的中國專利提供了一種高阻燃性玻璃纖維空氣過濾紙，所述高阻燃性玻璃纖維空氣過濾紙由直徑為7～9μm的無堿玻璃纖維棉、直徑為0.3～0.4μm的無堿玻璃纖維棉和粘結(jié)膠料制得；所述直徑為7～9μm的無堿玻璃纖維棉和直徑為0.3～0.4μm的無堿玻璃纖維棉質(zhì)量比為1∶3.8～4.2；所述粘結(jié)膠料為丙烯酸乳液和無鹵有機磷酸鹽阻燃劑混合物。玻璃纖維空氣過濾紙表面平整、均勻，阻燃性能好。該專利提供的過濾紙有效提高了耐高溫特性，但是該專利提供的過濾紙只能進行空氣過濾出，沒有具體考慮其他行業(yè)，而且使用玻璃纖維作為原材料也使得它的耐高溫性能大打折扣，此外它的強度不高，容塵量有限，使用過程中需要經(jīng)常更換。
公開號為cn103721477a的中國專利提供了一種高強度玻璃纖維空氣過濾紙及其制備方法，該空氣過濾紙由玻璃纖維與膠黏劑組成，所述的玻璃纖維在一個平面內(nèi)均勻的隨機分布，多個玻璃纖維間形成微米級的孔隙，膠黏劑裹覆在玻璃纖維間的交織點上，形成網(wǎng)狀連接面。玻璃纖維由直徑在6μm～20μm之間的玻璃纖維短切絲和直徑在1μm～10μm之間的玻璃棉纖維組成。膠黏劑由無機硅膠或膠態(tài)礬土或它們的組合而成。該空氣過濾紙在常溫和高溫下均具備足夠的強度和優(yōu)異的氣-液分離、液-液分離能力，能夠抵抗風(fēng)速、流量的多次侵襲。該專利提供的過濾紙所使用的無機硅或膠態(tài)礬土膠黏劑，強度不高、粘結(jié)力不強，因 此降低了整體過濾紙的強度，而以玻璃纖維為原材料也使得它的強度受到了限制，容塵量低，使用過程中需要頻繁更換濾紙。
但是就目前的研究來看，由于玻璃纖維本身的限制，導(dǎo)致玻璃纖維過濾紙的耐高溫性能不強，目前的手段只能在原有基礎(chǔ)上進行改善，并沒有對過濾紙有大幅度的改善，此外由玻璃纖維制得的過濾紙的清洗也十分不方便，所以研究耐高溫與方便清理的過濾紙將成為近些年發(fā)展的重點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為克服上述問題，本發(fā)明提供了一種耐高溫高強度自清潔過濾紙，由纖維直徑為1～2μm玄武巖纖維、纖維直徑為2～4μm陶瓷纖維、纖維直徑為2～5μm氧化鋯纖維、纖維直徑為2～5μm氧化鋁纖維以及耐高溫膠黏劑組成，并在過濾紙纖維表面浸漬一層納米二氧化鈦薄膜。玄武巖纖維和陶瓷纖維作為一種無機纖維，不僅穩(wěn)定性好，而且還具有電絕緣性、抗腐蝕、抗燃燒、耐高溫等多種優(yōu)異性能，過濾性能好，剪切強度高，用它作為過濾紙原材料極大的提升了過濾紙的強度以及耐高溫特性，而添加的長度不同的氧化鋯纖維和氧化鋁纖維同樣具有高強度，耐高溫的特性，而不同長度的纖維可以相互纏結(jié)相互填充，使得濾紙結(jié)合力提高，采用的多組分大大降低了氣流阻力，提高了過濾效率。此外在濾紙表面浸漬的納米二氧化鈦薄膜使得濾紙具有了自清潔功能，使得濾紙表面可以長期保持自清潔的效果，同時二氧化鈦還可以將甲醛等有害有機物完全降解為水和二氧化鈦，且不造成二次污染，因此既環(huán)保又提高了濾紙的使用壽命。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的采用的技術(shù)方案是：一種耐高溫型自清潔過濾紙，由纖維材料和纖維材料表面的納米涂層組成，其特征在于所述的纖維材料由50～70％wt、纖維直徑為1～2μm玄武巖纖維，20～30％wt、纖維直徑為2～4μm陶瓷纖維，5～10％wt、纖維直徑為2～5μm氧化鋯纖維、5～10％wt、纖維直徑為2～5μm氧化鋁纖維組成，所述納米涂層為厚度為0.05～0.10nm二氧化鈦薄膜。
所述的玄武巖纖維長徑比為25～50，容重為110～130kg/m3，熱傳導(dǎo)系數(shù)為0.03～0.04w/m·k，抗拉強度為3500～4000mpa，彈性模量為90～110gpa。
所述陶瓷纖維長徑比為20～35，容重為90～120kg/m3，熱傳導(dǎo)系數(shù)為0.05～0.10w/m·k。
本發(fā)明還公開了耐高溫自清潔過濾紙的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
(1)原料準備：分別取50～70份玄武巖纖維，20～30份陶瓷纖維，5～10份氧化鋯纖維，5～10份氧化鋁纖維；
(2)分散制漿：將步驟(1)所選原材料加入分散器中打漿分散得到漿料，調(diào)節(jié)漿料的ph值為2.4～3.0，并調(diào)節(jié)漿料質(zhì)量濃度為1.0％～1.8％；
(3)濕法成型：轉(zhuǎn)送步驟(2)所得漿料到儲存池，稀釋至質(zhì)量濃度為0.1％～0.15％并調(diào)節(jié)ph至2.6～2.9，然后將儲存池的漿料輸送至成型器上成型得到濕紙；
(4)抽吸脫水：對步驟(3)所得濕紙進行三階段脫水處理，其中第一階段的真空度為0.01～0.02mpa，第二階段的真空度為0.02～0.04mpa，第三階段的真空度為0.06～0.09mpa，使含濕率小于25％；
(5)干燥處理：對步驟(4)制備的濕紙在200～250℃條件下處理10～20min，然后在250～300℃條件下處理10～30min，最后在230～280℃條件下處理5～10min，是產(chǎn)品最終的含水率小于0.05％。
(6)涂覆tio2：將濾紙以0.1～4cm/s的速度通過長度為4～7m、質(zhì)量濃度為20～25％的鈦酸丁酯酒精溶液，再進入波長為250nm溫度為300℃的紫外的烘箱干燥3～5min；
(7)噴膠處理：將膠黏劑稀釋至5～10倍，均勻地噴灑或溢流施加于纖維紙坯上，多余的膠黏劑由抽吸箱抽吸，經(jīng)分離罐分離后重新回到循環(huán)膠罐中。
本發(fā)明的有益之處為：1、耐高溫性能好2、強度高3、具有自清潔功能。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定。
實施例1
一種耐高溫型自清潔過濾紙，由纖維材料和纖維材料表面的納米涂層組成，其特征在于所述的纖維材料由50％wt、纖維直徑為2μm玄武巖纖維，30％wt、纖維直徑為2μm陶瓷纖維，10％wt、纖維直徑為2μm氧化鋯纖維、10％wt、纖維直徑為2μm氧化鋁纖維組成，所述納米涂層為厚度為0.05nm二氧化鈦薄膜。
所述的玄武巖纖維長徑比為25，容重為110kg/m3，熱傳導(dǎo)系數(shù)為0.03w/m·k，抗拉強度為3500mpa，彈性模量為90gpa。
所述陶瓷纖維長徑比為20，容重為90kg/m3，熱傳導(dǎo)系數(shù)為0.05w/m·k。
本發(fā)明還公開了耐高溫自清潔過濾紙的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
(1)原料準備：分別取50份玄武巖纖維，30份陶瓷纖維，10份氧化鋯纖維，10份氧化鋁纖維；
(2)分散制漿：將步驟(1)所選原材料加入分散器中打漿分散得到漿料，調(diào)節(jié)漿料的ph值為3.0，并調(diào)節(jié)漿料質(zhì)量濃度為1.8％；
(3)濕法成型：轉(zhuǎn)送步驟(2)所得漿料到儲存池，稀釋至質(zhì)量濃度為0.15％并調(diào)節(jié) ph至2.9，然后將儲存池的漿料輸送至成型器上成型得到濕紙；
(4)抽吸脫水：對步驟(3)所得濕紙進行三階段脫水處理，其中第一階段的真空度為0.01mpa，第二階段的真空度為0.02mpa，第三階段的真空度為0.06mpa，使含濕率小于25％；
(5)干燥處理：對步驟(4)制備的濕紙在200℃條件下處理20min，然后在250℃條件下處理30min，最后在230～280℃條件下處理5～10min，是產(chǎn)品最終的含水率小于0.05％。
(6)涂覆tio2：將濾紙以0.1cm/s的速度通過長度為4m、質(zhì)量濃度為20％的鈦酸丁酯酒精溶液，再進入波長為250nm溫度為300℃的紫外的烘箱干燥5min；
(7)噴膠處理：將膠黏劑稀釋至5倍，均勻地噴灑或溢流施加于纖維紙坯上，多余的膠黏劑由抽吸箱抽吸，經(jīng)分離罐分離后重新回到循環(huán)膠罐中。
實施例2
一種耐高溫型自清潔過濾紙，由纖維材料和纖維材料表面的納米涂層組成，其特征在于所述的纖維材料由70％wt、纖維直徑為2μm玄武巖纖維，20％wt、纖維直徑為4μm陶瓷纖維，5％wt、纖維直徑為5μm氧化鋯纖維、5％wt、纖維直徑為5μm氧化鋁纖維組成，所述納米涂層為厚度為0.10nm二氧化鈦薄膜。
所述的玄武巖纖維長徑比為50，容重為130kg/m3，熱傳導(dǎo)系數(shù)為0.04w/m·k，抗拉強度為4000mpa，彈性模量為110gpa。
所述陶瓷纖維長徑比為35，容重為120kg/m3，熱傳導(dǎo)系數(shù)為0.10w/m·k。
本發(fā)明還公開了耐高溫自清潔過濾紙的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
(1)原料準備：分別取70份玄武巖纖維，20份陶瓷纖維，5份氧化鋯纖維，5份氧化鋁纖維；
(2)分散制漿：將步驟(1)所選原材料加入分散器中打漿分散得到漿料，調(diào)節(jié)漿料的ph值為3.0，并調(diào)節(jié)漿料質(zhì)量濃度為1.8％；
(3)濕法成型：轉(zhuǎn)送步驟(2)所得漿料到儲存池，稀釋至質(zhì)量濃度為0.15％并調(diào)節(jié)ph至2.9，然后將儲存池的漿料輸送至成型器上成型得到濕紙；
(4)抽吸脫水：對步驟(3)所得濕紙進行三階段脫水處理，其中第一階段的真空度為0.02mpa，第二階段的真空度為0.04mpa，第三階段的真空度為0.09mpa，使含濕率小于25％；
(5)干燥處理：對步驟(4)制備的濕紙在250℃條件下處理10min，然后在300℃條件下處理10min，最后在280℃條件下處理5min，是產(chǎn)品最終的含水率小于0.05％。
(6)涂覆tio2：將濾紙以4cm/s的速度通過長度為7m、質(zhì)量濃度為25％的鈦酸丁酯酒精溶液，再進入波長為250nm溫度為300℃的紫外的烘箱干燥3～5min；
(7)噴膠處理：將膠黏劑稀釋至10倍，均勻地噴灑或溢流施加于纖維紙坯上，多余的 膠黏劑由抽吸箱抽吸，經(jīng)分離罐分離后重新回到循環(huán)膠罐中。
上述僅為本發(fā)明單個具體實施方式，但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護的范圍的行為。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何形式的簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。