專利名稱：：一種駐極體空氣過濾材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種駐極體空氣過濾材料。(二)
背景技術(shù)：
熔噴法非織造布生產(chǎn)工藝系首先將聚合物熔融成熔體，送入擠壓腔，由一排扁平的噴絲孔擠出。高速熱空氣流由管道導(dǎo)入，并從噴絲板上下兩側(cè)的扁狹縫中高速噴出，它將尚未成形的熔體細(xì)流分散、拉斷、形成極細(xì)的不規(guī)則超細(xì)短纖維，然后將其凝聚在多孔滾筒或簾網(wǎng)上而成纖網(wǎng)，最后纖網(wǎng)通過自身粘合或熱粘合而成為非織造布。熔噴法非織造布主要用作高效空氣過濾材料、吸油氈、醫(yī)療衛(wèi)生用品等，是很有發(fā)展前景的一種非織造布。傳統(tǒng)熔噴工藝采用一組噴絲板，只能形成單一絲徑分布的熔噴無紡布，其存在過濾效率低、壓力損失大、使用壽命短的缺陷。(三)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種過濾效率高、壓力損失小、使用壽命長(zhǎng)的駐極體空氣過濾材料。所述的駐極體空氣過濾材料，由下述方法制備而得(1)先制備得到由預(yù)過濾層和主過濾層組成的雙層復(fù)合纖維，其中預(yù)過濾層纖維絲徑分布在3-10微米；主過濾層纖維絲徑分布在卜5微米；(2)再對(duì)雙層復(fù)合纖維進(jìn)行注板而得產(chǎn)物。進(jìn)一歩，所述的預(yù)過濾層和主過濾層材料選自下述之一聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、甲基丙烯酸乙酯、乙烯-醋酸酯共聚物、聚氨基甲酸酯。進(jìn)一步，所述的預(yù)過濾層和主過濾層材料選自聚丙烯。進(jìn)一步，步驟(1)中的雙層復(fù)合纖維采用熔噴工藝制得，預(yù)過濾層和主過濾層采用雙噴絲板分別擠出，兩噴絲板中擠出的超細(xì)纖維在凝網(wǎng)簾上成網(wǎng)具有一定的時(shí)間差，從而形成不同絲徑分布的雙層復(fù)合纖維。進(jìn)一步，預(yù)過濾層的噴絲板孔徑直徑為0.40.6微米，長(zhǎng)徑比為612;主過濾層的噴絲板孔徑直徑為O.10.4微米，長(zhǎng)徑比為1017。進(jìn)一步，步驟(2)采用電暈放電法或電擊穿極化方法進(jìn)行注板。進(jìn)一步，步驟(2)采用電暈放電法進(jìn)行注板，注板電壓正極選擇2030KV,負(fù)極選擇1030KV，注板距離為530cm。本發(fā)明的駐極體空氣過濾材料具有下述有益效果1、極高的駐極體電荷穩(wěn)定性聚丙烯具有突出的疏水性和介電性能，本身就是極好的空間電荷駐極體。而雙絲徑梯度雙層復(fù)合結(jié)構(gòu)中的界面層又是捕獲電荷的有效陷阱源，因此可有效提高濾料的電荷存儲(chǔ)能力和電荷穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)已證明駐極體復(fù)合濾材在室溫下長(zhǎng)期儲(chǔ)存以及在更極端的條件下，如在8(TC的高溫及95%的高濕環(huán)境中可長(zhǎng)期工作，即使將纖維瞬時(shí)地浸入水或酒精中也不會(huì)產(chǎn)生明顯的放電現(xiàn)象。其電荷強(qiáng)度沒有明顯下降。因此，雙層復(fù)合駐極體過濾材料除了一般過濾材料具有的直接捕獲、慣性沉積、重力沉積和擴(kuò)散效應(yīng)等作用外，還增加了駐極體效應(yīng)(即靜電效應(yīng))，利用復(fù)合材料的駐極體效應(yīng)，可有效地提高材料的過濾效率，從而可解決過濾器的高效過濾問題。2、卓越的過濾效率雙絲徑梯度熔噴駐極體高效過濾材料形成兩層三維立體纖維梯度層。一層是預(yù)過濾層，纖維絲徑分布是3-10微米；另一層是主過濾層，纖維絲徑分布是卜5微米。它不但通過攔截、慣性、擴(kuò)散等作用來捕獲粉塵粒子，而且利用靜電效應(yīng)捕獲粉塵粒子。該材料纖維是被極化了的駐極體纖維，在與氣流垂直的方向上存在著高達(dá)幾百至上千伏電壓的靜電場(chǎng)，在纖維材料的孔隙間形成了無數(shù)個(gè)無源集塵電極。當(dāng)氣流中的帶電微粒尤其是亞微米級(jí)粒子(往往是帶電的)通過這些孔隙時(shí)，就在電場(chǎng)力的作用下被捕獲。氣流中的中性微粒因感應(yīng)或極化而成為偶極子，從而也可有效地被捕獲。由于電場(chǎng)力是長(zhǎng)程力，其過濾效率可以達(dá)到99.97%(測(cè)試粒子0.3微米)。在同樣的過濾效率時(shí)，濾材空隙的幾何尺寸大，使過濾器的壓差比同等效率的過濾器降低3-5倍，明顯地減少了流阻，可大大地節(jié)省能源；另外細(xì)菌和病毒具有天然的駐極態(tài)(帶負(fù)電)，通常依附于粉塵上。駐極體對(duì)常見的細(xì)菌和病毒有抑制和殺滅作用。3、很低的壓力損失壓力損失與過濾效率一樣也是衡量過濾器的特定參數(shù)之一，好的過濾材料在使用過程中的壓差較小。雙絲徑梯度熔噴駐極體高效過濾材料的纖維絲徑介于中效和高效過濾材料纖維絲徑中間，其壓力損失只有普通高效濾材的1/51/3?？諝庀冉?jīng)過預(yù)過濾層，將大粉塵粒子過濾掉；再通過主過濾層，將小粉塵粒子過濾掉，從而延緩材料壓力損失的增加，大大提高材料使用壽命。一般普通高效濾材，壓力損失為300Pa左右，而該材料壓力損失只有50Pa左右。這種材料在開始使用時(shí)，壓力損失比同等效率的濾料要小的多。因此在材料投入運(yùn)行后，壓力損失隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)而增大很緩慢。而同等效率的濾材隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)，被濾料捕捉的粉塵越來越多時(shí)，其微孔很快堵死，壓力損失越來越大。4、使用壽命長(zhǎng)由于傳統(tǒng)高效濾材靠細(xì)纖維堆積成的微孔而獲得的高效率，在使用中粉塵很容易進(jìn)入濾料內(nèi)部，且越積越多，直到將微孔堵死、板結(jié)，濾料不能再使用。該材料每平方米克重在10-100克，厚度在0.150-0.500毫米，是三維立體結(jié)構(gòu)，空間大，容塵量高，從而提高了材料的使用壽命。該材料可以與其它硬挺材料復(fù)合制成折疊過濾器，大大增加過濾材料的面積，延長(zhǎng)過濾器的使用壽命。5，最佳經(jīng)濟(jì)效益(1)具有很直觀的經(jīng)濟(jì)效益。由于該材料過濾效率可達(dá)到99.97%(測(cè)試粒子0.3微米)以上，大大降低了因超標(biāo)排放帶來的經(jīng)濟(jì)損失，降低了產(chǎn)品的損耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益。(2)大大降低電能的消耗。該材料起始阻力小，壓力損失上升緩慢，可用較小的風(fēng)機(jī)動(dòng)力或提高處理風(fēng)量，即在低能耗下增加風(fēng)量。(3)用該材料制備的過濾器壽命長(zhǎng)，為一般高效過濾器的2倍以上，減少維修費(fèi)用，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。(4)節(jié)約投資費(fèi)用。由于該材料起始阻力小，壓力損失上升緩慢，設(shè)計(jì)過濾風(fēng)速可以增大，同等工況下可以減小過濾器的體積，因而減少了過濾設(shè)備的投資費(fèi)用。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。實(shí)施例1駐極體空氣過濾材料的制備(1)先制備得到由預(yù)過濾層和主過濾層組成的雙層復(fù)合纖維，其中預(yù)過濾層纖維絲徑分布在3-10微米；主過濾層纖維絲徑分布在1-5微米；雙層復(fù)合纖維采用熔噴工藝制得，預(yù)過濾層和主過濾層采用雙噴絲板分別擠出，兩噴絲板中擠出的超細(xì)纖維在凝網(wǎng)簾上成網(wǎng)具有一定的時(shí)間差，從而形成不同絲徑分布的雙層復(fù)合纖維；預(yù)過濾層的噴絲板孔徑直徑為0.4微米，長(zhǎng)徑比為8;主過濾層的噴絲板孔徑直徑為0.2微米，長(zhǎng)徑比為13。所述的預(yù)過濾層和主過濾層材料選自聚丙烯。(2)再對(duì)雙層復(fù)合纖維進(jìn)行注板而得產(chǎn)物；采用電暈放電法進(jìn)行注極，注板電壓正極選擇25KV，負(fù)極選擇IOKV，注板距離為15cm。實(shí)施例2駐極體空氣過濾材料的制備(1)先制備得到由預(yù)過濾層和主過濾層組成的雙層復(fù)合纖維，其中預(yù)過濾層纖維絲徑分布在3-10微米；主過濾層纖維絲徑分布在1-5微米；所述的主過濾層材料選自聚丙烯，聚丙烯采用噴絲板擠出，噴絲板孔徑直徑為0.2微米，長(zhǎng)徑比為13;預(yù)過濾層采用紡粘法制備的聚丙烯無紡布，主過濾層和預(yù)過濾層采用熱粘法復(fù)合。(2)再對(duì)雙層復(fù)合纖維進(jìn)行注極而得產(chǎn)物；采用電擊穿極化方法進(jìn)行注極，注板電壓正極選擇20KV，負(fù)極選擇25KV。實(shí)施例3駐極體空氣過濾材料的制備(1)先制備得到由預(yù)過濾層和主過濾層組成的雙層復(fù)合纖維，其中預(yù)過濾層纖維絲徑分布在3-10微米；主過濾層纖維絲徑分布在卜5微米；雙層復(fù)合纖維采用熔噴工藝制得，預(yù)過濾層和主過濾層采用雙噴絲板分別擠出，兩噴絲板中擠出的超細(xì)纖維在凝網(wǎng)簾上成網(wǎng)具有一定的時(shí)間差，從而形成不同絲徑分布的雙層復(fù)合纖維；預(yù)過濾層的噴絲板孔徑直徑為0.4微米，長(zhǎng)徑比為8;主過濾層的噴絲板孔徑直徑為0.2微米，長(zhǎng)徑比為13。所述的主過濾層材料選自聚丙烯，預(yù)過濾層選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。(2)再對(duì)雙層復(fù)合纖維進(jìn)行注板而得產(chǎn)物；采用電暈放電法進(jìn)行注極，注板電壓正極選擇25KV，負(fù)極選擇10KV，注板距離為15cm。實(shí)施例4駐極體空氣過濾材料的制備(1)先制備得到由預(yù)過濾層和主過濾層組成的雙層復(fù)合纖維，其中預(yù)過濾層纖維絲徑分布在3-10微米；主過濾層纖維絲徑分布在1-5微米；所述的主過濾層材料選自聚丙烯，聚丙烯采用噴絲板擠出，噴絲板孔徑直徑為0.2微米，長(zhǎng)徑比為13;預(yù)過濾層采用紡粘法制備的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，主過濾層和預(yù)過濾層采用熱粘法復(fù)合。(2)再對(duì)雙層復(fù)合纖維進(jìn)行注板而得產(chǎn)物；采用電暈放電法進(jìn)行注極，注板電壓正極選擇25KV，負(fù)極選擇IOKV，注板距離為15cm。對(duì)比例采用計(jì)數(shù)法對(duì)實(shí)施例l一4制成的駐極體空氣過濾材料及普通熔噴單層聚丙烯無紡布的過濾效率進(jìn)行測(cè)試。儀器采用激光粒子計(jì)數(shù)器。試驗(yàn)過程中，在每次發(fā)塵試驗(yàn)的之前和之后，進(jìn)行計(jì)數(shù)測(cè)量，并計(jì)算過濾器對(duì)各種粒徑顆粒物的過濾效率，當(dāng)達(dá)到終止試驗(yàn)的條件時(shí)停止試驗(yàn)。過濾器的典型效率值是在^0.3um粒徑范圍內(nèi)，各階段瞬時(shí)效率依發(fā)塵量的加權(quán)平均值。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種駐極體空氣過濾材料，其特征在于由下述方法制備而得(1)先制備得到由預(yù)過濾層和主過濾層組成的雙層復(fù)合纖維，其中預(yù)過濾層纖維絲徑分布在3-10微米；主過濾層纖維絲徑分布在1-5微米；(2)再對(duì)雙層復(fù)合纖維進(jìn)行注極而得產(chǎn)物。2、如權(quán)利要求1所述的駐極體空氣過濾材料，其特征在于所述的預(yù)過濾層和主過濾層材料選自下述之一聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、甲基丙烯酸乙酯、乙烯-醋酸酯共聚物、聚氨基甲酸酯。3、如權(quán)利要求2所述的駐極體空氣過濾材料，其特征在于所述的預(yù)過濾層和主過濾層材料選自聚丙烯。4、如權(quán)利要求13之一所述的駐極體空氣過濾材料，其特征在于步驟(1)中的雙層復(fù)合纖維采用熔噴工藝制得，預(yù)過濾層和主過濾層采用雙噴絲板分別擠出，兩噴絲板中擠出的超細(xì)纖維在凝網(wǎng)簾上成網(wǎng)具有一定的時(shí)間差，從而形成不同絲徑分布的雙層復(fù)合纖維。5、如權(quán)利要求4所述的駐極體空氣過濾材料，其特征在于預(yù)過濾層的噴絲板孔徑直徑為0.40.6微米，長(zhǎng)徑比為612;主過濾層的噴絲板孔徑直徑為O.10.4微米，長(zhǎng)徑比為1017。6、如權(quán)利要求1所述的駐極體空氣過濾材料，其特征在于步驟(2)采用電暈放電法或電擊穿極化方法進(jìn)行注極。7、如權(quán)利要求6所述的駐極體空氣過濾材料，其特征在于步驟(2)采用電暈放電法進(jìn)行注極，駐極電壓正極選擇2030KV，負(fù)極選擇1030KV，駐極距離為530cm。8、如權(quán)利要求1所述的駐極體空氣過濾材料，其特征在于所述的過濾材料每平方米克重在10100克，厚度在0.1500.500毫米。全文摘要本發(fā)明涉及一種駐極體空氣過濾材料，由下述方法制備而得(1)先制備得到由預(yù)過濾層和主過濾層組成的雙層復(fù)合纖維，其中預(yù)過濾層纖維絲徑分布在3-10微米；主過濾層纖維絲徑分布在1-5微米；(2)再對(duì)雙層復(fù)合纖維進(jìn)行注板而得產(chǎn)物。本發(fā)明的駐極體空氣過濾材料具有極高的駐極體電荷穩(wěn)定性、卓越的過濾效率、很低的壓力損失，使用壽命長(zhǎng)。文檔編號(hào)B29C71/00GK101125267SQ200710069268公開日2008年2月20日申請(qǐng)日期2007年6月12日優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日發(fā)明者陳勝發(fā),陳鋼進(jìn)申請(qǐng)人:桐鄉(xiāng)市健民過濾材料有限公司;浙江科技學(xué)院