本發(fā)明涉及過濾材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用碳漿納米噴涂制備過濾材料的方法。

背景技術(shù)：

靜電紡絲技術(shù)由美國人formhals于1934年首先提出，目前已經(jīng)十分成熟，成為制備納米和亞微米級(jí)材料的重要方法。它的原理主要是聚合物液滴在電場(chǎng)力和表面張力的協(xié)同作用下，先產(chǎn)生“taylor圓錐”，進(jìn)而產(chǎn)生射流，在向接收板運(yùn)行過程中，液滴進(jìn)行分裂和拉伸，溶劑進(jìn)行揮發(fā)，最終纖維沉積到接收板上，紡絲液的濃度適宜時(shí)，可以形成靜電噴涂的效果，而不再形成纖維絲。

靜電紡纖維具有優(yōu)異形態(tài)結(jié)構(gòu)，使其具有良好的過濾性能，但由于納米纖維層機(jī)械性能差，不能被單獨(dú)用于過濾材料，極大的限制了其使用，現(xiàn)有技術(shù)通過將靜電紡纖維與一些基布結(jié)合在一起，制成復(fù)合材料，使靜電紡纖維用在過濾和凈化領(lǐng)域成為可能，但在通過將靜電紡纖維和基布結(jié)合在一起來制備復(fù)合過濾材料的過程中，存在靜電紡纖維很難在基布表面附著，并與基布難以緊密結(jié)合的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種利用碳漿納米噴涂制備過濾材料的方法，該方法解決了過濾材料表面所紡纖維的固定問題，同時(shí)由于噴涂顆粒的高比表面積，有助于雜質(zhì)的吸附，使過濾效率也得到了提升。

一種利用碳漿納米噴涂制備過濾材料的方法，所述方法包括：

步驟1、首先按照需求制備相應(yīng)濃度的高分子碳漿溶液；

步驟2、將所制備的高分子碳漿溶液加入到帶有噴頭的玻璃器皿中，并放置到靜電噴涂裝置上；

步驟3、調(diào)節(jié)噴頭和紡有纖維的工業(yè)濾布之間的距離，并調(diào)節(jié)所述靜電噴涂裝置的電壓，使高分子碳漿溶液在高壓靜電的作用下均勻噴涂到所述工業(yè)濾布上；

步驟4、通過輥軸裝置對(duì)噴涂后的工業(yè)濾布進(jìn)行冷軋?zhí)幚恚玫剿柽^濾材料。

在所述步驟1中，具體制備過程為：

稱量一定質(zhì)量的高分子基材，在其中加入一定量的導(dǎo)電物質(zhì)；

高速攪拌一定時(shí)間使其攪拌均勻，制備得到所需濃度的高分子碳漿溶液；

其中，所述高分子碳漿溶液的質(zhì)量濃度為1％-99％。

所采用的高分子基材包括硅橡膠或聚氨酯；

所采用的導(dǎo)電物質(zhì)包括石墨烯、碳納米管或石墨。

在所述步驟2中，所述靜電噴涂裝置由高壓源、溶液盛裝裝置和噴涂設(shè)備組成；

其中，所述高壓源的范圍為0.1kv-50kv，所述噴涂設(shè)備的孔徑為0.3mm-3.5mm。

在所述步驟4中，所述輥軸裝置包括兩個(gè)輥?zhàn)雍碗妱?dòng)機(jī)，通過調(diào)節(jié)輥?zhàn)拥拈g距來調(diào)節(jié)輥?zhàn)訉?duì)材料所壓力度的大小。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，上述方法解決了過濾材料表面所紡纖維的固定問題，同時(shí)由于噴涂顆粒的高比表面積，有助于雜質(zhì)的吸附，使過濾效率也得到了提升。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供利用碳漿納米噴涂制備過濾材料的方法；

圖2為本發(fā)明所舉實(shí)例所制備的過濾材料的sem示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，如圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例所提供利用碳漿納米噴涂制備過濾材料的方法，所述方法包括：

步驟1、首先按照需求制備相應(yīng)濃度的高分子碳漿溶液；

在該步驟中，具體制備過程為：

首先稱量一定質(zhì)量的高分子基材，在其中加入一定量的導(dǎo)電物質(zhì)；

高速攪拌一定時(shí)間使其攪拌均勻，制備得到所需濃度的高分子碳漿溶液；

其中，所述高分子碳漿溶液的質(zhì)量濃度為1％-99％。

具體實(shí)現(xiàn)過程中，上述所采用的高分子基材包括硅橡膠或聚氨酯；所采用的導(dǎo)電物質(zhì)包括石墨烯、碳納米管或石墨。

步驟2、將所制備的高分子碳漿溶液加入到帶有噴頭的玻璃器皿中，并放置到靜電噴涂裝置上；

在該步驟中，上述靜電噴涂裝置由高壓源、溶液盛裝裝置和噴涂設(shè)備組成；

其中，所述高壓源的范圍為0.1kv-50kv，所述噴涂設(shè)備的孔徑為0.3mm-3.5mm。

步驟3、調(diào)節(jié)噴頭和紡有纖維的工業(yè)濾布之間的距離，并調(diào)節(jié)所述靜電噴涂裝置的電壓，使高分子碳漿溶液在高壓靜電的作用下均勻噴涂到所述工業(yè)濾布上；

在該步驟中，可以在1cm-20cm的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)靜電噴涂裝置的接收距離，當(dāng)噴頭下面形成小液滴時(shí)，打開高壓源調(diào)節(jié)電壓，使高分子碳漿溶液在高壓靜電的作用下均勻噴涂到所述工業(yè)濾布上。

在上述噴涂過程中，噴涂顆粒能夠固定工業(yè)濾布表面的纖維，同時(shí)由于其高的比表面積，從而使紡有纖維的工業(yè)濾布的過濾效率得到提升。

步驟4、通過輥軸裝置對(duì)噴涂后的工業(yè)濾布進(jìn)行冷軋?zhí)幚?，得到所需過濾材料。

在該步驟中，輥軸裝置可以包括兩個(gè)輥?zhàn)雍碗妱?dòng)機(jī)，通過調(diào)節(jié)輥?zhàn)拥拈g距來調(diào)節(jié)輥?zhàn)訉?duì)材料所壓力度的大小。

下面結(jié)合具體的實(shí)例對(duì)上述制備過程進(jìn)行詳細(xì)說明，以下實(shí)例中所用的原料包括：ps(平均分子量140000，北京化學(xué)試劑公司)，滌綸工業(yè)濾布(璟興環(huán)保銷售有限公司)，聚氨酯(濟(jì)南海源化工有限公司)，炭黑(直徑30-50nm，百靈威科技有限公司)，dmf(北京化學(xué)試劑公司)。

實(shí)例1、首先配制ps質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的ps/dmf溶液，通過靜電紡絲裝置調(diào)節(jié)電壓為15kv，接收距離為10cm,針頭直徑為0.7mm，對(duì)工業(yè)濾布進(jìn)行紡絲5min。配制炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9％的聚氨酯基碳漿，攪拌均勻，將其盛裝到帶有噴頭的玻璃器皿中，噴頭直徑為0.7mm；

利用自制的靜電噴涂裝置，接收距離為7cm，調(diào)節(jié)電壓為20kv，對(duì)紡有ps纖維的工業(yè)濾布進(jìn)行噴涂10min；

然后通過自制輥軸裝置進(jìn)行冷軋?zhí)幚恚吹玫剿柽^濾材料。

另外，由于碳漿濃度略低，噴涂過程中溶劑不能夠完全揮發(fā)，應(yīng)當(dāng)對(duì)接收距離和電壓進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，確保噴涂過程中溶劑的揮發(fā)。

實(shí)例2、首先配制ps質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的ps/dmf溶液，通過靜電紡絲裝置調(diào)節(jié)電壓為15kv，接收距離為10cm,針頭直徑為0.7mm，對(duì)工業(yè)濾布進(jìn)行紡絲5min。配制炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15％的聚氨酯基碳漿，攪拌均勻，將其盛裝到帶有噴頭的玻璃器皿中，噴頭直徑為0.7mm；

在利用自制的靜電噴涂裝置，接收距離為7cm，調(diào)節(jié)電壓為20kv，對(duì)紡有ps纖維的工業(yè)濾布進(jìn)行噴涂10min；

通過自制輥軸裝置進(jìn)行冷軋?zhí)幚?，即得到所需過濾材料。

此時(shí)碳漿噴涂條件適宜，形成穩(wěn)定噴射，噴涂顆粒平均直徑2μm，如圖2所示為本發(fā)明所舉實(shí)例所制備的過濾材料的sem示意圖，由圖2可知：噴涂顆粒的均勻分布。過濾材料的過濾效率相對(duì)于未進(jìn)行噴涂處理的過濾材料提高30％。

實(shí)例3、首先配制ps質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的ps/dmf溶液，通過靜電紡絲裝置調(diào)節(jié)電壓為15kv，接收距離為10cm,針頭直徑為0.7mm，對(duì)工業(yè)濾布進(jìn)行紡絲5min。配制炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21％的聚氨酯基碳漿，攪拌均勻，將其盛裝到帶有噴頭的玻璃器皿中，噴頭直徑為0.7mm；

在利用自制的靜電噴涂裝置，接收距離為7cm，調(diào)節(jié)電壓為20kv，對(duì)紡有ps纖維的工業(yè)濾布進(jìn)行噴涂10min；

通過自制輥軸裝置進(jìn)行冷軋?zhí)幚?，即得到所需過濾材料。

此時(shí)由于碳漿濃度偏大，噴頭直徑過小，在噴涂過程中造成噴頭極易堵塞，可以通過調(diào)節(jié)噴頭直徑的大小，保證噴涂的穩(wěn)定進(jìn)行。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所述方法利用靜電噴涂技術(shù)解決了過濾材料表面所紡纖維的固定問題，同時(shí)由于噴涂顆粒的高比表面積，有助于雜質(zhì)的吸附，使過濾效率也得到了提升，相對(duì)于未進(jìn)行噴涂處理的過濾材料的過濾效率提升1％-50％。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。