一種針對焊接煙塵的過濾材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種空氣凈化的過濾材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]焊接工藝在我國的機械加工制造業(yè)中是不可或缺的重要工藝，然而其伴隨而來的廢氣污染、粉塵污染、有毒有害氣體污染是焊工在操作時面臨的三大“殺手”。焊接自動化雖可以在一定程度上緩解焊接作業(yè)強度，但仍不能完全實現(xiàn)無人操作，單純依靠排風和排煙設(shè)備無法完全保證焊工的健康。因此，焊接工人所受到的安全威脅備受企業(yè)與媒體的關(guān)注。
[0003]目前市場上已經(jīng)有了焊工防塵口罩，但是在吸附除塵性能差和價格貴的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有焊工防塵口罩存在吸附除塵性能差的問題；而提供一種針對焊接煙塵的過濾材料的制備方法。
[0005]—種針對焊接煙塵的過濾材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的:
[0006]—、制備麥飯石粉體:以塊狀麥飯石為原材料，對塊狀麥飯石進行研磨，得到麥飯石粉體；
[0007]二、制備麥飯石納米級顆粒:利用水熱法對麥飯石粉體進行溶解再結(jié)晶，制成麥飯石納米級顆粒；
[0008]三、表面修飾:利用硅烷偶聯(lián)劑對麥飯石納米級顆粒進行表面修飾，得到表面修飾后的粒子；
[0009]四、加熱共混:在溫度為180?220°C下將高聚物聚丙烯與表面修飾后的粒子進行加熱共混，得到高聚化合物；所述的高聚物聚丙烯與表面修飾后的粒子的體積比為8:1 ;
[0010]五、碳化:在氮氣氣氛下對高聚化合物進行加熱升溫至600?650°C，并在溫度為600?650°C進行碳化處理，得到碳化產(chǎn)物；
[0011]六、熔體紡絲:將碳化產(chǎn)物與紡絲原料進行混合，得到復合纖維體，對復合纖維體進行熔體紡絲，得到麥飯石功能纖維；所述的碳化產(chǎn)物與紡絲原料的體積比為1:2 ;
[0012]七、催化活化改性:將麥飯石功能纖維浸入改性液中進行改性處理，取出后烘干，得到催化活化改性后麥飯石功能纖維；
[0013]八、水刺成型:利用水刺法對催化活化改性后麥飯石功能纖維進行處理，得到麥飯石功能性過濾材料，即為針對焊接煙塵的過濾材料。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點:
[0015]—、麥飯石成本十分低廉，分布廣泛，開發(fā)難度低，豐富的原材料能適應(yīng)現(xiàn)有市場需求；二、麥飯石纖維的多孔性海綿狀特殊結(jié)構(gòu)有較強的靜電吸引作用，在有毒有害氣體吸附能力上優(yōu)于市場現(xiàn)有的普通口罩的內(nèi)襯材料；三、經(jīng)過催化活化改性后的麥飯石纖維提高了其中孔率，進一步增強了對焊接煙塵物理化學吸附能力；四、麥飯石纖維健康無污染，綠色環(huán)保，無毒無害并且具有一定的生物活性；五、麥飯石纖維應(yīng)用面廣，可推廣程度高。
【具體實施方式】
[0016]【具體實施方式】一:本實施方式是一種針對焊接煙塵的過濾材料的制備方法，具體是按以下步驟完成的:
[0017]—、制備麥飯石粉體:以塊狀麥飯石為原材料，對塊狀麥飯石進行研磨，得到麥飯石粉體；
[0018]二、制備麥飯石納米級顆粒:利用水熱法對麥飯石粉體進行溶解再結(jié)晶，制成麥飯石納米級顆粒；
[0019]三、表面修飾:利用硅烷偶聯(lián)劑對麥飯石納米級顆粒進行表面修飾，得到表面修飾后的粒子；
[0020]四、加熱共混:在溫度為180?220°C下將高聚物聚丙烯與表面修飾后的粒子進行加熱共混，得到高聚化合物；所述的高聚物聚丙烯與表面修飾后的粒子的體積比為8:1 ;
[0021]五、碳化:在氮氣氣氛下對高聚化合物進行加熱升溫至600?650°C，并在溫度為600?650°C進行碳化處理，得到碳化產(chǎn)物；
[0022]六、熔體紡絲:將碳化產(chǎn)物與紡絲原料進行混合，得到復合纖維體，對復合纖維體進行熔體紡絲，得到麥飯石功能纖維；所述的碳化產(chǎn)物與紡絲原料的體積比為1:2 ;
[0023]七、催化活化改性:將麥飯石功能纖維浸入改性液中進行改性處理，取出后烘干，得到催化活化改性后麥飯石功能纖維；
[0024]八、水刺成型:利用水刺法對催化活化改性后麥飯石功能纖維進行處理，得到麥飯石功能性過濾材料，即為針對焊接煙塵的過濾材料。
[0025]麥飯石具有雙重的吸附性。一方面是因為它的主要成分是硅酸鹽，吸附性能良好；另一方面由于麥飯石多含高嶺石等黏土礦物，在電鏡下可觀察到，它具有多孔性海綿狀特殊結(jié)構(gòu)，有強烈的靜電引力，使它與其他物質(zhì)的接觸面積大大增加，因此麥飯石對金屬、有機物、有害氣體等良好的吸附作用。本發(fā)明利用麥飯石為原材料制作的過濾材料，可以有效地解決這個問題。
[0026]麥飯石成本十分低廉，分布廣泛，開發(fā)難度低，豐富的原材料能適應(yīng)現(xiàn)有市場需求。
[0027]麥飯石纖維的多孔性海綿狀特殊結(jié)構(gòu)有較強的靜電吸引作用，在有毒有害氣體吸附能力上優(yōu)于市場現(xiàn)有的普通口罩的內(nèi)襯材料。
[0028]經(jīng)過催化活化改性后的麥飯石纖維提高了其中孔率，進一步增強了對焊接煙塵物理化學吸附能力。
[0029]麥飯石纖維健康無污染，綠色環(huán)保，無毒無害并且具有一定的生物活性。
[0030]本實施方式直被的麥飯石功能性過濾材料應(yīng)用面廣，可推廣程度高。
[0031]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一的不同點是:步驟一中以塊狀麥飯石為原材料，對塊狀麥飯石進行研磨，得到粒度為I μ m?100 μ m的麥飯石粉體。其他與【具體實施方式】一相同。
[0032]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二之一不同點是:步驟二中利用濃度為lmol/L的NaOH溶液對麥飯石粉體進行溶解再結(jié)晶處理，制成麥飯石納米級顆粒。其他與【具體實施方式】一或二相同。
[0033]本實施方式所述的溶解再結(jié)晶處理具體操作如下:在溫度為300°C和壓力為70.3MPa的條件下，將麥飯石粉體溶于濃度為lmol/L的NaOH溶液中至飽和為止，烘干后得到麥飯石納米級顆粒。
[0034]本實施方式所述的麥飯石納米級顆粒的純度為95%以上。
[0035]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同點是:步驟三中利用乙醇對硅烷偶聯(lián)劑進行稀釋，得到硅烷偶聯(lián)劑稀溶液，然后將麥飯石納米級顆粒浸入硅烷偶聯(lián)劑稀溶液進行表面修飾，表面修飾處理3h，取出后烘干得到表面修飾后的粒子；所述的硅烷偶聯(lián)劑稀溶液中硅烷偶聯(lián)劑與乙醇的配比為I: 18。其他與【具體實施方式】一至三相同。
[0036]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同點是:步驟四中在溫度為180?220°C下將高聚物聚丙烯與表面修飾后的粒子進行加熱共混，加熱共混2h，得到高聚化合物；所述的高聚物聚丙烯與表面修飾后的粒子的質(zhì)量比為8:1。其他與【具體實施方式】一至四相同。
[0037]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同點是:步驟五中在氮氣氣氛下對高聚化合物進行加熱升溫至600?650°C，并在溫度為600?650°C進行碳化處理，碳化處理24h，得到碳化產(chǎn)物。其他與【具體實施方式】一至五相同。
[0038]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一至六之一不同點是:步驟七中所述的改性液的溶劑為水，溶質(zhì)為AlCl3,0.03%的ZnCl2,0.03%的NH4Cl, 0.05%的NaH2PO4,且改性液中AlCl3的質(zhì)量分數(shù)為0.03%, ZnCl 2的質(zhì)量分數(shù)為0.03%, NH4Cl的質(zhì)量分數(shù)為0.03%，NaH2PO4的質(zhì)量分數(shù)為0.05%。其他與【具體實施方式】一至六相同。
[0039]【具體實施方式】八:本實施方式與【具體實施方式】一至七之一不同點是:步驟七中將麥飯石功能纖維浸入改性液中進行改性處理，改性處理24h?30h，取出后烘干，得到催化活化改性后麥飯石功能纖維。其他與【具體實施方式】一至七相同。
[0040]【具體實施方式】九:本實施方式與【具體實施方式】一至八之一不同點是:步驟八中將催化活化改性后麥飯石功能纖維加壓排除氣體，然后壓實得到纖網(wǎng)，采用水刺機，利用高壓水槍向纖網(wǎng)噴射酸堿度為中性的水，然后真空干燥24h，得到麥飯石功