[发明专利]纳米纤维复合玻璃纤维过滤材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及空气过滤器的过滤介质，具体地讲，是一种纳米纤维复合玻璃纤维过滤材料及其制备方法。

背景技术

空气过滤即气滤，是指通过滤料将空气中的污染粒子接近完全地去除。滤料是可将分散于弥散的流体中的固体颗料分离出来的多孔材料，弥散的流体可以是气体或液体。滤料的种类有纤维滤料、微孔滤膜及覆膜滤料。滤料决定着过滤过程的效果和效益。

玻璃纤维滤料以其耐高温、耐腐蚀性强，尺寸稳定性好而广泛应用于过滤材料领域，但是存在过滤效率低、长时间运行后阻力增大、不能反复使用等问题，尤其对1微米以下的微细粉尘回收率不高，因此无法应于用对过滤精度要求高的电子洁净场所。为此，人们采用在玻璃纤维表面覆膜的工艺提高玻璃纤维滤料的过滤效率，降低运行阻力。目前，国内玻璃纤维覆膜滤料的覆合工艺有两种：一种是用胶粘剂将薄膜粘合在玻璃纤维基布上(简称，胶粘法)，如中国专利CN2825066采用在玻璃纤维基布上粘接膨化微孔聚四氟乙烯薄膜，用这种工艺生产的滤料，当温度达到100℃时，粘合用的胶粘剂已经熔化，容易出现膜子脱落的问题；另一种覆合方法是国际上通用的热压覆合技术，用这种技术生产的玻璃纤维覆膜滤料，除尘效率高，运行阻力低，使用寿命长，无膜子脱落现象，如中国专利CN101406811，先用聚四氟乙烯纤维与玻璃纤维混纺形成基布，然后与聚四氟乙烯表面膜进行高温热压。该工艺存在的缺点是：(1)覆和用膜的平均孔径0.2～3μm，除尘效率有限；(2)成本高。

发明内容

本发明的目的之一在于纳米纤维复合玻璃纤维过滤材料，以提高玻璃纤维滤料的过滤效率，以满足目前玻璃纤维滤料在更广范围的应用，同时在阻力不变的情况，为保证玻璃纤维滤料向更高过滤级别的环境发展。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种纳米纤维复合玻璃纤维过滤材料，其特征在于：由玻璃纤维滤料和结合在该玻璃纤维滤料表面的纳米纤维构成，所述玻璃纤维滤料的平均孔径≤20μm，所述纳米纤维的平均直径≤0.05μm。

所述纳米纤维层的厚度为0.02～0.04mm。

本发明的另一目的在于提供一种纳米纤维复合玻璃纤维过滤材料的制备方法，包括：

步骤(1)、玻璃纤维滤料在牵引机构带动下经过在离心盘和集电极之间产生的电场；

步骤(2)、聚合物溶液泵入离心盘中，在高速旋转的离心盘作用下在所述电场中产生纳米纤维，该纳米纤维被带向集电极并沉积在所述玻璃纤维滤料的表面；

步骤(3)、将表面结合纳米纤维的玻璃纤维滤料干燥。

本发明的方法结合离心纺丝和电纺丝的相关理念，以玻璃纤维滤料为基层，在其表面复合纳米纤维。纳米纤维可产生于一个或多个毛细孔，喷出的纤维平均直径在0.05μm以下，并且以一层纳米纤维层附着在基层表面，达到在阻力不变的情况，提升滤料过滤效率的目的。

上述制备方法中，所述聚合物溶液是具有锰含量为44000～50000g/mol的聚酰胺6，聚酰胺6的浓度为10～20wt％，溶剂为蚁酸。所述聚合物溶液的流速为10～20ml/min。所述离心盘(2)的旋转速度为6500～7500rpm。所述离心盘(2)与所述集电极(1)之间的距离为62～75cm。所述离心盘(2)与所述集电极(1)之间的电位能110～200KV。步骤(3)中所述干燥温度为120～150℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)在阻力不变的情况，提高玻璃纤维滤料的过滤效率；

(2)由于复合后的新型过滤材料由以前的深沉过滤变为表面过滤(深沉过滤指粉尘以及杂质在纤维内部被吸附或阻挡，不易清吹)，粉尘、杂质都被阻挡在表面层，易于清灰，能够反复使用。

(3)工艺成本低。

(4)玻璃纤维滤料自身为矿物原料，会自动粉化，而纳米纤维材料为聚氨酯材料，在一定的环境下会自动降解，此新型复合材料不会对环境造成危险，属于环保产品。

附图说明

图1为本发明制备方法的工艺流程图。

图2为本发明生产的纳米纤维复合玻璃纤维过滤材料的电镜图。

具体实施方式

下面结合实施例进一步对本发明加以说明。