[发明专利]一种熔喷聚丙烯驻极体过滤材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种熔喷聚丙烯驻极体过滤材料的制备方法，属于净化工程和空气过滤领域，具体包括熔喷聚丙烯原料的改性、熔喷生产工艺过程控制及驻极体形成工艺控制。

技术背景

普通的空气过滤材料一般都仅仅依赖于机械阻挡作用，即通过惯性沉积、重力沉积、扩散效应等机理，对气体中流动粉尘进行拦截作用，以达到过滤目的。

驻极体是指具有长期储存电荷能力的介电材料。与传统的过滤材料相比，驻极体空气过滤材料具有独特的滤尘机理。驻极体滤材采用的是被极化了的驻极体纤维，纤维上存在着与气流方向垂直的静电场(通常具有几百伏的电压)，在纤维的间隙之间形成了无数个无源集尘电极。当气流中的带电微粒、尤其是亚微米级粒子(往往是带电的)通过这些空隙时，就在电场力的作用下被捕获。气流中的中性微粒因感应或极化而成为偶极子，从而也可有效地被捕获。由于电场力是长程力，滤材空隙的几何尺寸可以比普通纤维或多孔材料的几何尺寸大得多，使过滤器的压差比传统的过滤器降低约2-4倍，明显地减少了流阻，可大大地节省能源；另外细菌和病毒具有天然的驻极态(带负电)，通常依附于粉尘上，而驻极体电场对常见的细菌和病毒有明显的抑制和杀灭作用。正是由于驻极体过滤器所具有的低流阻、高效率、除尘灭菌多功能及对亚微米级粒子突出的捕获能力，使其在医疗设施洁净、制药工业和生物制品洁净、高新科技产业洁净及旅馆酒店、家庭和公共场所洁净等方面的应用上显示出了独特的优势，驻极体技术已成为新一代高效空气过滤材料开发中的主导技术，其应用前景不可估量。

聚丙烯熔喷非织造布由于具有纤维超细，比表面积大，孔隙率高，高效的深层过滤性能，低空气阻力以及良好的加工性能，被认为是目前最为理想的过滤材料。尤其是通过一定的物理化学方法形成具有稳定电场的驻极体后，效率可提高30％～40％。然而，由于工艺技术的问题，聚丙烯熔喷非织造布过滤材料在产品的均匀性和驻极体电场的稳定性等方面还不能达到实用的要求，过滤材料的品种单一，其应用仍受到限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种熔喷聚丙烯驻极体过滤材料的制备方法，具体地是提供一种熔喷聚丙烯原料的改性、熔喷生产工艺过程及驻极体形成工艺过程的控制方法。

本发明的技术方案：一种熔喷聚丙烯驻极体过滤材料的制备方法包括如下步骤：

1)、聚丙烯改性：在原料聚丙烯粒子中，添加1～5Wt％的改性助剂，控制混合物的熔融指数800～1500，制得改性聚丙烯；所述的改性助剂为改性松香、硬脂酸盐、乙撑双硬脂酰胺任意一种或两种以上的混合。

2)、熔喷制备工艺：

a)、选择孔径直径为0.1～0.4微米，长径比为10～17的喷丝板，在熔融状态下，将改性聚丙烯熔体用计量泵喂入喷丝板；

b)、将挤出机的温度控制在200～260℃，喷丝板的温度都控制在230～290℃，计量泵的频率控制在20～30Hz，再将所述的改性聚丙烯熔体从喷丝孔挤出。

c)、用高速热空气将挤出喷丝孔的熔体吹成超细的纤维，使其飞向凝网帘而冷却粘合形成纤网；所述的高速热空气温度为200～370℃，空气速率为马赫数0.5～0.8；

3)、驻极体制备工艺：

将步骤(2)得到的纤网通过电晕放电装置的电极，电极放电使纤网驻极，即得熔喷聚丙烯驻极体过滤材料。

优选地，所述的电极采用双电源双极性电晕放电装置，驻极电压正极选择20～50KV，负极电压选择-10～-30KV，驻极距离为5～20cm。

优选地，所述的电晕放电装置的电极选用弦丝-滚筒式线状电极。

优选地，步骤3)驻极体制备工艺中：先对纤网施加一次正向电场，再施加一次反向电场，最后施加一次正向电场。这种驻极方法可大大增大驻极体的深层电荷数，降低表面电压一半左右。

优选地，所述的弦丝-滚筒式的线状电极弦丝的数目为3～5根，相邻弦丝的间距为8cm。这样加大了驻极面积，提高了驻极效果。

优选地，所述的添加剂为改性松香、硬脂酸盐、乙撑双硬脂酰胺的混合，其用量为3Wt％。

优选地，所述的高速热空气温度为300℃，空气速率为马赫数0.7。

本发明的有益效果在于：

1、极高的驻极体电荷稳定性