[发明专利]具有阻燃设计的容尘量高的气体过滤材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有阻燃设计的容尘量高的过滤材料，所述过滤材料尤其适合用于从气体中分离液体和固体杂质。

背景技术

在多数气体过滤领域中，具有阻燃设计的气体过滤用过滤材料的重要性与日俱增。多数汽车中的燃烧空气过滤用空气过滤材料已经具有阻燃设计，以免吸入的仍在燃烧中的香烟造成汽车起火。在家用领域，具有阻燃设计的过滤材料同样发挥着重要作用，例如对在空调上或灶台上方抽油烟机上的吸入空气进行过滤。

具有阻燃设计的过滤材料已久为人知。制造阻燃性过滤材料的一种方式在于选择不可燃的原材料，如含卤纤维、无机纤维、烧结过滤器用陶瓷颗粒或自身已含有阻燃剂的塑料纤维。例如GB 1406431 A中公开了一种由卤化纤维制成的空气过滤介质。

另一种方式在于对制成的过滤材料进行后续的阻燃处理。这种方案通常成本更低廉并能为过滤材料的制造使用更多不同的原材料。在使用合成树脂溶液或分散体对众多过滤材料进行浸透处理以提高刚性、强度和耐受性后，通常在所述浸透剂中加入阻燃剂。从而在长时间接触潮湿的气体后，不会像单独施用的阻燃剂一样容易从过滤材料上被洗掉。在多数阻燃剂达到与所述过滤材料无牢固连接的颗粒物形式的干燥状态后，可以通过浸透剂使其结合到过滤材料上。适合于加入常见浸透剂的阻燃剂例如有含卤的有机化合物、硅树脂、含磷化合物、含氮化合物、含硼化合物、金属氧化物、金属水化物和石墨。经阻燃浸透处理的过滤材料的例子有布鲁克米赫尔NEENAH Gessner公司的过滤材料L4-6i27SGF2。这种过滤材料多年以来在全球范围内被用作内燃机吸入空气的空气过滤材料并得到了证明。

彻底浸透处理的过滤材料的容尘量已经无法满足许多用途的要求。一种提高浸透处理过滤材料的容尘量的方式是单面施用浸透剂。这种过滤材料的优点在于其十分开放的表面以及由此带来的未经浸透处理面的较高容尘量，以及其经浸透处理的对面所带来的强度、刚性和耐受性。单面浸透处理的过滤材料的应用早已属于公知范畴，例如在DE 19752143 AI的一种优选实施方式中进行了说明。

然而，这些过滤材料的缺点在于未经浸透处理的面不具有阻燃性，尤其在使用例如纤维素或合成纤维作为原材料时更是如此。因此人们尝试对此类过滤材料进行阻燃配置。

将含卤或含硼的阻燃剂加入浸透处理的做法对整个过滤材料都具有阻燃效果，即包括未经浸透处理的面。但在发生火灾的情况下，卤化和含硼的物质会分解出有毒的分解物，因而不甚理想。

发明内容

有鉴于此，急需提供一种具有高分离度、高容尘量和阻燃效果，同时在发生火灾时不会释放有毒分解物的过滤材料。

本发明用以达成上述目的的解决方案为一种使用粘合剂进行单面浸透处理的过滤材料，所述过滤材料包括一个未使用粘合剂进行浸透处理，且含有无卤且无硼的阻燃剂的面。

本发明的过滤材料优选包含至少一个选自由湿法无纺布、干法无纺布、织物和泡沫构成之群的材料。

所述干法无纺布指干法纤维无纺布、熔喷无纺布和纺粘无纺布等。

干法纤维无纺布由有限长度的纤维组成。既可以用天然纤维也可以用合成纤维来制造干法纤维无纺布。天然纤维的例子有纤维素、动物毛、棉花和亚麻。合成纤维例如有聚烯烃纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚四氟乙烯纤维、硫化聚苯醚纤维。所用纤维可以是直的或卷曲的。干法人造短纤维也可以是气流法纤维无纺布。出于加固之目的，所述干法纤维无纺布可以含有单成分或多成分的熔粘纤维，所述熔粘纤维在低于其他纤维熔点的某一温度下全部或部分熔解并对所述无纺布进行加固。干法纤维无纺布的制造按照书籍《无纺布材料》(W. Albrecht, H. Fuchs, W. Kittelmann, Wiley-VCH, 2000)等公知的现有技术来进行。干法纤维无纺布可以通过上述的单成分或多成分熔粘纤维来进行加固。其他加固方法例如有针刺法、水力针刺法或使用液体粘合剂浸湿或喷洒所述无纺布然后烘干。

熔喷无纺布由聚合长纤维组成。使用专业领域中公知的熔喷工艺，如Van A. Wente所著的《超细热塑纤维》（Industrial Engineering Chemistry，第48期，1342-1346页）一文中所述的方法来制造用于本发明过滤材料的熔喷无纺布。适合的聚合物例如有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丁烯对苯二甲酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二酸丁醇酯、聚酰胺、硫化聚苯醚以及聚烯烃。其中，典型的纤维直径优选在0.5-10 µm，尤其优选在0.5-3 µm之间。可以根据需要向聚合物中混入例如亲水剂、疏水剂、结晶促进剂或染色剂等添加剂。