[发明专利]一种高效低阻表面过滤材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效低阻表面过滤材料及其制备方法。本发明提供的表面过滤材料包括基材和超细纤维涂层。所述的高效低阻表面过滤材料是通过帘式涂布方式将超细纤维涂层涂覆在基材表面，该过滤材料不仅具有一定强度且不容易脱落，还具有超细纤维涂层匀度好、稳定性高、过滤效率高、反吹自清洁性能好等优点。

技术领域

本发明属于过滤技术领域，具体涉及一种高效低阻表面过滤材料及其制备方法。

背景技术

现有技术中，传统的过滤材料基本是由纯植物纤维或者植物纤维与合成纤维混合来制备。然而，燃气轮机进气系统、空压机进气系统以及车辆进气系统对空气过滤材料的过滤效率要求越来越高，采用传统过滤材料和传统制备方法制备的过滤材料过滤效率低、阻力高，已经难以满足表面过滤材料对高效率、低阻力的高要求。

目前，已经公开的高效率、低阻力材料及相应的制备方法包括：

(1)通过混合添加超细纤维实现高效率低阻力

超细纤维直径一般在3μm以下，这些细纤维的比表面积是普通纤维的几倍甚至几十倍，从而使得产品可以在相同的阻力情况下实现较高的过滤效率，由该方法制备的过滤材料的电镜图示于图1。然而，该方法对于提高效率、降低阻力的作用有限，虽然相对于普通材料而言其性能有一定提升，但这种提升效果并不是特别明显。

(2)造纸法多流道流浆箱方式

采用造纸法多流道流浆箱方式时，上层为超细纤维涂层，下层为支撑层。这种方式可以不用二次加工，单纯使用造纸法即可制备高效低阻过滤材料，是过滤领域的重要创新，该方法制备的材料的电镜图示于图2。但此类方式受成形的制约，只有成形稳定的产品的性能才能得到保证，而实际情况是由于上下层的透气性和脱水性能差异较大，成形过程中存在的大量上下层混合的情况(即在支撑层(基材)与超细纤维涂层之间存在混合区域)会导致纸机方向及横幅方向出现定量、厚度、阻力、效率的波动。

然而，超细纤维与普通纤维混合的方式对提升滤材过滤性能的效果有限，而利用多流道流浆箱一次成型制备由超细纤维层与普通纤维支撑层组成的双层复合材料，存在层间纤维易混合、超细纤维层波动性大的问题。由于超细纤维层的定量较低，所以超细纤维在层间和过滤平面方向的波动会造成超细纤维层分布不均匀，甚至形成孔洞等缺陷，从而导致具有高过滤效率的超细纤维层失去作用。因此，利用多流道流浆箱一次成型制备具有超细纤维层的双层复合材料对制备工艺要求较高，且所制备材料的批次稳定性具有一定的波动，因此利用该方法批量生产超细纤维层复合过滤材料具有一定的局限性。为了实现并保证超细纤维层优异的过滤性能，提高超细纤维层的均匀性与批次稳定性是解决上述问题的关键。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高效低阻表面过滤材料及其制备方法。

因此，本发明的一个目的在于提供一种高效低阻表面过滤材料。

本发明的另一目的在于提供上述高效低阻表面过滤材料的制备方法。

本发明提供的高效低阻表面过滤材料具有双层结构，一层为基材层，纸张密度较低，一层为超细纤维涂层，密度较高，由上述两层构成的本发明的表面过滤材料在透气度高于100L/m².s的情况下对0.3微米初始过滤效率可以达到25％-80％的广泛区间，且抗张强度在5KN/m以上，挺度高于2.5mN.m，具有良好的加工性能。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供一种高效低阻表面过滤材料，所述高效低阻表面过滤材料包括基材和涂覆于所述基材表面的超细纤维涂层，其中，所述基材与所述超细纤维涂层之间无明显混合区域。

优选地，在≥300倍的电镜下显示所述基材与所述超细纤维涂层之间无混合区域，进一步优选地，在≤3000倍的电镜下显示所述基材与所述超细纤维涂层之间无混合区域；

优选地，所述基材包括植物纤维和/或非植物纤维；