一种导电过滤材料及其生产方法和用途技术

本发明专利技术公开一种导电过滤材料及其生产方法和用途，该导电过滤材料包括纺粘无纺布支撑材层、导电炭黑层、聚四氟乙烯多孔膜层，所述纺粘无纺布支撑材层的至少一面上含有导电炭黑层，且空气流入面层为聚四氟乙烯多孔膜层，所述导电炭黑的粒径为2～15μm。本发明专利技术的导电过滤材料具有捕集效率高、透气性高、耐磨性优异、贴合牢度高的特点，可应用于防静电导电过滤材料领域，如汽车涂装、建材涂装、五金配件粉体涂装线等过滤领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种导电过滤材料及其生产方法和用途。
技术介绍
随着科技的发展、社会的进步，有机聚合物无纺布的使用越来越广泛。众所周知，大部分聚合物无纺布材料一直被视为绝缘材料，其比电阻在1012Ω以上，此无纺布在使用的过程中，容易产生电荷累积，在易燃易爆的领域极易引起火灾，存在安全隐患。因此，目前市场上基本上都采用导电无纺布材料，然而，目前的导电无纺布材料中大多采用在纤维表面吸附乙炔黑，然后铺网加固成导电无纺布，由该方法制得的导电无纺布，由于在梳理铺网加工过程中容易使纤维表面的导电结构受到破坏，从而制得的导电无纺布的导电效果比较差。也有在无纺布表面直接进行导电炭黑加工的，但是在导电炭黑加工的过程中并没有考虑导电炭黑粒径大小对过滤材料透气度的影响，这样制备的导电无纺布透气度低，这种无纺布适合使用在电热器具以及电热毯等电热产品中，在过滤材料领域中并不适合。如中国公开专利CN2052141U公开了一种将以乙炔炭黑、水、107胶水等球磨成导电浆，采用手工涂或回转轧辊涂法涂于无纺布布基上，经烘干后制得导电无纺布，但由于没有对乙炔炭黑的粒径进行限制，使得制得的导电布基透气度小，在实际的使用中压损大的同时过滤效率也差，并不适合在过滤领域中使用。又如美国公开专利US005527569A公开了一种防静电导电过滤材料，此无纺布由纺粘无纺布层、金属导电层以及导电聚四氟乙烯层构成，由于采用金属或者金属氧化物导电层直接与导电的聚四氟乙烯多孔膜贴合，导致聚四氟乙烯膜贴合牢度差，耐磨性差，而且这种制备方法耗能大，存在重金属污染，成本高的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种捕集效率高、透气性高、耐磨性优异的导电过滤材料。本专利技术的另一目的在于提供一种能耗低、无污染的导电过滤材料的生产方法。本专利技术的技术解决方案如下：本专利技术的导电过滤材料包括纺粘无纺布支撑材层、导电炭黑层、聚四氟乙烯多孔膜层，所述纺粘无纺布支撑材层的至少一面上含有导电炭黑层，且空气流入面层为聚四氟乙烯多孔膜层，所述导电炭黑的粒径为2～15μm。本专利技术导电过滤材料中聚四氟乙烯多孔膜的厚度优选5～15μm。本专利技术导电过滤材料中导电炭黑层的炭黑颗粒附着量优选2～15g/m2。构成本专利技术的纺粘无纺布支撑材层优选为聚酯长丝无纺布。在压力125Pa下，本专利技术导电过滤材料中聚四氟乙烯多孔膜的透气度优选15～30cc/cm2/s。本专利技术导电过滤材料的表面电阻优选在1.0×105Ω以下。根据JISL1096标准，本专利技术导电过滤材料在9.8N力的荷重下，来回摩擦次数优选为50次以上。本专利技术的导电过滤材料解决了以往导电过滤材料透气度底，耐磨性差的问题，由于导电层采用了粒径为2～15μm的导电炭黑以及高透气性的聚四氟乙烯多孔膜，得到的导电过滤材料具有捕集效率高、透气性更高、耐磨性优异、贴合牢度高的特点。本专利技术的导电过滤材料可应用于汽车涂装、建材涂装、五金配件粉体涂装线过滤领域，还可应用于电子产品无尘涂装生产线等领域。具体实施方式本专利技术的导电过滤材料包括纺粘无纺布支撑材层、导电炭黑层、聚四氟乙烯多孔膜层，所述纺粘无纺布支撑材层的至少一面上含有导电炭黑层，且空气流入面层为聚四氟乙烯多孔膜层，所述导电炭黑的粒径为2～15μm。考虑到导电过滤材料在除尘器中不因风速的变化而发生较大的变形，要求过滤材料本身具有一定程度的刚性，通过采用高透气度的纺粘无纺布作为支撑层，来提高滤材的刚性。如果采用其他材质的无纺布作为支撑材层的话，如熔喷无纺布、化学粘合无纺布，由于构成熔喷无纺布的纤维较细，纤维与纤维之间排列紧密，纤维与纤维之间空隙较小，达不到所要求的透气度，这样在经过导电加工后的导电品必然会透气度低，而达不到使用要求；另一方面熔喷无纺布的纤维直径小，得到的无纺布刚软度低，从而导致最终过滤材料的刚软度达不到使用要求。如果采用化学粘合无纺布，势必会引入粘合剂，采用有粘合剂的化学粘合无纺布作为支撑材后，由于最终滤料使用在化学环境中，这样无纺布支撑材中的粘合剂会变质，最终起不到粘合剂的作用，降低导电过滤材料的寿命。由于聚四氟乙烯具有良好的化学稳定性、热稳定性、疏水性及难燃性等特点。由聚四氟乙烯制成的聚四氟乙烯多孔膜是一种性能优良的气体分离膜材料，具有超薄质轻、膜孔结构均匀稳定、孔隙率高、阻力小、气体通量大、过滤效率高等优点。而且由于聚四氟乙烯多孔膜具有节点原纤维结构，从而本专利技术采用聚四氟乙烯多孔膜来提高导电过滤材料的过滤性能。上述聚四氟乙烯多孔膜的孔径在5μm以下、孔隙率在90%以上，使制得的导电过滤材料具有透气大，同时过滤性能也更优异。本专利技术导电过滤材料由于使用在过滤领域，必须满足高捕集效率，所以在本专利技术中使用的聚四氟乙烯多孔膜的孔径大小在5μm以下，如果聚四氟乙烯多孔膜的孔径大于5μm的话，大的粉尘粒子很容易穿过聚四氟乙烯多孔膜，势必使得过滤材料的捕集效率降低。考虑到本专利技术导电过滤材料实际的使用情况，上述纺粘无纺布支撑材层的至少一面上含有导电炭黑层，且导电炭黑的平均粒径为2～15μm。这里纺粘无纺布支撑材层的至少一面含有导电炭黑层是指纺粘无纺布支撑材层上表面和/或下表面设置一层导电炭黑层，即本专利技术导电过滤材料包括两种：（1）按照接触空气的顺序，第一层为聚四氟乙烯多孔膜层、第二层是导电炭黑层、第三层是纺粘无纺布支撑材层，自上而下形成三层结构；（2）按照接触空气的顺序，第一层为聚四氟乙烯多孔膜层、第二层是导电炭黑层、第三层是纺粘无纺布支撑材层、第四层为导电炭黑层，自上而下形成四层结构。优选第（2）种，第（1）种适用在导电性要求不高的场合，而对于导电性要求高的场合只能使用第（2）种，也就是说第（2）种的适用场合更广，所以优选第二种。如果导电炭黑的平均粒径大于15μm的话，炭黑颗粒填充在支撑层纺粘无纺布的纤维之间，纺粘无纺布中纤维与纤维之间的空隙被堵住，使得纺粘无纺布支撑材层的透气度急剧下降，导致最终制得的导电过滤材料的透气度降低，在除尘器中滤材的阻力过高，压损过大，而达不到使用标准。而且过大的导电炭黑颗粒分散在纺粘无纺布表面，使得纺粘无纺布表面凹凸不平，那么在后续的聚四氟乙烯多孔膜的复合中，就会使聚四氟乙烯多孔膜表面张力不均匀，降低了聚四氟乙烯多孔膜的耐磨性，从而导致制得的导电过滤材料耐磨耗性变差；而如果导电炭黑的平均粒径小于2μm的话，在导电加工过程中，炭黑导电液不能很好地分散，导电炭黑颗粒就会凝聚在一起，从而不仅导致纺粘无纺布支撑材层的表面加工不均匀，而且由于附有炭黑颗粒的纺粘无纺布支撑表面凹凸不平，对后续的聚四氟乙烯多孔膜的复合加工也会造成一定的影响。另外，凝聚的导电炭黑颗粒填充在纺粘无纺布的纤维与纤维之间的空隙中，同样使得纺粘无纺布支撑材层的透气度急剧下降，在除尘器中滤材的阻力很高，压损很大，达不到使用的标准。本专利技术导电过滤材料中聚四氟乙烯多孔膜的厚度为5～15μm。如果聚四氟乙烯多孔膜的厚度过薄的话，由于聚四氟乙烯多孔膜本身的特性，膜越薄对聚四氟乙烯多孔膜的贴合加工越困难，容易导致聚四氟乙烯多孔膜破损，除此之外，在使用的过程中，薄的聚四氟乙烯多孔膜在使用的过程中，越易破损，从而起不到过滤的效果；而如果聚四氟乙烯多孔膜的厚度过厚的话，聚四氟乙烯多孔膜的原纤维之间没有被很好地拉伸，这样的聚四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电过滤材料，其特征在于：该导电过滤材料包括纺粘无纺布支撑材层、导电炭黑层、聚四氟乙烯多孔膜层，所述纺粘无纺布支撑材层的至少一面上含有导电炭黑层，且空气流入面层为聚四氟乙烯多孔膜层，所述导电炭黑的粒径为2～15μm。

【技术特征摘要】
1.一种导电过滤材料，其特征在于：该导电过滤材料包括纺粘无纺布支撑材层、导电炭黑层、聚四氟乙烯多孔膜层，所述纺粘无纺布支撑材层的至少一面上含有导电炭黑层，且空气流入面层为聚四氟乙烯多孔膜层，所述导电炭黑的粒径为2～15μm。2.根据权利要求1所述的导电过滤材料，其特征在于：所述聚四氟乙烯多孔膜的厚度为5～15μm。3.根据权利要求1所述的导电过滤材料，其特征在于：所述导电炭黑层的炭黑颗粒附着量为2～15g/m2。4.根据权利要求1所述的导电过滤材料，其特征在于：构成所述纺粘无纺布支撑材层为聚酯长丝无纺布。5.根据权利要求1或2所述的导电过滤材料，其特征在于：在压力125Pa下，所述聚四氟乙烯多孔膜的透气度为15～30cc/cm2/s。6.根据权利要求1所述导电过滤材料，其特征在于：该导...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫红红，张磊，蔡文杰，
申请(专利权)人：东丽纤维研究所中国有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32