一种热固性空气滤纸及其制备方法技术

本发明专利技术涉及滤纸技术领域，公开了一种热固性空气滤纸及其制备方法。该热固性空气滤纸包括上过滤层、下过滤层和设于所述上过滤层上表面的树脂层；所述上过滤层的原料包括以下质量份的物质：丝光化纤维20‑40份，剑麻纤维10‑20份，牛角瓜纤维10‑20份，乙二醇二缩水甘油醚0.5‑1.5份，分散剂0.2‑0.4份和所需量的水；所述下过滤层的原料包括以下质量份的物质：阔叶木纤维50‑70份，二氧化钛气凝胶粒子1‑3份，β‑环糊精1‑3份，羧甲基纤维素0.5‑1.5份，乙二醇二缩水甘油醚0.5‑1.5份和所需量的水。本发明专利技术的热固性空气滤纸在保证纸张的耐水性、耐候性以及耐破度的基础上，减少了树脂层的用量和厚度，提高了纸张的透气度和过滤效率。

【技术实现步骤摘要】
一种热固性空气滤纸及其制备方法
本专利技术涉及滤纸制备
，尤其涉及一种热固性空气滤纸及其制备方法。
技术介绍
空气滤纸是空气滤清器中的关键组成部件，决定着空气过滤器的性能。空气滤纸通常包括用普通木浆为主要成分制成的一种纸质的过滤层，由于普通木浆纤维较细、紧度高，因此所制成的空气滤纸普遍存在着紧度高、过滤效率低、寿命短等缺点，其过滤效率一般都低于90％，而且纸质的空气滤纸还普遍存在固化性差，耐水性、耐候性不够的缺点，当空气湿度改变时，纸张容易产生变形，进而影响过滤效果。本申请人在先申请的申请号为CN201220523227.0的中国专利公开了一种空气滤清器中应用的热固性空气滤纸；该热固性空气滤纸包括纸制的过滤层，过滤层的表面还均匀涂布着一层树脂层，树脂层为热固性酚醛树脂层。本申请人在先申请的申请号为201410104527.9的中国专利公开了了一种适于大风沙和雾霾环境下使用的空气滤纸，包括上层纤维层和下层纤维层，所述上层纤维层上侧涂有树脂层，所述下层纤维层下侧涂有树脂层，所述上层纤维层为65-85克/平方厘米的丝光化木纤维构成，所述下层纤维层为40-60克/平方厘米的阔叶木纤维构成。上述的空气滤纸通过在过滤层的上下两面都设有树脂层，在一定程度上提高了空气滤纸的固化性，耐水性和耐候性，在空气湿度升高时，纸张的吸湿变形性小，而且使用寿命长。但是也存在缺陷：由于在空气滤纸的两面设有树脂层，且树脂层的涂覆量较大，导致厚度较厚，严重影响了空气滤纸的透气度和过滤效率。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种热固性空气滤纸及其制备方法。本专利技术的热固性空气滤纸在保证纸张的耐水性、耐候性以及耐破度的基础上，减少了树脂层的用量和厚度，提高了纸张的透气度和过滤效率。本专利技术的具体技术方案为：一种热固性空气滤纸，包括上过滤层、下过滤层和设于所述上过滤层上表面的树脂层；所述上过滤层的原料包括以下质量份的物质：丝光化纤维20-40份，剑麻纤维10-20份，牛角瓜纤维10-20份，乙二醇二缩水甘油醚0.5-1.5份，分散剂0.2-0.4份和所需量的水；所述下过滤层的原料包括以下质量份的物质：阔叶木纤维50-70份，二氧化钛气凝胶粒子1-3份，β-环糊精1-3份，羧甲基纤维素0.5-1.5份，乙二醇二缩水甘油醚0.5-1.5份和所需量的水。本专利技术的热固性空气滤纸的过滤层分为上下两层，并且只在上作为空气流入层的上过滤层表面设有树脂层。其中，上过滤层中，采用丝光化纤维、剑麻纤维和牛角瓜纤维作为主要原料，丝光化纤维表面光滑，缩水率低，尺寸稳定性好，且表面活性高，化学反应能力强，容易与其他纤维复发生交联，而且吸附能力强，增加容尘量；剑麻纤维质地较硬，长宽比大，弹性模量大，耐摩擦，耐潮湿，强度高，具有出色的透气度和吸附能力，能够提高容尘量，且纤维交织能力强；牛角瓜纤维机械强度高，耐水性以及热稳定性好。上述三种纤维在经过打浆、磨浆以及抄造成型后，将纤维长度控制在一定长度内，使得互相交联后的纤维层的孔径较大，孔隙率大，因此具有较好的粉尘吸收能力，提高容尘量。此外，乙二醇二缩水甘油醚的分子链两端具有活性基团，其两端能够分别与将纤维进行“粘结”，起到了桥梁的作用，从而进一步增加纤维之间的交联强度，提高了纤维层的耐破度以及耐水性。下过滤层采用阔叶木纤维作为纤维层主要原料，并且配合有二氧化钛气凝胶粒子，β-环糊精，羧甲基纤维素和乙二醇二缩水甘油醚。其中，阔叶木纤维较宽，打浆、磨浆后控制其纤维长度，使得成型后的纤维层孔径较小，能够对一些透过上过滤层的细小颗粒杂质进行过滤。二氧化钛气凝胶粒子自身比表面积大，具有密集的细小孔隙，能够提高过滤精度的同时，不影响纤维层的透气度，而且二氧化钛气凝胶粒子的加入能够提高纤维层的机械强度；而β-环糊精内部也具有空腔，也具有较好的吸附性能；提高过滤精度，羧甲基纤维素在此不仅作为分散剂，而且还能与β-环糊精、乙二醇二缩水甘油醚一起，提高纤维层的交联强度。提升耐破度和耐水性。本专利技术的滤纸在工作时，被过滤流体介质从粗且松孔隙的上过滤层流入，从细密孔隙的下过滤层流出，杂质主要被拦截在上过滤层的大孔隙中，由于上过滤层孔隙空间大，具有巨大容尘能力，从而大大延长过滤件使用寿命，并且过滤阻力低，而下过滤层紧密而细小孔隙对上过滤层过滤后流体介质中较少和微小杂质微粒进一步拦截。有效保证了过滤精度，充分发挥了各个纤维层的综合性能。本专利技术与传统的滤纸的不同之处还在于：传统的滤纸为了改善滤纸的耐水性和耐破度，在滤纸的两面均设有树脂层，双面树脂层虽然能够大幅提高滤纸的耐水性、耐候性和耐破度，延长使用寿命，但是其严重影响了滤纸的透气度，不仅降低了通气效率，而且使得滤纸容易积蓄热量，从而导致温度升高，对滤纸的热稳定性具有较高的要求。而本专利技术只在作为空气流入面的上过滤层上设有单层树脂层，能够有效降低纸张厚度，提高了透气度。而且上、下过滤层自身具有较好的耐破度和耐水性，能够有效弥补因树脂层的减少而带来的缺陷。此外，由于空气滤纸中通过大量空气，当灰尘等杂质被大量吸附后，空气通过时会发生摩擦，产生噪音，而本专利技术的上下过滤层各自拥有不同孔径的孔隙，透气度高，并且下过滤层由于二氧化钛粒子以及β-环糊精的存在，具有大量细小孔隙，上下过滤层互相配合下，能够起到降噪作用。作为优选，所述上过滤层的原料包括以下质量份的物质：丝光化纤维30份，剑麻纤维15份，牛角瓜纤维15份，乙二醇二缩水甘油醚1份，分散剂0.3份和所需量的水；所述下过滤层的原料包括以下质量份的物质：阔叶木纤维60份，二氧化钛气凝胶粒子2份，β-环糊精2份，羧甲基纤维素1份，乙二醇二缩水甘油醚1份和所需量的水。作为优选，所述热固定空气滤纸的厚度为0.28-0.36mm，所述上过滤层的厚度为0.10-0.15mm，所述下过滤层的厚度为0.16-0.20mm。作为优选，所述热固定滤纸的定量为110-120g/m2，树脂层占热固性空气滤纸总质量的10-12％。作为优选，所述树脂层为酚醛树脂层。作为优选，所述分散剂为焦磷酸钠或六偏磷酸钠。一种热固性空气滤纸的制备方法，按以下步骤进行：a.上过滤层坯纸的制备：对丝光化纤维、剑麻纤维、牛角瓜纤维混合后进行打浆，浆料浓度为1.9-2.5wt％，打浆至浆料叩解度为12-14°SR后，再进行磨浆，直至叩解度为16-20°SR，制得浆料a；将乙二醇二缩水甘油醚加入到所述浆料a中，搅拌均匀后制得浆料b；将分散剂加入到所述浆料b中，分散均匀后加水调节浆料浓度至1.5-1.9wt％，制得浆料c；对浆料c进行上网抄造成型后，制得上过滤层坯纸。b.下过滤层坯纸的制备：对阔叶木纤维进行打浆，浆料浓度为2.5-3.0％，打浆至浆料叩解度为16-18°SR后，再进行磨浆，直至叩解度为26-30°SR，制得浆料A；将乙二醇二缩水甘油醚加入到所述浆料A中，搅拌均匀后制得浆料B；将二氧化钛气凝胶粒子、β-环糊精和羧甲基纤维素加入到所述浆料B中，分散均匀后加水调节浆料浓度至1.3-1.7wt％，制得浆料C，对浆料C进行上网抄造成型后，制得下过滤层坯纸。c.上、下过滤层的贴合：将所述上过滤层坯纸和下过滤层坯纸进行贴合，然后经过抽真空压榨、烘干后制得贴合的上过滤层和下过滤层。d.树脂层固化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热固性空气滤纸，其特征在于：包括上过滤层（1）、下过滤层（2）和设于所述上过滤层上表面的树脂层（3）；所述上过滤层的原料包括以下质量份的物质：丝光化纤维20‑40份，剑麻纤维10‑20份，牛角瓜纤维10‑20份，乙二醇二缩水甘油醚0.5‑1.5份，分散剂0.2‑0.4份和所需量的水；所述下过滤层的原料包括以下质量份的物质：阔叶木纤维50‑70份，二氧化钛气凝胶粒子1‑3份，β‑环糊精1‑3份，羧甲基纤维素0.5‑1.5份，乙二醇二缩水甘油醚0.5‑1.5份和所需量的水；所述热固性空气滤纸的制备方法，按以下步骤进行：a.上过滤层坯纸的制备：对丝光化纤维、剑麻纤维、牛角瓜纤维混合后进行打浆，浆料浓度为1.9‑2.5wt%，打浆至浆料叩解度为12‑14°SR后，再进行磨浆，直至叩解度为16‑20°SR，制得浆料a；将乙二醇二缩水甘油醚加入到所述浆料a中，搅拌均匀后制得浆料b；将分散剂加入到所述浆料b中，分散均匀后加水调节浆料浓度至1.5‑1.9wt%，制得浆料c；对浆料c进行上网抄造成型后，制得上过滤层坯纸；b. 下过滤层坯纸的制备：对阔叶木纤维进行打浆，浆料浓度为2.5‑3.0%，打浆至浆料叩解度为16‑18°SR后，再进行磨浆，直至叩解度为26‑30°SR，制得浆料A；将乙二醇二缩水甘油醚加入到所述浆料A中，搅拌均匀后制得浆料B；将二氧化钛气凝胶粒子、β‑环糊精和羧甲基纤维素加入到所述浆料B中，分散均匀后加水调节浆料浓度至1.3‑1.7wt%，制得浆料C，对浆料C进行上网抄造成型后，制得下过滤层坯纸；c.上、下过滤层的贴合：将所述上过滤层坯纸和下过滤层坯纸进行贴合，然后经过抽真空压榨、烘干后制得贴合的上过滤层和下过滤层；d.树脂层固化：将树脂液涂布或喷洒到上过滤层的上表面，固化形成树脂层后，即制得热固性空气滤纸；所述二氧化钛气凝胶粒子的制备方法如下：将钛酸丁酯、无水乙醇、甲苯按质量比1:15‑25:0.02‑0.04进行混合，制得溶液a；将无水乙醇、1‑2mol/L的冰醋酸与水按质量比10‑20:3‑5:1进行混合，制得溶液b；对溶液a在55‑65℃下进行超声波振荡处理，将溶液b以1‑2mL/s的速率滴加到2‑3倍质量的溶液a中；同时向溶液a中添加质量为溶液a的0.02‑0.04倍的碳酸氢钠粉末，继续搅拌2‑3h后，制得溶胶；将所述溶胶静置老化24‑48h，然后使用过量的正己烷对溶胶进行溶剂置换24‑48h，再除去正己烷，得到凝胶，最后将凝胶干燥、粉碎后制得微米尺寸的二氧化钛气凝胶粒子。...

【技术特征摘要】
1.一种热固性空气滤纸，其特征在于：包括上过滤层（1）、下过滤层（2）和设于所述上过滤层上表面的树脂层（3）；所述上过滤层的原料包括以下质量份的物质：丝光化纤维20-40份，剑麻纤维10-20份，牛角瓜纤维10-20份，乙二醇二缩水甘油醚0.5-1.5份，分散剂0.2-0.4份和所需量的水；所述下过滤层的原料包括以下质量份的物质：阔叶木纤维50-70份，二氧化钛气凝胶粒子1-3份，β-环糊精1-3份，羧甲基纤维素0.5-1.5份，乙二醇二缩水甘油醚0.5-1.5份和所需量的水；所述热固性空气滤纸的制备方法，按以下步骤进行：a.上过滤层坯纸的制备：对丝光化纤维、剑麻纤维、牛角瓜纤维混合后进行打浆，浆料浓度为1.9-2.5wt%，打浆至浆料叩解度为12-14°SR后，再进行磨浆，直至叩解度为16-20°SR，制得浆料a；将乙二醇二缩水甘油醚加入到所述浆料a中，搅拌均匀后制得浆料b；将分散剂加入到所述浆料b中，分散均匀后加水调节浆料浓度至1.5-1.9wt%，制得浆料c；对浆料c进行上网抄造成型后，制得上过滤层坯纸；b.下过滤层坯纸的制备：对阔叶木纤维进行打浆，浆料浓度为2.5-3.0%，打浆至浆料叩解度为16-18°SR后，再进行磨浆，直至叩解度为26-30°SR，制得浆料A；将乙二醇二缩水甘油醚加入到所述浆料A中，搅拌均匀后制得浆料B；将二氧化钛气凝胶粒子、β-环糊精和羧甲基纤维素加入到所述浆料B中，分散均匀后加水调节浆料浓度至1.3-1.7wt%，制得浆料C，对浆料C进行上网抄造成型后，制得下过滤层坯纸；c.上、下过滤层的贴合：将所述上过滤层坯纸和下过滤层坯纸进行贴合，然后经过抽真空压榨、烘干后制得贴合的上过滤层和下过滤层；d.树脂层固化：将树脂液涂布或喷洒到上过滤层的上表面，固化形成树脂层后，即制得热固性空气滤纸；所述二氧化钛气凝胶粒子的制备方法如下：将钛酸丁酯、无水乙醇、甲苯按质量比1:15-25:0.02-0.04进行混合，制得溶液a；将无水乙醇、1-2mol/L的冰醋酸与水...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴安波，
申请(专利权)人：杭州特种纸业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33