一种低阻抗高效能空气过滤材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低阻抗高效能空气过滤材料及其制备方法，属于过滤材料领域。该空气过滤材料及其制备方法在确保过滤效率的同时，降低空气过滤材料工作时的阻力，减少能耗。本发明专利技术的空气过滤材料，包括基层和薄膜层，薄膜层固定连接在基层表面，所述基层为非织造针刺过滤毡，薄膜层为采用静电纺丝工艺多次循环往复喷涂在基层表面的纳米纤维非织造层。

Low impedance high-efficiency air filtering material and preparation method thereof

The invention discloses a low impedance high-efficiency air filter material and a preparation method thereof, belonging to the field of filter materials. The air filter material and the preparation method thereof can reduce the resistance of the air filter material during operation and reduce the energy consumption while ensuring the filtration efficiency. Air filter material of the invention, and comprises a base film layer, the film layer is fixedly connected to the surface of the base, the base is a nonwoven needle punched filter, thin film layer by electrospinning process many cycles of spray on the nano fiber non-woven layer on the surface of the base.

【技术实现步骤摘要】
一种低阻抗高效能空气过滤材料及其制备方法
本专利技术涉及一种空气过滤材料，具体来说，涉及一种低阻抗高效能空气过滤材料及其制备方法。
技术介绍
空气过滤材料的作用是通过纤维拦截和捕捉粉尘，以达到气固分离目的。空气过滤材料可以拦截空气中的粉尘。通常来说，为了提高过滤效率，将空气过滤材料制备的非常致密。虽然致密的空气过滤材料可以提高过滤效率，但是空气过滤材料工作时的阻力很大，导致能耗很高。现在应用的空气过滤材料多是具有高效率、高能耗的性能特征。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种低阻抗高效能空气过滤材料及其制备方法，在确保过滤效率的同时，降低空气过滤材料工作时的阻力，减少能耗。为解决上述技术问题，本专利技术实施例采用以下技术方案：一方面，本专利技术实施例提供一种低阻抗高效能空气过滤材料，包括基层和薄膜层，薄膜层固定连接在基层表面，所述基层为非织造针刺过滤毡，薄膜层为采用静电纺丝工艺多次循环往复喷涂在基层表面的纳米纤维非织造层。另一方面，本专利技术实施例提供一种低阻抗高效能空气过滤材料的制备方法，该方法包括：步骤10）将两种不同熔点的纤维投料进入棉箱，拌合均匀，经梳理机梳理成网；经针刺固结后，形成针刺非织造布；步骤20）将针刺非织造布置入烘箱中，利用热风穿透针刺非织造布，并使针刺非织造布处于半熔融状态；然后在输送帘的作用下将针刺非织造布传送至冷轧辊，进行快速冷激定型，形成作为基层的非织造针刺过滤毡；步骤30）将基层用储布架进行卷绕，储布架置于静电纺丝设备前端50～75cm处，将基层作为静电纺丝喷射丝的载体；步骤40）利用无针头静电纺丝设备，采用溶液静电纺丝工艺，将纳米纤维喷射至基层表面，纳米纤维沉降至基层表面，经过多次循环往复喷射，在基层表面形成纳米纤维非织造层；将含有纳米纤维非织造层的基层进行挤压和快速冷凝，并经热轧复合，使纳米纤维非织造层与基层嵌合，从而制成空气过滤材料。作为优选例，所述步骤10）中，两种不同熔点的纤维是指PET短纤维和PP短纤维。作为优选例，所述PET短纤维的厚度为1.5D，PP短纤维的厚度为1.35D，且PET短纤维和1.35D的PP短纤维按照质量比1:1进行混合。作为优选例，所述步骤20）中，将针刺非织造布按照每分钟3米的速度置入烘箱中；所述热风的温度比熔点较低的纤维的熔点温度低8～12℃。作为优选例，所述步骤20）中，基层的克重为80～150g/㎡。作为优选例，所述步骤30）中，将基层用储布架按速度2.5m/min进行卷绕。作为优选例，所述步骤40）中，纳米纤维非织造层是由纳米纤维在基层表面叠加2～4层形成。作为优选例，所述步骤40）中，采用溶液静电纺丝工艺中，基层的卷绕速度是2.5m/min。作为优选例，所述步骤40）中，薄膜层克重为3～12g/㎡，空气过滤材料克重≤200克/㎡。与现有技术相比，本专利技术实施例的空气过滤材料及其制备方法，在确保过滤效率的同时，降低空气过滤材料工作时的阻力，减少能耗。本专利技术实施例将两种熔点纤维固结形成的高强度低克重非织造针刺过滤毡与溶液法制备的纳米纤维薄膜的复合。作为支撑体的非织造针刺过滤毡孔隙率高，无法作为过滤介质形式存在。但是非织造针刺过滤毡很好的解决了静电纺丝纳米纤维强度低的问题。经过张力辊的挤压和冷凝辊的急冷却，可增强纳米纤维薄膜层与非织造针刺过滤毡贴合力，进一步避免纳米纤维薄膜层脱落。具体实施方式下面详细介绍本专利技术实施例采用的技术方案。本专利技术实施例提供的一种低阻抗高效能空气过滤材料，包括基层和薄膜层。薄膜层固定连接在基层表面，所述基层为非织造针刺过滤毡，薄膜层为采用静电纺丝工艺多次循环往复喷涂在基层表面的纳米纤维非织造层。该实施例中，通过基层和薄膜层对空气中的粉尘进行过滤。基层的克重为80～150g/㎡，薄膜层克重为3～12g/㎡，空气过滤材料克重≤200克/㎡。这样，相比较现有的克重大于450g/㎡的除尘过滤针刺毡，本申请的空气过滤材料为超低克重的材料。因此，本申请空气过滤材料的过滤效率更高，同时，阻抗更小。上述实施例的空气过滤材料的制备方法，包括：步骤10）将两种不同熔点的纤维投料进入棉箱，拌合均匀，经梳理机梳理成网；经针刺固结后，形成针刺非织造布。其中，步骤10）中，两种不同熔点的纤维是指PET短纤维和PP短纤维。作为优选，所述PET短纤维的厚度为1.5D，PP短纤维的厚度为1.35D，且PET短纤维和1.35D的PP短纤维按照质量比1:1进行混合。步骤20）将针刺非织造布置入烘箱中，利用热风穿透针刺非织造布，并使针刺非织造布处于半熔融状态；然后在输送帘的作用下将针刺非织造布传送至冷轧辊，进行快速冷激定型，形成作为基层的非织造针刺过滤毡。其中，步骤20）中，作为优选，将针刺非织造布按照每分钟3米的速度置入烘箱中。所述热风的温度比熔点较低的纤维的熔点温度低8～12℃。当热风温度设置与熔点温度相当或高于熔点温度时，纤维会发生熔融，所以热风的温度比熔点较低的纤维的熔点温度低8～12℃，针刺非织造布处于半熔融状态时，形态既没有改变，纤维间也容易粘合。基层的克重优选为80～150g/㎡。在输送帘的作用下将针刺非织造布传送至冷轧辊，进行快速冷激定型。在此过程中，受到冷凝作用的低熔点纤维会迅速与高熔点纤维形成固结抱合，因熔融粘合而使纤维网固结，形成低克重状态下能够实现高强度。而经过冷轧辊急冷却可使双组份纤维之间的抱合更加紧密，强度进一步提高，降低了伸长率，使其具备了作为纳米纤维薄膜材料的支撑体形式存在。冷轧辊的作用还使针刺非织造布表面更加平滑，为纳米纤维在其表面均匀的沉降提供了条件。步骤30）将基层用储布架进行卷绕，储布架置于静电纺丝设备前端50～75cm处，将基层作为静电纺丝喷射丝的载体。作为优选，步骤30）中，将基层用储布架按速度2.5m/min进行卷绕。步骤40）利用无针头静电纺丝设备，采用溶液静电纺丝工艺，将纳米纤维喷射至基层表面，纳米纤维沉降至基层表面，经过多次循环往复喷射，在基层表面形成纳米纤维非织造层；将含有纳米纤维非织造层的基层进行挤压和快速冷凝，并经热轧复合，使纳米纤维非织造层与基层嵌合，从而制成空气过滤材料。作为优选，所述步骤40）中，纳米纤维非织造层是由纳米纤维在基层表面叠加2～4层形成。采用溶液静电纺丝工艺中，基层的卷绕速度是2.5m/min。薄膜层克重为3～12g/㎡，空气过滤材料克重≤200克/㎡。将含有纳米纤维非织造层的基层进行挤压，可以通过张力辊实现。经过挤压作用，可以增加纳米纤维在冷凝前与非织造针刺过滤毡中的纤维充分络合。然后经过冷凝辊的急冷却，使纳米纤维薄膜牵伸力得到提高。将覆盖有纳米纤维非织造薄膜的过滤材料通过热轧辊热轧，使纳米纤维非织造薄膜与基层更加牢固的嵌合在一起，避免纳米纤维非织造薄膜从基层表面脱落。上述实施例制备的空气过滤材料，基层的克重为80～150g/㎡。基层为超低克重高强度针刺毡。该基层作为薄膜层的载体，解决了纳米纤维自身的强度问题。传统空气过滤材料是以针刺或水刺法制备的非织造布作为基础的过滤单元，以增加材料克重和致密度来达到高效率，高克重和较大的致密度导致透气性下降，阻力大。为了进一步提高过滤效率，在非织造表面薄膜贴合一层以拉延法制备的PTFE微孔薄膜作为进一步保障措施，使阻力进一步提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低阻抗高效能空气过滤材料，其特征在于，包括基层和薄膜层，薄膜层固定连接在基层表面，所述基层为非织造针刺过滤毡，薄膜层为采用静电纺丝工艺多次循环往复喷涂在基层表面的纳米纤维非织造层。

【技术特征摘要】
1.一种低阻抗高效能空气过滤材料，其特征在于，包括基层和薄膜层，薄膜层固定连接在基层表面，所述基层为非织造针刺过滤毡，薄膜层为采用静电纺丝工艺多次循环往复喷涂在基层表面的纳米纤维非织造层。2.一种低阻抗高效能空气过滤材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：步骤10）将两种不同熔点的纤维投料进入棉箱，拌合均匀，经梳理机梳理成网；经针刺固结后，形成针刺非织造布；步骤20）将针刺非织造布置入烘箱中，利用热风穿透针刺非织造布，并使针刺非织造布处于半熔融状态；然后在输送帘的作用下将针刺非织造布传送至冷轧辊，进行快速冷激定型，形成作为基层的非织造针刺过滤毡；步骤30）将基层用储布架进行卷绕，储布架置于静电纺丝设备前端50～75cm处，将基层作为静电纺丝喷射丝的载体；步骤40）利用无针头静电纺丝设备，采用溶液静电纺丝工艺，将纳米纤维喷射至基层表面，纳米纤维沉降至基层表面，经过多次循环往复喷射，在基层表面形成纳米纤维非织造层；将含有纳米纤维非织造层的基层进行挤压和快速冷凝，并经热轧复合，使纳米纤维非织造层与基层嵌合，从而制成空气过滤材料。3.按照权利要求2所述的低阻抗高效能空气过滤材料的制备方法，其特征在于，所述步骤10）中，两种不同熔点的纤维是指PET短纤维和PP短纤维。4.按照权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王爱民，王润黎，李坤潮，
申请(专利权)人：江苏菲特滤料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32