一种阻燃聚酯型空气过滤纸及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃聚酯型空气过滤纸及其制备方法，利用PET纤维，PET浆粕构建出一个类似植物纤维的结构。PET纤维平均长度尺寸较长，可做为纸张骨架物质，PET浆粕平均长度尺寸短小，且经过原纤化处理，表面附着细小纤维作为填充物质，同时混合浸渍液中丙烯酸树脂作为粘合剂，从而使其与PET纤维交织形成细小致密的网孔结构，提高了过滤精度。另一方面将过滤原纸浸渍于氮磷阻燃树脂复合体系中，氮磷系阻燃剂协同作用，阻燃效率高，同时以丙烯酸树脂为胶液，在纸张表面形成了一层阻燃屏障。在减少阻燃剂添加量时并赋予持久高效的阻燃性能，不仅降低了生产成本同时改善了成纸的综合性能。

Flame retardant polyester air filter paper and preparation method thereof

The invention discloses a flame retardant polyester air filter paper and a preparation method thereof. A structure similar to a plant fiber is constructed by using PET fiber and PET pulp. PET average fiber length size is longer, can be used as paper skeleton material, the average length of PET pulp after short, and fibrillation, attached to the surface of fine fiber as filling material, and mixed acrylic resin impregnation solution as a binder, which with PET fiber woven mesh structure forming small dense, improve the filtering accuracy. On the other hand will filter paper impregnated with nitrogen and phosphorus flame retardant resin composites, nitrogen phosphorus flame retardant synergistic flame retardant high efficiency at the same time, using acrylic resin as adhesive, the paper surface to form a layer of flame retardant barrier. When the amount of flame retardant is added and the flame retardant property is durable and effective, not only the production cost is reduced, but also the comprehensive performance of the paper is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃聚酯型空气过滤纸及其制备方法
本专利技术属于空气过滤纸
，具体涉及一种阻燃聚酯型空气过滤纸及其制备方法。
技术介绍
近年来，空气过滤纸应用十分广泛。常用来制造生产医用卫生口罩、空气净化器和汽车内燃机空气滤清器的核心元件等。通常用于汽车内燃机的空气滤清器，多数都是采用经过树脂浸渍处理的微孔滤纸制成的纸质滤芯，从而可以滤除空气中灰尘、砂粒，减少对缸体的摩擦损耗，同时保证气缸中进入足量、清洁的空气。然而，由于“热气回流”，“气缸回火”等原因引起空气滤清器燃烧，造成车毁人亡的事故频发。究其原因，是因为排气过程中高温高压的气体进入进气歧管，而与进气歧管相连的空气滤清器核心元件是纸质滤芯，属于易燃材料，从而引发空气滤清器的燃烧。另外一个重要原因可能是由于气缸直接吸入了可燃物，引起空气过滤纸的燃烧。因此，对空气过滤纸进行阻燃处理是十分必要的。有关空气过滤纸的阻燃处理大部分研究都集中于利用无机纤维与植物纤维进行配抄，如何在保证纸张强度、过滤精度的同时赋予其阻燃的性能。通过利用煤矸石与粉煤灰纤维高温熔炼喷丝形成耐高温的无机纤维，近而与植物纤维、PVA配抄制备出汽车滤清器滤纸，由于无机纤维刚性强,吸湿变形性小，纸页易形成良好、稳定的网络结构，空隙率高，因此过滤阻力小。但在此汽车滤清过滤纸中并未直接添加阻燃剂，而且纸中含有一定量的植物纤维，造成阻燃性能较差(申请号：CN201410457409.6)；在碱性的条件下，pH为7.5～9.0时，醛与酚摩尔比大于1进行合成缩聚反应，再加入磷酸酯类辅料混合得到热固性树脂，用于汽车工业滤纸的生产制备。通过此专利技术制得的酚醛树脂内含有磷酸系阻燃剂，用于汽车工业滤纸的浸渍阻燃效果良好，但是此类树脂固化时间较长，且含有游离酚、醛，长期吸入会对人体产生危害(申请号：CN201110213947.7)；利用氢氧化钠与二氧化硅反应生成偏硅酸钠，俗称水玻璃。一定条件下，将氢氧化钠溶液喷淋在湿纸上，在其表面反应生成一层薄膜状的水玻璃，从而赋予空气过滤纸阻燃的性能。此专利技术中无需添加阻燃剂却可以使纸张具有阻燃的性能，节约原料，降低了生产成本。然而由于反应条件苛刻，可以在实验室制备，却较难实现工业化的推广(申请号：CN201610511312.8)。上述所列专利以及其他同领域专利均是集中利用部分植物纤维与无机纤维如玻璃纤维进行抄造原纸，辅以大量粘合剂，再浸渍于阻燃剂液，从而制备出阻燃型空气过滤纸。而如何在保证空气过滤纸力学性能与阻燃性能的前提下减少粘合剂和阻燃剂的用量、降低生产成本、克服返卤吸潮、制备生产高效阻燃环保的空气过滤纸等方面目前并没有相关的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种阻燃聚酯型空气过滤纸及其制备方法，以克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术通过将聚酯型的空气过滤纸浸渍于氮磷阻燃树脂复合体系中，从而使空气过滤纸具有耐高温，阻燃的性能，同时阻燃剂混合液中的丙烯酸树脂起到粘合剂的作用，使得固化在空气过滤纸上的阻燃剂不易掉落，另外改善了成纸的力学性能。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种阻燃聚酯型空气过滤纸，以重量份数计，所述的聚酯型空气过滤纸的制备原料包括：骨架物质-PET纤维：30～50份；填充黏结物质-PET浆粕：40～55份；氮磷阻燃树脂复合浸渍液：10～15份。进一步地，所述的PET纤维分子量为18000～25000，熔点为255～264℃，其长度尺寸分布在5～10mm；所述的PET浆粕打浆度为35～50°SR，比表面积为4.0～6.8m2/g，通过30～50目范围内的组分占40～60％，其长度尺寸分布在0.3～1mm。进一步地，所述的氮磷阻燃树脂复合浸渍液是阻燃剂、丙烯酸树脂和去离子水按照以下质量份数比复配而成，阻燃剂：丙烯酸树脂：去离子水＝(2～10)：(5～8)：(82～93)。一种阻燃聚酯型空气过滤纸的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将PET纤维经过疏解分散制得浆料悬浮液A；步骤2：将PET浆粕经过原纤化处理并疏解分散制得浆料悬浮液B，PET浆粕打浆度为35～50°SR；步骤3：将步骤1制得的浆料悬浮液A中绝干纤维量与步骤2制得的浆料悬浮液B中绝干纤维量以质量比(30～50)：(40～55)混合得到混合浆料悬浮液C，并于调浆池稀释混合浆料悬浮液C质量浓度至0.1～0.5％，并调节pH，同时利用搅拌器搅拌使不同组分充分混合并均匀分散；步骤4：将步骤3制得的混合浆料悬浮液C送至斜网纸机上抄造成形得到湿纸，对湿纸进行抽吸脱水，使其含湿率小于40％得到空气过滤纸前体；步骤5：将步骤4制得的空气过滤纸前体直接浸渍于氮磷阻燃树脂复合浸渍液中处理，然后将处理过的空气过滤纸前体于烘缸干燥，再经过划线，压纹工序，得到阻燃聚酯型空气过滤纸。进一步地，步骤1所述的PET纤维分子量为18000～25000，熔点为255～264℃，其长度尺寸分布在5～10mm；步骤2所述的PET浆粕打浆度为35～50°SR，比表面积为4.0～6.8m2/g，通过30～50目范围内的组分占40～60％，其长度尺寸分布在0.3～1mm。进一步地，步骤3中调节pH为5～6，搅拌时间为10～60min，搅拌速度控制在300～2500rpm。进一步地，步骤5所述的氮磷阻燃树脂复合浸渍液是阻燃剂、丙烯酸树脂和去离子水按照以下质量份数比复配而成，阻燃剂：丙烯酸树脂：去离子水＝(2～10)：(5～8)：(82～93)。进一步地，所述阻燃剂为FPK8007。进一步地，步骤5中的浸渍时间为30～180s，所述的丙烯酸树脂可以与水混溶，分子量为2000～10000，相对密度为1.05～1.15g/cm3。进一步地，步骤5中干燥具体为：将处理过的空气过滤纸前体先经160～170℃的高温热风干燥瞬时固化3～8min，再以110～130℃的条件下低温干燥10～15min。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果是：本专利技术采用的聚酯纤维具有热定形性好，裂断强度和弹性模量高，回弹性适中，耐热性好等特点。通常用于汽车滤清器使用的滤纸，需要经过机械反复折叠加工处理。常规玻璃纤维抄造的空气过滤纸，由于玻璃纤维平均尺寸较短、本身发脆等原因抄造出来的滤纸存在脆度高、易折损等问题。而本专利专利技术的聚酯型过滤纸韧性高，可经受反复的机械折叠，适于汽车滤清器的使用。另外PET纤维直挺，粗细均一，长度尺寸较大，可作为过滤纸的骨架物质，加入PET浆粕，由于其主要是由PET纤维高速研磨制得，尺寸较小，并且富含细小纤维，从而可以起到填充物质的作用，同时混合浸渍液中丙烯酸树脂作为粘合剂，这样本专利技术就可以用聚酯纤维拟合出植物纤维的结构。PET浆粕经过原纤化处理，比表面积显著增大，导致其与PET纤维的粘结作用显著增强，从而降低了粘合剂的使用量。由PET纤维与PET浆粕制得的空气过滤纸具有致密的微孔，排列紧密有序的网孔结构致使其具有高效的过滤精度，同时孔隙所占的体积比并没有显著降低，流体的流道并没有受到大的影响，保证了其过滤阻力较小。另外使用氮磷阻燃树脂复合体系浸渍空气过滤纸，不仅提高了过滤纸的强度性能，也同时赋予了其阻燃的特性，进一步扩大了过滤纸的适用范围。本专利技术使用聚酯纤维浸渍于氮磷阻燃树脂复合体系中制得的过滤纸，具有生产工艺简单、成本低廉等特点。将阻燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃聚酯型空气过滤纸，其特征在于，以重量份数计，所述的聚酯型空气过滤纸的制备原料包括：骨架物质‑PET纤维：30～50份；填充黏结物质‑PET浆粕：40～55份；氮磷阻燃树脂复合浸渍液：10～15份。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃聚酯型空气过滤纸，其特征在于，以重量份数计，所述的聚酯型空气过滤纸的制备原料包括：骨架物质-PET纤维：30～50份；填充黏结物质-PET浆粕：40～55份；氮磷阻燃树脂复合浸渍液：10～15份。2.根据权利要求1所述的一种阻燃聚酯型空气过滤纸，其特征在于，所述的PET纤维分子量为18000～25000，熔点为255～264℃，其长度尺寸分布在5～10mm；所述的PET浆粕打浆度为35～50°SR，比表面积为4.0～6.8m2/g，通过30～50目范围内的组分占40～60％，其长度尺寸分布在0.3～1mm。3.根据权利要求1所述的一种阻燃聚酯型空气过滤纸，其特征在于，所述的氮磷阻燃树脂复合浸渍液是阻燃剂、丙烯酸树脂和去离子水按照以下质量份数比复配而成，阻燃剂：丙烯酸树脂：去离子水＝(2～10)：(5～8)：(82～93)。4.一种阻燃聚酯型空气过滤纸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将PET纤维经过疏解分散制得浆料悬浮液A；步骤2：将PET浆粕经过原纤化处理并疏解分散制得浆料悬浮液B，PET浆粕打浆度为35～50°SR；步骤3：将步骤1制得的浆料悬浮液A中绝干纤维量与步骤2制得的浆料悬浮液B中绝干纤维量以质量比(30～50)：(40～55)混合得到混合浆料悬浮液C，并于调浆池稀释混合浆料悬浮液C质量浓度至0.1～0.5％，并调节pH，同时利用搅拌器搅拌使不同组分充分混合并均匀分散；步骤4：将步骤3制得的混合浆料悬浮液C送至斜网纸机上抄造成形得到湿纸，对湿纸进行抽吸脱水，使其含湿率小于40％得到空气过滤纸前体；步骤5：将步骤4制得的空气过滤纸前体直接浸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张美云，马珊珊，杨斌，宋顺喜，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61