一种氧化石墨烯改性酚醛树脂蛛网式导电过滤纸制造技术

本发明专利技术公开了一种氧化石墨烯改性酚醛树脂蛛网式导电过滤纸，其原料成分是由1％～3％的氧化石墨烯、80％～90％的改性酚醛树脂、3％～5％的无机盐、5％～10％的pH调节剂和0.5％～1％的分散剂组成，采用静电纺丝方式进行复合纤维制备，将配比好的原料充分混合搅拌均匀获得氧化石墨烯改性酚醛树脂混合溶剂体系，然后放在强电场中进行静电喷网。本发明专利技术中可以生产出纳米级蛛网式导电纤维纸，具有制备工艺简单，过滤效果好，良好的强度、韧性和导电性能，利用静电吸附作用进一步提高其过滤性，扩大了纤维过滤纸的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化石墨烯改性酚醛树脂蛛网式导电过滤纸
本专利技术专利涉及过滤纸领域，具体涉及一种氧化石墨烯改性酚醛树脂蛛网式导电过滤纸。
技术介绍
大自然中蜘蛛网有很强的功效，它不就具有良好的粘粘性，而且一些蜘蛛网具有很高的强度，一些蜘蛛丝的强度比同等重量的钢丝还要强，弹性也较高，在很多领域都有仿生蜘蛛网的应用。静电喷网纺丝技术已经有一些专利报道和实验室的研究。在静电纺丝工艺过程中，首先使液体表面形成一个电场，电场力作用于液体表面时，将在液体表面产生带电荷的液体射流。液体射流会被带有相反电荷且具有合适电势的物质所吸引而被拉伸。在液体射流被拉伸的过程中，将被干燥和固化，生成纤维。通过液体的冷却、溶剂的蒸发等物理固化或者通过化学固化都可以使被拉伸的液体射流固化和干燥。生成的纤维被一个合适安放的且具有反向电荷的接收装置收集，并可以在需要时从收集装置中将纤维移除，或者可以直接应用于具有反向电荷的目标生成区域。氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料，具有较高的比表面积和表面丰富的官能团。氧化石墨烯复合材料包括聚合物类复合材料以及无机物类复合材料更是具有广泛的应用领域，因此氧化石墨烯的表面改性成为另一个研究重点。过滤纸为一种科学用具，它可以有效的过滤介质，过滤纸已被广泛地用于各个领域。根据组成滤纸的纤维种类不同，过滤纸的性能、用途也不一样，有用于一般场合的普通滤纸，用于高温下的的玻璃纤维滤纸，也有超净用聚丙烯滤纸等。目前的过滤纸产品已有很多，并且其应用范围叶很广泛，但在高效过滤性能的方面还需要进一步研究，而且在某些场所甚至需要具有导电性能的过滤纸，也能利用其静电吸附作用进一步提高其过滤性，因此就如何生产出具有高效过滤性能和具有导电性能的过滤纸产品是当前的一个急需解决和研究的话题。专利号为CN106638154A的中国专利申请了公开了一种低容重耐高温玻璃纤维过滤纸，其特征在于所述的低容重耐高温玻璃纤维过滤纸由25～40份平均直径为0.3～2μm的双组份玻璃纤维和60～75份平均直径为4～8μm的空心玻璃纤维均匀分布构成，容重为1.2～1.8g/cm3，所述的双组份玻璃纤维由两种组分的玻璃原料分别在两个窑炉熔化后形成混合液，再经高温火焰喷吹拉丝形成。该专利技术还公开了一种低容重耐高温玻璃纤维过滤纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)原料准备；(2)分散制浆；(3)湿法成型；(4)抽吸脱水；(5)干燥处理。专利号为CN104562444A的中国专利申请了一种静电喷射纳米蛛网防水透湿膜及其制备方法，特别是涉及一种利用反向气流喷吹辅助成网的静电喷射乳液制备纳米蛛网防水透湿膜的加工技术，具体是：静电喷射过程中，以反向气流在平行于聚合物乳液液滴的喷射方向对液滴进行喷吹，促使液滴在电场中飞行时受力变形形成液膜，进而相分离形成具有稳定六边形网孔结构的二维网状材料。该纳米蛛网防水透湿膜的特点为蛛网覆盖面积为100％、结构完整性好、平均孔径为10～200nm、孔隙率≥80％。该防水透湿膜耐水压≥120kPa，透湿通量≥15000g/m2/d专利号为CN107362701A的中国专利申请了一种可重复利用纳米蛛网空气过滤膜及其制备方法，其为二维超细蛛网膜和一维纳米纤维相互复合形成的多级结构纳米蛛网膜材料；制备方法为：将聚合物溶解于混合溶剂中，加入二价无机盐，搅拌形成均质纺丝溶液；用所得的纺丝溶液进行静电喷网，静电喷射过程中以侧向气流对聚合物射流进行喷吹并在纺丝区间内形成相对湿度梯度场，促进带电小液滴的形成、射流的拉伸细化和溶剂的快速挥发与相分离；经充分干燥后，得到可重复利用纳米蛛网空气过滤膜。该专利技术制备过程简单，滤膜的结构可调控性强，蛛网覆盖率为100％，对2.5μm颗粒物的过滤效率≥99％，阻力压降≤120Pa，容尘量≥40g/m2，清灰后的残留容尘量≤5g/m2，具有良好的可重复利用性。专利号为CN106984201A的中国专利申请了一种纳米蛛网/串珠纤维复合空气过滤膜及其制备方法，过滤膜包括从下而上设置的纳米蛛网接收层、串珠纤维层和纳米蛛网覆盖层；其制备方法为：通过静电喷网技术制备含有二维网状纤维膜和一维纳米纤维的纳米蛛网膜，沉积在接收滚筒的铝箔表面得到纳米蛛网接收层；通过静电纺丝技术制备由连续纳米纤维和分布在其上的直径可达微米尺度的珠粒所组成的串珠纤维，沉积在纳米蛛网接收层表面得到串珠纤维层；通过静电喷网技术制备纳米蛛网膜并沉积在串珠纤维层表面，得到纳米蛛网覆盖层；充分干燥后得到纳米蛛网/串珠纤维复合空气过滤膜。如上述几个专利，均公开了本领域相关的技术产品，但如何更加高标准高效率高质量得到一种具有高效过滤性能和导电性能的蛛网式导电过滤纸是本领域急需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种氧化石墨烯改性酚醛树脂蛛网式导电过滤纸。为了解决上述技术问题，所采用的技术方案是：氧化石墨烯改性酚醛树脂蛛网式导电过滤纸的原料成分是由1％～3％的氧化石墨烯、80％～90％的改性酚醛树脂、3％～5％的无机盐、5％～10％的pH调节剂和0.5％～1％的分散剂组成，采用静电纺丝方式进行复合纤维制备，将配比好的原料充分混合搅拌一定时间，获得均匀度高分散性良好的的氧化石墨烯/改性酚醛树脂混合溶剂体系，然后将氧化石墨烯/改性酚醛树脂混合溶剂体系放在强电场中进行静电喷网，在电场作用下，通过气流引导针头处的液滴，使它受力拉伸变形分裂成带电小液滴，从圆锥尖端延展进而相分离，并在铺有铝箔的滚筒上形成二维网状结构的纳米级纤维网膜，将数层形成的纳米纤维级网膜经复合沉积在一起，放置一段时间后经干燥器干燥处理得到蛛网式导电过滤纸。进一步的，所述的氧化石墨烯为单一原子层的氧化石墨烯薄片，静电喷网纤维的直径在5nm～100nm之间。进一步的，所述的静电喷网过程，采用了不同方向和风速的气流，控制导针尖端液滴的方向，引导静电喷网在铺有铝箔的滚筒上形成特定的二维网状结构。进一步的，所述的pH调节剂为聚丙烯酸，分散剂为有机分散剂聚丙烯酰胺或脂肪酸聚乙二醇酯中的一种，无机盐为氯化钙、氯化钾、氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钾中的任意一种或几种的混合物。进一步的，所述的静电喷网过程中静电喷网过程中的纺丝电压为标准电压，接收距离为10～25cm，纺丝速度为0.1～2mL/h，滚筒转速为20～100r/min，干燥器的温度和时间满足氧化石墨烯/改性酚醛树脂蛛网式导电过滤纸达到规定的标准湿含量。本专利技术所具有的优点：(1)添加氧化石墨烯得到的最终的导电过滤纸具有优异的导电性能，可以利用其静电吸附作用进一步提高其过滤性，也解决了一般纤维过滤纸无法用在导电领域上的难题。(2)添加氧化石墨烯增强了纤维的强度和韧性。(3)采用静电喷网方法制备氧化石墨烯/改性酚醛树脂蛛网式导电过滤纸，工艺操作简单，生产效率高。(4)得到的蛛网式过滤纸具有高效的过滤性能，良好的强韧性(5)蛛网覆盖面积大，孔隙率高于85％，结构完整性好。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。实施例1一种氧化石墨烯改性酚醛树脂蛛网式导电过滤纸，其中氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化石墨烯改性酚醛树脂蛛网式导电过滤纸，其特征在于所述的氧化石墨烯/改性酚醛树脂蛛网式导电过滤纸的原料成分是由1％～3％的氧化石墨烯、80％～90％的改性酚醛树脂、3％～5％的无机盐、5％～10％的pH调节剂和0.5％～1％的分散剂组成，采用静电纺丝方式进行复合纤维制备，将配比好的原料充分混合搅拌一定时间，获得均匀度高分散性良好的的氧化石墨烯/改性酚醛树脂混合溶剂体系，然后将氧化石墨烯/改性酚醛树脂混合溶剂体系放在强电场中进行静电喷网，在电场作用下，通过气流引导针头处的液滴，使它受力拉伸变形分裂成带电小液滴，从圆锥尖端延展进而相分离，并在铺有铝箔的滚筒上形成二维网状结构的纳米级纤维网膜，将数层形成的纳米纤维级网膜经复合沉积在一起，放置一段时间后经干燥器干燥处理得到蛛网式导电过滤纸。

【技术特征摘要】
1.一种氧化石墨烯改性酚醛树脂蛛网式导电过滤纸，其特征在于所述的氧化石墨烯/改性酚醛树脂蛛网式导电过滤纸的原料成分是由1％～3％的氧化石墨烯、80％～90％的改性酚醛树脂、3％～5％的无机盐、5％～10％的pH调节剂和0.5％～1％的分散剂组成，采用静电纺丝方式进行复合纤维制备，将配比好的原料充分混合搅拌一定时间，获得均匀度高分散性良好的的氧化石墨烯/改性酚醛树脂混合溶剂体系，然后将氧化石墨烯/改性酚醛树脂混合溶剂体系放在强电场中进行静电喷网，在电场作用下，通过气流引导针头处的液滴，使它受力拉伸变形分裂成带电小液滴，从圆锥尖端延展进而相分离，并在铺有铝箔的滚筒上形成二维网状结构的纳米级纤维网膜，将数层形成的纳米纤维级网膜经复合沉积在一起，放置一段时间后经干燥器干燥处理得到蛛网式导电过滤纸。2.根据权利要求1所述的一种氧化石墨烯改性酚醛树脂蛛网式导电过滤纸，其特征在于所述的氧化石墨烯为单一原子层的氧化石墨烯薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小波，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：宿迁南航新材料与装备制造研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32