空气过滤用介质制造技术

本发明专利技术公开了一种空气过滤用介质，所述空气过滤用介质为克重介于15克/立方米到50克/立方米之间的聚合物纤维膜。本发明专利技术所述空气过滤用介质，具有孔径小、孔隙率高和纤维均一性好的特点，在对粉尘进行高效过滤的同时也能对油性颗粒进行有效过滤，在气体过滤以及个体防护等领域表现出巨大的潜在应用优势。

Medium for air filtration

【技术实现步骤摘要】
空气过滤用介质
本专利技术涉及空气过滤用介质。
技术介绍
空气是人类生存的必要条件。对于维持人体正常的生命机能来说，我们每天需要大约1.5kg的食物和2kg的水，却需要高达12kg的空气才能满足基本生存的需求；对于保障人类社会正常生产来说，医疗卫生、高精密电子设备、食品无菌包装等领域生产活动的高效运行与空气洁净程度息息相关。但近年来，我国空气污染形势日益严峻，尤其是空气中的PM2.5(空气动力学直径在2.5μm以下的细颗粒物，也被称为细颗粒物)给人体健康和生产生活带来巨大危害。根据世界卫生组织发布的“2016年全球城市污染数据”显示，在PM2.5平均浓度由高到低排名前100的城市中，我国城市占据了30％。此外，国际经济合作与发展组织研究发现，仅2010年，雾霾污染给我国造成的经济损失高达1.4万亿美元。申请号201680044092.0的专利技术公开了一种可变效率过滤介质。该可变效率过滤介质是由至少两种不同类型的过滤介质形成的复合介质，例如标准效率介质和高效介质。可变效率过滤介质具有至少两个不同的效率等级。不同的效率等级可以分布在不同的区域。标准效率介质和高效介质的过滤介质类型可以是纺丝介质、熔喷介质、纳米纤维介质、微玻璃介质、纤维素介质、粗梳短纤维介质等。可变效率过滤介质可以通过气流成网或湿法成网工艺中的任何一种来生产。申请号201280007638.7的专利技术披露了具有单一层的一种高蓬松度过滤介质和单一层的一种低蓬松度过滤介质的过滤介质包，该过滤介质包的特征在于不存在添加到该过滤介质包中的油，该过滤介质包能够在介于约(100)英尺/分钟与(3000)英尺/分钟之间的空气流的流速下以大于94％的效率从一个空气流过滤空气负载的微粒。还披露了由该过滤介质包形成的过滤器组合件和使用这些过滤器组合件的方法。申请号201280073229.7的专利技术涉及空气过滤用过滤介质。所述过滤介质包含多孔膜层和具有下游表面和上游表面的预过滤层，其中所述预过滤层被布置成具有邻近所述多孔膜层的上游侧的所述下游表面。所述预过滤层包含具有玻璃纤维和合成纤维的混合物的湿法铺设的复合材料介质。本专利技术还涉及过滤介质在燃气涡轮中的用途。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种空气过滤用介质，具有孔径小、孔隙率高和纤维均一性好的特点，在对粉尘进行高效过滤的同时也能对油性颗粒进行有效过滤。本专利技术公开一种空气过滤用介质，所述空气过滤用介质为克重介于15克/立方米到50克/立方米之间的聚合物纤维膜。本专利技术中的聚合物纤维膜以聚丙烯腈和聚氨酯作为高分子基体，主要是出于以下考虑：聚丙烯腈是由丙烯腈单体经自由基聚合反应而得到的聚合物，大分子链中的结构一般以头尾的方式相互连接，其化学稳定性好，不易水解，抗氧化，耐溶剂，耐候性和耐日晒性好，且能够有效阻止气体的渗透；聚氨酯是一类分子链中含有氨基甲酸酯基团的聚合物材料且软段和硬段相间的嵌段聚合物，硬相不溶于软相且形成一种不连续的微相结构，在软段中起物理交联点作用，其中微相分离的存在赋予了聚氨酯独特的特性，使得它具有良好的机械强度，如较高的弹性、拉伸强度、撕裂强度、耐磨损性、吸收冲击性能以及耐油、耐臭氧、耐热、耐水解等诸多特性。作为本专利技术优选的技术方案之一，所述聚合物纤维膜为聚丙烯腈/聚氨酯纤维膜，通过以下方法制备：(1)称取聚丙烯腈2～5g和聚氨酯0.3～0.6g，然后加入到25～100gN,N-二甲基甲酰胺中，在恒温搅拌器上搅拌12～24小时，得到均一溶液；(2)吸取步骤(1)得到的均一溶液，采用静电纺丝装置进行纺丝，获得纤维膜；将纤维膜放置于真空干燥烘箱内真空干燥，得到所述聚丙烯腈/聚氨酯纤维膜。作为本专利技术优选的技术方案之二，所述聚合物纤维膜为聚丙烯腈/氟改性聚氨酯纤维膜，通过以下方法制备：(1)称取聚丙烯腈2～5g和氟改性聚氨酯0.3～0.6g，然后加入到25～100gN,N-二甲基甲酰胺中，在恒温搅拌器上搅拌12～24小时，得到均一溶液；(2)吸取步骤(1)得到的均一溶液，采用静电纺丝装置进行纺丝，获得纤维膜；将纤维膜放置于真空干燥烘箱内真空干燥，得到所述聚丙烯腈/氟改性聚氨酯纤维膜。作为本专利技术优选的技术方案之三，所述聚合物纤维膜为聚丙烯腈/氟改性聚氨酯/水性聚氨酯纤维膜，通过以下方法制备：(1)称取聚丙烯腈2～5g、氟改性聚氨酯0.3～0.6g和水性聚氨酯0.3～0.6g，然后加入到25～100gN,N-二甲基甲酰胺中，在恒温搅拌器上搅拌12～24小时，得到均一溶液；(2)吸取步骤(1)得到的均一溶液，采用静电纺丝装置进行纺丝，获得纤维膜；将纤维膜放置于真空干燥烘箱内真空干燥，得到所述聚丙烯腈/氟改性聚氨酯/水性聚氨酯纤维膜。作为本专利技术优选的技术方案之四，所述聚合物纤维膜为聚丙烯腈/氟改性聚氨酯/水性聚氨酯/甲基硅油纤维膜，通过以下方法制备：(1)称取聚丙烯腈2～5g、氟改性聚氨酯0.3～0.6g和水性聚氨酯0.3～0.6g，然后加入到25～100gN,N-二甲基甲酰胺中，在恒温搅拌器上搅拌12～24小时，随后加入3～6g甲基含氢硅油，在恒温搅拌器上搅拌12～24小时，得到均一溶液；(2)吸取步骤(1)得到的均一溶液，采用静电纺丝装置进行纺丝，获得纤维膜；将纤维膜放置于真空干燥烘箱内真空干燥，得到所述聚丙烯腈/氟改性聚氨酯/水性聚氨酯纤维膜。作为本专利技术优选的技术方案之五，所述聚合物纤维膜为掺杂无机材料的聚丙烯腈/氟改性聚氨酯/水性聚氨酯/甲基硅油纤维膜，通过以下方法制备：(1)称取聚丙烯腈2～5g、氟改性聚氨酯0.3～0.6g和水性聚氨酯0.3～0.6g，然后加入到25～100gN,N-二甲基甲酰胺中，在恒温搅拌器上搅拌12～24小时，随后加入3～6g甲基含氢硅油，在恒温搅拌器上搅拌12～24小时，得到均一溶液；向均一溶液中加入均一溶液重量0.5～2％的无机材料，超声分散20～30分钟，获得纺丝液；(2)吸取步骤(1)得到的纺丝液，采用静电纺丝装置进行纺丝，获得纤维膜；将纤维膜放置于真空干燥烘箱内真空干燥，得到所述聚丙烯腈/氟改性聚氨酯/水性聚氨酯/甲基硅油纤维膜。在上述技术方案中，所述氟改性聚氨酯的合成步骤如下：将4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯25～50g和N,N-二甲基甲酰胺20～40g投入反应釜中，加热至45～50℃，搅拌2～5分钟；将2-全氟辛基乙基醇15～30g和N,N-二甲基甲酰胺15～30g混合，加热至70～80℃，得到混合液A；将混合液A加入到反应釜中，加入过程中保持体系温度为50～55℃；加入完毕后，于50～55℃保温反应1～2小时；将聚四氢呋喃醚二醇15～30g加入到反应釜中，升温至58～60℃，于58～60℃保温反应1～2小时；继续将三乙二醇4～8g加入到反应釜中，升温至65～68℃，于65～68℃反应1～2小时；将2-全氟辛基乙基醇4～9g和N,N-二甲基甲酰胺4～9g混合，加热至75～80℃，得到混合液B；将混合液B加入反应釜中，加热至70～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.空气过滤用介质，其特征在于，所述空气过滤用介质为克重介于15克/立方米到50克/立方米之间的聚合物纤维膜。/n

【技术特征摘要】
1.空气过滤用介质，其特征在于，所述空气过滤用介质为克重介于15克/立方米到50克/立方米之间的聚合物纤维膜。


2.根据权利要求1所述的空气过滤用介质，其特征在于，所述聚合物纤维膜为聚丙烯腈/聚氨酯纤维膜，通过以下方法制备：
(1)称取聚丙烯腈2～5g和聚氨酯0.3～0.6g，然后加入到25～100gN,N-二甲基甲酰胺中，在恒温搅拌器上搅拌12～24小时，得到均一溶液；
(2)吸取步骤(1)得到的均一溶液，采用静电纺丝装置进行纺丝，获得纤维膜；将纤维膜放置于真空干燥烘箱内真空干燥，得到所述聚丙烯腈/聚氨酯纤维膜。


3.根据权利要求1所述的空气过滤用介质，其特征在于，所述聚合物纤维膜为聚丙烯腈/氟改性聚氨酯纤维膜，通过以下方法制备：
(1)称取聚丙烯腈2～5g和氟改性聚氨酯0.3～0.6g，然后加入到25～100gN,N-二甲基甲酰胺中，在恒温搅拌器上搅拌12～24小时，得到均一溶液；
(2)吸取步骤(1)得到的均一溶液，采用静电纺丝装置进行纺丝，获得纤维膜；将纤维膜放置于真空干燥烘箱内真空干燥，得到所述聚丙烯腈/氟改性聚氨酯纤维膜。


4.根据权利要求3所述的空气过滤用介质，其特征在于，所述氟改性聚氨酯的合成步骤如下：将4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯25～50g和N,N-二甲基甲酰胺20～40g投入反应釜中，加热至45～50℃，搅拌2～5分钟；将2-全氟辛基乙基醇15～30g和N,N-二甲基甲酰胺15～30g混合，加热至70～80℃，得到混合液A；将混合液A加入到反应釜中，加入过程中保持体系温度为50～55℃；加入完毕后，于50～55℃保温反应1～2小时；将聚四氢呋喃醚二醇15～30g加入到反应釜中，升温至58～60℃，于58～60℃保温反应1～2小时；继续将三乙二醇4～8g加入到反应釜中，升温至65～68℃，于65～68℃反应1～2小时；将2-全氟辛基乙基醇4～9g和N,N-二甲基甲酰胺4～9g混合，加热至75～80℃，得到混合液B；将混合液B加入反应釜中，加热至70～75℃，于70～75℃保温反应1～2小时；终止反应，将反应获得的混合物真空干燥，得到所述氟改性聚氨酯。


5.根据权利要求1所述的空气过滤用介质，其特征在于，所述聚合物纤维膜为聚丙烯腈/氟改性聚氨酯/水性聚氨酯纤维膜，通过以下方法制备：
(1)称取聚丙烯腈2～5g、氟改性聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵静，
申请(专利权)人：赵静，
类型：发明
国别省市：湖北;42