一种全合成纤维F8级空气过滤材料的制备工艺的制作方法

本发明涉及一种空气过滤材料的制备，具体涉及一种合成纤维为基本骨架制备全合成纤维f8级空气过滤材料的工艺。

背景技术：

雾霾，常见于城市，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。高密度人口的经济及社会活动必然会排放大量细颗粒物(pm2.5)，一旦排放超过大气循环能力和承载度，细颗粒物浓度将持续积聚，此时如果受静稳天气等影响，极易出现大范围的雾霾。雾霾对钢筋铁骨的工业系统会产生不利影响，例如，在发动机系统中，对于雾霾来说，进气歧管上的普通空气滤清器根本起不到任何作用，车子在雾霾里跑(只要发动机启动了)，雾霾颗粒就会肆无忌弹地大批涌入发动机燃烧室内。而且由于雾霾颗粒都是工业，特别是矿产工业产物，颗粒非常锋利，而且无法被普通的高温融化。这些大量的雾霾颗粒在进入了发动机气缸之后，会堆积在整个燃烧室的任何地方，在活塞高速上下运转时，在活塞和汽缸壁之间堆积着的大量雾霾颗粒，实际上就等于一个高速砂轮机，不断对气缸壁造成机械损伤。

现有的空气滤清器由植物纤维空气过滤材料制成，近5年的应用案例调查中显示出了大量的问题：1.植物纤维为表面亲水物质，且为中空结构，在雾霾天湿度较大的情况下，植物纤维吸湿润张，导致纤维直径变粗，从而孔隙率变小，导致透气性能降低，阻力上升明显；2.普通植物纤维直径一般在20μm左右，制备的空气过滤材料一般在m5-m6级别，效率较低，大量灰尘进入到发动机内部及后处理系统，会导致大面积的发动机磨损以及后处理堵塞的问题；3.在潮湿及液体污染物存在的情况下，植物纤维吸湿不但润胀，也会发生变长的现象，导致滤清器滤心变形严重，内部并折严重，严重影响使用寿命；4.通过大量使用寿命较短的滤芯分析，液体污染物和固体污染物混合作用导致滤材失效也是重要的原因之一。二者的相互作用像“糊泥”一样粘附在植物纤维上，导致难以灰尘难以反吹下来，可反吹清洗的次数减少，寿命降低。

因此，目前国内空滤材料还停留在传统的木浆纤维水平，产品过滤效率低，阻力大，使用寿命短，而且由于上下游产业链沟通不畅、设计手段缺乏致使产品升级困难。同时国外空气过滤产品由于其按照欧美工况设计，在中国严重雾霾的环境下表现出严重的“水土不服”，因为其技术封锁，国内先进产品生产工艺及技术发展十分缓慢。故为应对现有的使用工况环境，急需一款高效率，耐水汽、酸、油等液体污染物的空气过滤材料，全合成纤维空滤材料的研制迫在眉睫。

技术实现要素：

本发明的目的是，针对上述现有技术的不足，提供一种高效率、高抗湿性的以合成纤维为基材的全合成纤维f8级空气过滤材料的制备工艺。

为达上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种全合成纤维f8级空气过滤材料的制备工艺，该工艺步骤如下：

a.按重量比取原料：(1.3-1.7)d×6mm的合成纤维25-35％、(0.6-0.8)d×6mm的合成纤维50-60％及超细纤维12-18％，三组分之和为100％，于原料中加入20-30倍原料重量的ph值为2.6-3.2的水，混合，搅拌分散成浆，并保证浆料的ph值为2.5-3.0；

b.将浆料按现有湿法造纸成型方法制成滤材；

c.将滤材以35-45m/min的送纸速度依次通过三组烘缸，三组烘缸内的蒸汽温度依次为90℃-110℃、115℃-125℃、125℃-145℃，以对滤材进行干燥，使干燥后的滤材含水量小于5％；

d.将丙烯酸树脂液涂布于干燥后的滤材两面；

e.将涂布丙烯酸树脂液的滤材以35-45m/min的送纸速度依次通过二组烘缸，二组烘缸内的蒸汽温度依次为90℃-110℃、120℃-140℃，以对滤材进行干燥，使干燥后的滤材含水量小于5％。

上述步骤d中丙烯酸树脂液按重量份由丙烯酸树脂1份及水2份混合，搅拌而成。

较佳的，上述步骤a中的超细纤维选用玻璃棉。

较佳的，上述步骤c中三组烘缸内的蒸汽温度依次为100℃、120℃、135℃。

较佳的，上述步骤e中二组烘缸内的蒸汽温度依次为100℃、130℃。

本发明的全合成纤维产品由于其基材为合成纤维，不存在纤维吸水润张的反应，故其在雾霾环境下可以有效地保持滤材结构的完整性，在通过添加超细纤维的方式保证材料的过滤精度便可同步实现材料的高效率和高抗湿性。但是，本发明的原料中含有超细纤维和尺寸较小的合成纤维，在疏解分散过程中容易产生气泡、难分散、絮聚等问题，本方法在湿法造纸成型方法之前先于原料中加入酸性较强的水进行分散打浆处理，使原料在湿法造纸成型过程中浓度超低(小于0.05％)，使材料实现在制备过程中不发生絮聚现象；另一方面，合成纤维在制备过程易发生断裂、结合强度差，本方法采用丙烯酸树脂液对成型干燥后的滤材进行涂布，同时在原料中增加双熔点合成纤维来增强滤纸强度。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：1.全合成纤维为实心结构，抗湿性能更好，在潮湿天气中不会有任何形状的变化，作为材料不会导致空隙减少、滤材的变形，因此在雾霾天气中不会出现阻力上升明显、滤清器变形的现象；2.合成纤维原料中含有低直径的纤维，应用的合成纤维主体为6μm左右，同时含有大量的小于1um的超细纤维，相对植物纤维20μm直径，可提供较大的比表面积、孔隙率及较小的孔径，过滤效率明显提升；3.合成纤维表面为光滑结构，相对植物纤维更容易进行反吹清理，使用寿命相对延长。

本发明方法制得的f8级空气过滤材料产品具高效率和高抗湿性，该产品的研发能够有效地应对中国长期持续性的雾霾天气，实现对工业系统内部组件的保护，降低应雾霾造成的损失，并填补国内过滤器行业全合成纤维空滤材料产品的空白，解决我国雾霾环境下空气过滤用关键材料的问题，有力推动我国过滤与分离行业的发展。

附图说明

图1为本发明产品制成的滤清器使用前后照片图。

其中：左图为使用前照片，右图为使用后照片。

图2为现有传统植物纤维f8过滤材料制成的滤清器使用前后照片图。

其中：左图为使用前照片，右图为使用后照片。

具体实施方式

实施例1

按重量比取原料：(1.3-1.7)d×6mm的合成纤维25％、(0.6-0.8)d×6mm的合成纤维60％及玻璃棉15％，于原料中加入20倍原料重量的ph值为2.6的水，混合，搅拌成浆，并保证浆料的ph值为2.5；将浆料按现有湿法造纸成型方法制成滤材；将滤材以35m/min的送纸速度依次通过三组烘缸，三组烘缸内的蒸汽温度依次为90℃-110℃、115℃-125℃、125℃-145℃，以对滤材进行干燥，使干燥后的滤材含水量小于5％；将丙烯酸树脂液(按重量份由丙烯酸树脂1份及水2份组成)涂布于干燥后的滤材两面，再以35m/min的送纸速度依次通过二组烘缸，二组烘缸内的蒸汽温度依次为90℃-110℃、120℃-140℃，以对滤材进行干燥，使干燥后的滤材含水量小于5％，即得本发明的全合成纤维f8级空气过滤材料。

实施例2

按重量比取原料：(1.3-1.7)d×6mm的合成纤维35％、(0.6-0.8)d×6mm的合成纤维53％及玻璃棉12％，于原料中加入30倍原料重量的ph值为3.2的水，混合，搅拌成浆，并保证浆料的ph值为3.0；将浆料按现有湿法造纸成型方法制成滤材；将滤材以45m/min的送纸速度依次通过三组烘缸，三组烘缸内的蒸汽温度依次为90℃-110℃、115℃-125℃、125℃-145℃，以对滤材进行干燥，使干燥后的滤材含水量小于5％；将丙烯酸树脂液(按重量份由丙烯酸树脂1份及水2份组成)涂布于干燥后的滤材两面，再以45m/min的送纸速度依次通过二组烘缸，二组烘缸内的蒸汽温度依次为90℃-110℃、120℃-140℃，以对滤材进行干燥，使干燥后的滤材含水量小于5％，即得本发明的全合成纤维f8级空气过滤材料。

实施例3

按重量比取原料：(1.3-1.7)d×6mm的合成纤维32％、(0.6-0.8)d×6mm的合成纤维50％及玻璃棉18％，于原料中加入25倍原料重量的ph值为3.0的水，混合，搅拌成浆，并保证浆料的ph值为2.8；将浆料按现有湿法造纸成型方法制成滤材；将滤材以40m/min的送纸速度依次通过三组烘缸，三组烘缸内的蒸汽温度依次为90℃-110℃、115℃-125℃、125℃-145℃，以对滤材进行干燥，使干燥后的滤材含水量小于5％；将丙烯酸树脂液(按重量份由丙烯酸树脂1份及水2份组成)涂布于干燥后的滤材两面，再以40m/min的送纸速度依次通过二组烘缸，二组烘缸内的蒸汽温度依次为90℃-110℃、120℃-140℃，以对滤材进行干燥，使干燥后的滤材含水量小于5％，即得本发明的全合成纤维f8级空气过滤材料。

实施例4

1.本产品的性能参数

本发明产品的技术指标参数见下表1，为f8级空气过滤材料，与现有传统的植物纤维f8空气滤材(含5％左右的合成纤维)相比，结合参见下表1，可知：现有传统植物纤维f8级空气过滤材料，耐破度明显低于本产品，尤其是湿耐破度，本发明产品的变化不大，而植物纤维材料湿耐破下降明显，表明本产品全合成纤维f8级空气过滤材料的抗湿性能明显优于现有传统植物纤维f8空气过滤材料，使用抗湿变形明显提高，能大大延长滤清器使用寿命及在恶劣环境的应用问题。

表1本发明产品参数与现有传统同等滤材对比表

2.使用效果

本发明产品全合成纤维f8级空气过滤材料制成的滤清器在使用10万公里后，参见图1，使用后滤清器的滤芯未发生变形；现有传统植物纤维f8级空气过滤材料制成的滤清器在使用2万公里后，参见图2，滤清器的滤芯变形严重。从图1及图2可知：现有传统植物纤维f8级空气过滤材料制成的滤清器，使用寿命远远低于本发明全合成纤维f8级空气过滤材料滤清器，且全合成纤维f8级空气滤清器无变形，能保持原有形状，使用寿命大大延长。