一种三层复合过滤纸及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种三层复合过滤纸，该复合过滤纸第一层为聚四氟乙烯纤维，第二层为聚丙烯纤维，第三层为超细玻璃纤维。本发明还公开了一种三层复合过滤纸制备方法，其步骤：单层滤纸制备工艺制备第一层，干燥之后放手抄片器，将第二层浆料洒在第一层滤纸表面，真空脱水成形，喷胶处理，双层复合滤纸干燥，洒上第三层浆料覆盖第二层滤纸表面，真空脱水成形，喷胶处理，三层复合滤纸放入干燥器干燥。本发明所制备三层复合过滤纸形成梯度结构材料，三种不同纤维对不同微粒的吸附性不同，具有过滤效率高、纳污容量高、使用寿命长、耐温性能好和应用广泛等优点。
【专利说明】
-种Ξ层复合过滤纸及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种过滤纸制备方法，尤其是设及一种Ξ层复合过滤纸制备方法，属 于过滤材料领域。
【背景技术】
[0002] 随着科技的飞速发展，电力、钢铁、建筑等工业的不断鹏起，在给人们创造了更加 富裕、方便、快捷的生活的同时，环境污染也正在严重威胁着人类的生活和健康，近期空气 污染对人体的伤害尤为明显，大规模雾靈天气屡屡来袭。国家对空气环境质量重视程度的 不断提高，将ΡΜ2.5纳入新的空气质量评价体系。如何利用高效的过滤材料减少空气中有害 气体进入人体或者对排放的有害气体进行有效过滤已迫在眉睫。
[0003] 过滤纸通常W植物纤维、合成纤维和无机纤维等为原料，添加一定的化学助剂，使 用干法或湿法造纸工艺及设备抄造而成。纤维滤料具有易加工、价格低廉、比表面积大、多 孔性和柔软性好等特点，现已成为空气过滤材料的主导产品。
[0004] 玻璃纤维具有高强、耐腐蚀、耐油、耐高溫、光滑憎水、绝缘性好、热导性低和尺寸 稳定不变形，经过浸溃涂层处理后又提高其耐磨等优良特性，它是理想的过滤材料。它与棉 麻相比，更耐高溫和耐腐蚀;与化学纤维相比，强度更高和尺寸更加稳定。尤其是耐高溫、不 着火、不燃烧，更是天然纤维、化学纤维无法比拟的，因此，玻璃纤维过滤纸取得了飞速的发 展。
[0005] 目前玻璃棉拉的生产方法主要分为两种，分别是离屯、法和火焰法。离屯、法玻璃纤 维直径较大、强度低，过滤效果不好。火焰法玻璃棉是将烙融玻璃制成玻璃球、棒或块状物， 使其再次融化，形成一次丝，在胶漉的牵引下送到燃烧室喷出的火焰中，在集棉室出口与粘 结剂混合，沉积到网带上，最后，经过固化炉固化，制成玻璃棉拉。火焰喷吹法生产规模小、 投资少、占地面小等特点，同时，采用火焰喷吹法制备的玻璃纤维直径小，柔性大和强度高 等特点，因此，过滤纸常常选用火焰法制备的超细玻璃纤维。
[0006] 玻璃纤维空气过滤纸是W玻璃纤维原料为主渗配其它纤维或丝，使用化工原材料 赋予特殊性能，利用传统的造纸技术抄造成，作为过滤介质使用的多孔性纸、厚纸乃至纸 板。玻璃纤维纸具有极高的过滤效率、很好的化学稳定性和较低的阻力，成为高效和超高效 空气过滤器的首选材料，适用于各个领域的空气净化的应用。
[0007] 聚四氣乙締纤维俗称氣绝，是W聚四氣乙締为原料，经纺丝或制成薄膜后切割或 原纤化而制得的一种合成纤维。PTFE纤维具有极优异的耐化学腐蚀，除烙融的碱金属外，几 乎不受任何化学试剂腐蚀。它是有机纤维中最难燃烧的纤维之一，在空气中不燃烧，它还具 有不吸潮、不燃烧，对氧和紫外线稳定，优异的耐高低溫性，良好的电绝缘性能，因此可用作 高溫下腐蚀性气体、液体、粉尘、酸、碱雾滴的过滤等。
[000引聚丙締纤维是W丙締聚合得到的等规聚丙締为原料纺制而成的合成纤维，具有低 密度、强度高、弹性好、耐磨和耐腐蚀等优点。烙喷无纺布技术生产的纤维很细(可至0.25μ m)，烙喷布具有较大的比表面积、孔隙小而孔隙率大，故其过滤性、屏蔽性和吸油性等应用 特性是用其他单独工艺生产的无纺布难w具备的，广泛用于医疗卫生、保暖材料、过滤材料 等领域。
[0009] 公开号为104131481 A的中国专利公开了一种玻璃纤维过滤纸，该过滤纸由无碱 玻璃纤维棉、无碱玻璃纤维棉W及粘结胶料制成，其中粘结胶料为丙締酸树脂，氣碳化合物 防水防油剂和Ξ聚氯胺交联剂的混合物。能有效杜绝水分和油滴进入滤纸，降低玻璃纤维 棉表面张力，提高丙締酸树脂和玻璃纤维棉之间的连接力。但是，此单一纤维过滤材料为了 提高精度就要缩小孔径，就会增大过滤阻力，缩短使用寿命;为了减小过滤阻力就会增大孔 径，会降低过滤精度，难W通过调节微观孔隙调节两者平衡关系。
[0010] 公开号为201049262 Y的中国专利公开了一种复合材料空气过滤纸。该复合空气 过滤纸由传统植物纤维过滤层和在其侧面复合的化纤非织造布层构成，并且呈瓦愣状。解 决了传统植物纤维过滤纸存在的有效时间短的问题，滤清率高和过滤速度快等特点。
[0011] 公开号为202969162 U中国专利公开了一种复合过滤纸，包括过滤层，在过滤层的 单面或者双面复W保护层，过滤层采用玻璃纤维制成的高效过滤纸，保护层采用天然或者 合成纤维，保护层和过滤层通过高溫压合为一个整体。本实用新型解决了超细玻璃纤维易 脱落的问题，而且增强了过滤纸的机械强度，使得过滤纸的应用范围更广。上述两个专利都 是采用二次加工的复合方式，生产复杂、成本较高，而且在材料的层与层之间存在明显的界 面，会出现过滤堵塞现象，影响过滤效果。
[0012] 本发明采用超细玻璃纤维、聚四氣乙締纤维和聚丙締纤维单独制备湿纸，Ξ者复 合叠加形成Ξ层复合过滤纸。Ξ层复合过滤纸形成梯度结构材料，内部孔径的连续变化，可 合理调节过滤效率与过滤阻力的关系，达到理想的过滤分离效果。不同纤维对不同微粒的 吸附性不同，可有效进一步提高蓄污能力及过滤精度。此发明制备的Ξ层复合过滤纸过滤 效率高、纳污容量高、使用寿命长、耐溫性能好和应用广泛等优点。
【发明内容】
[0013] 本发明的目的在于:提供一种Ξ层复合过滤纸及其制备方法，该复合过滤纸具有 过滤效率高、过滤阻力低、耐溫性能好等优点，可用作PM2.5的过滤和各个领域的空气净化 的应用。
[0014] 为解决上述问题，提供一种Ξ层复合过滤纸，该过滤纸由超细玻璃纤维、聚四氣乙 締纤维、聚丙締纤维和胶粘剂组成。Ξ层复合过滤纸形成梯度结构材料，内部孔径的连续变 化，可合理调节过滤效率与过滤阻力的关系，达到理想的过滤分离效果。所述的超细玻璃纤 维直径在2~4WI1之间，纤维长度为3~10mm;所述的聚四氣乙締纤维直径在3~扣m之间，纤 维长度为3~15mm;所述的聚丙締纤维直径在3~扣m之间，纤维长度为3~15mm;所述的胶粘 剂为酪醒树脂、环氧树脂、丙締酸树脂和Ξ聚氯胺树脂其中的一种。
[0015] 本发明还提供一种Ξ层复合过滤纸的制备方法，其特征在于包括W下步骤：
[0016] ①按照单层滤纸制备工艺制备第一层，放入干燥器中干燥，再将干燥好的第一层 滤纸重新放入手抄片器中，使滤纸面积刚好覆盖抄片网面;第一层为聚四氣乙締纤维过滤 层，平均孔径20~50μπι，克重60~70g/m2;
[0017] ②将第二层浆料按比例疏解后沿着引流棒缓慢覆盖第一层滤纸表面，再缓慢加水 至适量，轻轻的揽拌数次，真空脱水成形，喷胶处理;第二层为聚丙締纤维过滤层，平均孔径 10 ~30μηι，克重 50 ~60g/m2;
[0018] ③将抄好的双层复合滤纸放入干燥器中干燥，再将干燥好的双层滤纸小屯、的重新 放入手抄片器中，使第一层滤纸贴网面并且滤纸面积刚好覆盖抄片网面；
[0019] ④将第Ξ层浆料按比例疏解后沿着引流棒缓慢覆盖第二层滤纸表面，再缓慢加水 至适量，轻轻的揽拌数次，真空脱水成形，喷胶处理;第Ξ层为超细玻璃纤维过滤层，平均孔 径5~15皿，克重30~50g/m2;
[0020] ⑤将抄好的Ξ层复合滤纸放入干燥器中分段溫度干燥处理;所述的分段干燥处理 分为Ξ段进行，第一段干燥溫度为220~250°C，第二段干燥溫度为260~280°C，第Ξ段溫度 为 220 ~250°C。
[0021] 所述的Ξ层复合过滤纸的厚度为0.5~2.0mm，平均孔径为5~ΙΟμπι，克重为140~ 180g/m2,透气量为150~250mm/s，阻力《500Pa，强度>2000N/m，挺度>1.6mN.m，过滤效率 >99.9%。
[0022] 本发明与现有技术相比，具有W下优点：
[0023] ① Ξ层复合滤纸形成梯度结构材料，内部孔径的连续变化，可合理调节过滤效率 与过滤阻力的关系，达到理想的过滤分离效果。
[0024] ②不同纤维对不同微粒的吸附性不同，可有效进一步提高蓄污能力及过滤精度。
[0025] ③生产工艺中干燥处理分Ξ段进行，通过控制溫度使产品在干燥过程中收缩均 匀。
[0026] ④此发明所制备的Ξ层复合过滤纸过滤效率高、纳污容量高、使用寿命长、耐溫性 能好和应用广泛等优点。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解运些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价 形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
[0028] 实施例1
[0029] 一种Ξ层复合过滤纸，由超细玻璃纤维、聚四氣乙締纤维、聚丙締纤维和胶粘剂组 成，其特征在于所述的Ξ层复合滤纸形成梯度结构材料，内部孔径的连续变化，过滤效率与 过滤阻力的关系平衡，可达到理想的过滤分离效果;所述的超细玻璃纤维直径在3WI1之间， 纤维长度为7mm;所述的聚四氣乙締纤维直径在4皿之间，纤维长度为12mm;所述的聚丙締纤 维直径在4WI1之间，纤维长度为12mm;所述的胶粘剂为酪醒树脂。
[0030] -种Ξ层复合过滤纸的制备方法，其特征在于包括W下步骤：
[0031] ①按照单层滤纸制备工艺制备第一层，放入干燥器中干燥，再将干燥好的第一层 滤纸重新放入手抄片器中，使滤纸面积刚好覆盖抄片网面;第一层为聚四氣乙締纤维过滤 层，平均孔径35皿，克重65g/m2;
[0032] ②将第二层浆料按比例疏解后沿着引流棒缓慢覆盖第一层滤纸表面，再缓慢加水 至适量，轻轻的揽拌数次，真空脱水成形，喷胶处理;第二层为聚丙締纤维过滤层，平均孔径 20μηι，克重 55g/m2;
[0033] ③将抄好的双层复合滤纸放入干燥器中干燥，再将干燥好的双层滤纸小屯、的重新 放入手抄片器中，使第一层滤纸贴网面并且滤纸面积刚好覆盖抄片网面；
[0034] ④将第Ξ层浆料按比例疏解后沿着引流棒缓慢覆盖第二层滤纸表面，再缓慢加水 至适量，轻轻的揽拌数次，真空脱水成形，喷胶处理;第Ξ层为超细玻璃纤维过滤层，平均孔 径10皿，克重40g/m2;
[0035] ⑤将抄好的Ξ层复合滤纸放入干燥器中分段溫度干燥处理;所述的分段干燥处理 分为Ξ段进行，第一段干燥溫度为240°C，第二段干燥溫度为270°C，第Ξ段溫度为230°C。
[0036] 该Ξ层复合过滤纸的各项性能指标如下：
[0037]
[0038] 上述仅为本发明单个【具体实施方式】，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用 此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未 脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对W上实施例所作的任何形式的简单 修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1. 一种三层复合过滤纸，由超细玻璃纤维、聚四氟乙烯纤维、聚丙烯纤维和胶粘剂组 成，其特征在于所述的三层复合滤纸形成梯度结构材料，内部孔径的连续变化，过滤效率与 过滤阻力的关系平衡，可达到理想的过滤分离效果;所述的超细玻璃纤维直径在2~4μπι之 间，纤维长度为3~1 Omm;所述的聚四氟乙稀纤维直径在3~5μηι之间，纤维长度为3~15mm; 所述的聚丙烯纤维直径在3~5μπι之间，纤维长度为3~15mm;所述的胶粘剂为酚醛树脂、环 氧树脂、丙烯酸树脂和三聚氰胺树脂其中的一种。2. -种三层复合过滤纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤： ① 按照单层滤纸制备工艺制备第一层，放入干燥器中干燥，再将干燥好的第一层滤纸 重新放入手抄片器中，使滤纸面积刚好覆盖抄片网面;第一层为聚四氟乙烯纤维过滤层，平 均孔径20~50μπι，克重60~70g/m 2; ② 将第二层浆料按比例疏解后沿着引流棒缓慢覆盖第一层滤纸表面，再缓慢加水至适 量，轻轻的搅拌数次，真空脱水成形，喷胶处理;第二层为聚丙烯纤维过滤层，平均孔径10~ 30ym，克重 50 ~60g/m2; ③ 将抄好的双层复合滤纸放入干燥器中干燥，再将干燥好的双层滤纸小心的重新放入 手抄片器中，使第一层滤纸贴网面并且滤纸面积刚好覆盖抄片网面； ④ 将第三层浆料按比例疏解后沿着引流棒缓慢覆盖第二层滤纸表面，再缓慢加水至适 量，轻轻的搅拌数次，真空脱水成形，喷胶处理;第三层为超细玻璃纤维过滤层，平均孔径5 ~15μηι，克重 30 ~50g/m2; ⑤ 将抄好的三层复合滤纸放入干燥器中分段温度干燥处理;所述的分段干燥处理分为 三段进行，第一段干燥温度为220~250°C，第二段干燥温度为260~280°C，第三段温度为 220 ~250°C。3. 根据权利要求2所述的一种三层复合过滤纸的制备方法，所述的三层复合过滤纸的 厚度为〇. 5~2.0mm，平均孔径为5~ΙΟμπι，克重为140~180g/m2，透气量为150~250mm/s，阻 力<500Pa，强度彡2000N/m，挺度彡1.6mN.m，过滤效率彡99.9%。
【文档编号】D21H27/08GK105970715SQ201610280146
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】陈照峰, 李艳明, 吴操, 李斌斌, 王蕾, 叶信立
【申请人】苏州派欧技术咨询服务有限公司