一种阻燃抗菌复合空气滤纸的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种阻燃抗菌复合空气滤纸的制备方法，属于空气过滤材料技术领域。本发明针对目前阻燃空气滤纸中的阻燃剂阻燃效率低，加入量大，导致滤纸力学性能下降，阻燃效果不能持久，会有返卤吸潮的现象产生，造成环境污染，同时滤纸表面易黏附细菌，造成二次污染的问题，本发明通过急速冷却混合壳聚糖、淀粉，将其与正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷进行接枝反应，以壳聚糖为抑菌物，再将反应物接枝淀粉，增加阻燃性，再通过添加海泡石增加强度的同时，进一步提高阻燃性能，再通过与无碱玻璃微纤维、竹浆等混合造纸，再通过浸渍液浸渍，进行表面改性，添加桧柏油、多巴胺提高抗菌性，从而制备得阻燃抗菌复合空气滤纸。
【专利说明】
一种阻燃抗菌复合空气滤纸的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种阻燃抗菌复合空气滤纸的制备方法，属于空气过滤材料技术领域。
【背景技术】
[0002]空气滤纸作为空气过滤器滤芯的关键组成部分，其性能决定了空气过滤器的使用效果。随着医药、医疗卫生、电子等行业对厂房洁净度的要求越来越高，对空气过滤器提出了更高的要求。尤其是食品、制药等生产环节要求的超洁净烘箱或高温空气净化设备和系统，其最高工作温度达到350°C，因此对滤纸的耐温性提出了更高的要求。目前国内外在温度较高的环境中使用较多的是纯玻璃微纤维滤纸，这种滤纸不含粘结剂，国内外大多数滤纸生产厂家均可生产，这种不含粘结剂的过滤纸(有隔板)存在强度低的缺点，不利于机械化生产，且体积重量较大，易泄漏等缺点。
[0003]阻燃空气滤纸是用来制作空气滤清器中的纸质滤芯，这种纸质滤芯是空气滤清器中的关键性部件，决定着空气滤清器的性能。既要有好的过滤效率，又要有好的阻燃性能。目前国内市场上该类产品多使用添加型阻燃剂，该类阻燃剂有两大缺点，其一是阻燃效率低，加入的量一般都较大，从而导致滤纸力学性能下降，其二是阻燃效果不能持久，会有返卤吸潮的现象产生，造成环境污染。采用空气滤纸过滤时，细菌、病毒和微生物等都黏附在空气滤纸的表面，滤纸所处的适宜温、湿度就为细菌的繁殖提供了很好的环境，细菌有可能大量繁殖，一旦细菌大量繁殖就会造成二次污染。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题:针对目前阻燃空气滤纸中的阻燃剂阻燃效率低，加入量大，导致滤纸力学性能下降，阻燃效果不能持久，会有返卤吸潮的现象产生，造成环境污染，同时滤纸表面易黏附细菌，造成二次污染的问题，本发明通过急速冷却混合壳聚糖、淀粉，将其与正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷进行接枝反应，以壳聚糖为抑菌物，再将反应物接枝淀粉，增加阻燃性，再通过添加海泡石增加强度的同时，进一步提高阻燃性能，再通过与无碱玻璃微纤维、竹浆等混合造纸，再通过浸渍液浸渍，进行表面改性，添加桧柏油、多巴胺提高抗菌性，从而制备得阻燃抗菌复合空气滤纸。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)按固液比1:3，取壳聚糖放入质量分数为20%的盐酸溶液中，并向其中加入壳聚糖质量I?3%的玉米淀粉，并置于超声振荡器中在26?28KHz下振荡20?30min，再加入盐酸溶液体积30?40 %的无水乙醇，搅拌均匀后放入液氮速冻机中，设定温度为-15?-1O 0C，冷冻3?5min;
(2)在上述冷冻结束后，按质量比6:4:1取冷冻物、正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷放入高压反应釜中，升温至70?80°C，预热20?30min，使用质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH至8.0?8.5，升温至120?130 °C，以160r/min搅拌反应3?4h，自然冷却至室温，出料并过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣直至冲洗液pH至中性；
(3)在上述冲洗过后，将滤渣与其质量5?7%的海泡石放入碾磨机中进行研磨，过200目筛，按重量份数计，取50?55份无碱玻璃微纤维、35?40份竹浆、18?24份过筛所得的颗粒及40?50份质量分数为质量分数为4%的盐酸溶液放入打浆机中进行打浆，打浆至25?32°SR；
(4)将上述浆料与其质量0.6?1.2%的聚醋酸乙烯酯，搅拌均匀，再加入水调浆至固含量为3?4%，随后将调好的浆料以0.6?1.2cm/s的速度通过压纸机成型，压力设定为13?22MPa；
(5)将上述压制成型后的滤纸原纸以2.4?2.8m/s通过浸渍槽，使浸渍均匀涂布于滤纸，随后再将其置于真空干燥箱，设定温度为45?50°C，真空度为0.05?0.06MPa，干燥6?Sh，即可得到阻燃抗菌复合空气滤纸。
[0006]所述的步骤(5)中浸渍液为按重量份数计，取40?50份聚氨酯树脂、22?24份苯丙乳液、8?16份桧柏油及I?2份多巴胺放入反应爸中于80?85 °C下搅拌4?6h，再冷却至室温，即可得浸渍液。
[0007]经检测本发明所得的空气滤纸耐磨度为312?330kPa，抗张强度为0.68?0.82KN/m，抗菌性能达99.8%以上，过滤效率达98.9%以上，LOI值为41.8?46.2，平均孔径为28?34μπι0
[0008]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)本发明制备的空气滤纸通过以内部壳聚糖、外部桧柏油为抗菌物质，抗菌效果显著，以硅类物质、海泡石等天然物作为阻燃剂，不会对人体及环境造成伤害及污染，制备过程简便易操作；
(2)本发明所得的空气滤纸抗菌性能达99.8%以上，过滤效率达98.9 %以上。
【具体实施方式】
[0009]按固液比1:3，取壳聚糖放入质量分数为20%的盐酸溶液中，并向其中加入壳聚糖质量I?3%的玉米淀粉，并置于超声振荡器中在26?28ΚΗζ下振荡20?30min，再加入盐酸溶液体积30?40 %的无水乙醇，搅拌均匀后放入液氮速冻机中，设定温度为-1O?-15 0C，冷冻3?5min;在上述冷冻结束后，按质量比6:4:1取冷冻物、正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷放入高压反应釜中，升温至70?80°C，预热20?30min，使用质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH至8.0?8.5，升温至120?130°C，以160r/min搅拌反应3?4h，自然冷却至室温，出料并过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣直至冲洗液pH至中性;在上述冲洗过后，将滤渣与其质量5?7 %的海泡石放入碾磨机中进行研磨，过200目筛，按重量份数计，取50?55份无碱玻璃微纤维、35?40份竹浆、18?24份过筛所得的颗粒及40?50份质量分数为质量分数为4%的盐酸溶液放入打浆机中进行打浆，打浆至25?32°SR;将上述浆料与其质量0.6?1.2%的聚醋酸乙烯酯，搅拌均匀，再加入水调浆至固含量为3?4%，随后将调好的浆料以0.6?1.2cm/s的速度通过压纸机成型，压力设定为13?22MPa;将上述压制成型后的滤纸原纸以2.4?2.8m/s通过浸渍槽，使浸渍均匀涂布于滤纸，随后再将其置于真空干燥箱，设定温度为45?50°C，真空度为0.05?0.06MPa，干燥6?8h，即可得到阻燃抗菌复合空气滤纸。所述的中浸渍液为按重量份数计，取40?50份聚氨酯树脂、22?24份苯丙乳液、8?16份桧柏油及I?2份多巴胺放入反应釜中于80?85 °C下搅拌4?6h，再冷却至室温，即可得浸渍液。
[0010]实例I
按固液比1:3，取壳聚糖放入质量分数为20%的盐酸溶液中，并向其中加入壳聚糖质量2%的玉米淀粉，并置于超声振荡器中在27KHz下振荡25min，再加入盐酸溶液体积35%的无水乙醇，搅拌均匀后放入液氮速冻机中，设定温度为-13°C，冷冻4min;在上述冷冻结束后，按质量比6:4:1取冷冻物、正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷放入高压反应釜中，升温至75°C，预热25min，使用质量分数为30 %的氢氧化钠溶液调节pH至8.0，升温至125°C，以160r/min搅拌反应3h，自然冷却至室温，出料并过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣直至冲洗液pH至中性;在上述冲洗过后，将滤渣与其质量6%的海泡石放入碾磨机中进行研磨，过200目筛，按重量份数计，取52份无碱玻璃微纤维、38份竹浆、20份过筛所得的颗粒及45份质量分数为质量分数为4%的盐酸溶液放入打浆机中进行打浆，打浆至
28°SR;将上述浆料与其质量0.8%的聚醋酸乙烯酯，搅拌均匀，再加入水调浆至固含量为3.5%，随后将调好的浆料以0.9cm/s的速度通过压纸机成型，压力设定为20MPa;将上述压制成型后的滤纸原纸以2.6m/s通过浸渍槽，使浸渍均匀涂布于滤纸，随后再将其置于真空干燥箱，设定温度为48°C，真空度为0.05MPa，干燥7h，即可得到阻燃抗菌复合空气滤纸。所述的中浸渍液为按重量份数计，取45份聚氨酯树脂、23份苯丙乳液、12份桧柏油及I份多巴胺放入反应釜中于82 °C下搅拌5h，再冷却至室温，即可得浸渍液。
[0011]经检测本发明所得的空气滤纸耐磨度为312kPa，抗张强度为0.68KN/m，抗菌性能达99.9%,过滤效率达99.1%, LOI值为41.8，平均孔径为28μπι。
[0012]实例2
按固液比1:3，取壳聚糖放入质量分数为20%的盐酸溶液中，并向其中加入壳聚糖质量3%的玉米淀粉，并置于超声振荡器中在28ΚΗζ下振荡30min，再加入盐酸溶液体积40%的无水乙醇，搅拌均匀后放入液氮速冻机中，设定温度为-15°C，冷冻5min;在上述冷冻结束后，按质量比6:4:1取冷冻物、正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷放入高压反应釜中，升温至80°C，预热30min，使用质量分数为30 %的氢氧化钠溶液调节pH至8.5，升温至130°C，以160r/min搅拌反应4h，自然冷却至室温，出料并过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣直至冲洗液pH至中性;在上述冲洗过后，将滤渣与其质量7 %的海泡石放入碾磨机中进行研磨，过200目筛，按重量份数计，取55份无碱玻璃微纤维、35份竹浆、18份过筛所得的颗粒及40份质量分数为质量分数为4%的盐酸溶液放入打浆机中进行打浆，打浆至
32°SR;将上述浆料与其质量1.2%的聚醋酸乙烯酯，搅拌均匀，再加入水调浆至固含量为4%，随后将调好的浆料以1.2cm/s的速度通过压纸机成型，压力设定为22MPa;将上述压制成型后的滤纸原纸以2.8m/s通过浸渍槽，使浸渍均匀涂布于滤纸，随后再将其置于真空干燥箱，设定温度为50°C，真空度为0.06MPa，干燥8h，即可得到阻燃抗菌复合空气滤纸。所述的中浸渍液为按重量份数计，取50份聚氨酯树脂、22份苯丙乳液、8份桧柏油及I份多巴胺放入反应釜中于85 °C下搅拌6h，再冷却至室温，即可得浸渍液。
[0013]经检测本发明所得的空气滤纸耐磨度为330kPa，抗张强度为0.82KN/m，抗菌性能达99.93%,过滤效率达99.5%, LOI值为46.2，平均孔径为34μπι。
[0014]实例3
按固液比1:3，取壳聚糖放入质量分数为20%的盐酸溶液中，并向其中加入壳聚糖质量1%的玉米淀粉，并置于超声振荡器中在26KHZ下振荡20min，再加入盐酸溶液体积30%的无水乙醇，搅拌均匀后放入液氮速冻机中，设定温度为-10°C，冷冻3min;在上述冷冻结束后，按质量比6:4:1取冷冻物、正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷放入高压反应釜中，升温至70°C，预热20min，使用质量分数为30 %的氢氧化钠溶液调节pH至8.0，升温至120°C，以160r/min搅拌反应3h，自然冷却至室温，出料并过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣直至冲洗液pH至中性;在上述冲洗过后，将滤渣与其质量5%的海泡石放入碾磨机中进行研磨，过200目筛，按重量份数计，取50份无碱玻璃微纤维、40份竹浆、24份过筛所得的颗粒及50份质量分数为质量分数为4%的盐酸溶液放入打浆机中进行打浆，打浆至
25°SR;将上述浆料与其质量0.6%的聚醋酸乙烯酯，搅拌均匀，再加入水调浆至固含量为3%，随后将调好的浆料以0.6cm/s的速度通过压纸机成型，压力设定为13MPa;将上述压制成型后的滤纸原纸以2.4m/s通过浸渍槽，使浸渍均匀涂布于滤纸，随后再将其置于真空干燥箱，设定温度为45°C，真空度为0.05MPa，干燥6h，即可得到阻燃抗菌复合空气滤纸。所述的中浸渍液为按重量份数计，取40份聚氨酯树脂24份苯丙乳液、16份桧柏油及2份多巴胺放入反应釜中于80 0C下搅拌4h，再冷却至室温，即可得浸渍液。
[0015]经检测本发明所得的空气滤纸耐磨度为328kPa，抗张强度为0.76KN/m，抗菌性能达99.99%,过滤效率达99.8%, LOI值为44.3，平均孔径为32μπι。
【主权项】
1.一种阻燃抗菌复合空气滤纸的制备方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)按固液比1:3，取壳聚糖放入质量分数为20%的盐酸溶液中，并向其中加入壳聚糖质量I?3%的玉米淀粉，并置于超声振荡器中在26?28KHz下振荡20?30min，再加入盐酸溶液体积30?40 %的无水乙醇，搅拌均匀后放入液氮速冻机中，设定温度为-15?-1O 0C，冷冻3?5min; (2)在上述冷冻结束后，按质量比6:4:1取冷冻物、正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷放入高压反应釜中，升温至70?80°C，预热20?30min，使用质量分数为30%的氢氧化钠溶液调节pH至8.0?8.5，升温至120?130 °C，以160r/min搅拌反应3?4h，自然冷却至室温，出料并过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣直至冲洗液pH至中性； (3)在上述冲洗过后，将滤渣与其质量5?7%的海泡石放入碾磨机中进行研磨，过200目筛，按重量份数计，取50?55份无碱玻璃微纤维、35?40份竹浆、18?24份过筛所得的颗粒及40?50份质量分数为质量分数为4%的盐酸溶液放入打浆机中进行打浆，打浆至25?32°SR； (4)将上述浆料与其质量0.6?1.2%的聚醋酸乙烯酯，搅拌均匀，再加入水调浆至固含量为3?4%，随后将调好的浆料以0.6?1.2cm/s的速度通过压纸机成型，压力设定为13?22MPa； (5)将上述压制成型后的滤纸原纸以2.4?2.8m/s通过浸渍槽，使浸渍均匀涂布于滤纸，随后再将其置于真空干燥箱，设定温度为45?50°C，真空度为0.05?0.06MPa，干燥6?Sh，即可得到阻燃抗菌复合空气滤纸。2.根据权利要求1所述的一种阻燃抗菌复合空气滤纸的制备方法，其特征在于:所述的步骤(5)中浸渍液为按重量份数计，取40?50份聚氨酯树脂、22?24份苯丙乳液、8?16份桧柏油及I?2份多巴胺放入反应釜中于80?85°C下搅拌4?6h，再冷却至室温，即可得浸渍液。
【文档编号】D21H17/36GK106087582SQ201610462049
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】吴迪, 宋奇
【申请人】吴迪