本发明属于复合材料
技术领域：
，具体涉及一种复合空气过滤材料的制备方法。
背景技术：
：过滤就是分离、捕集分散于气体或液体中的颗粒状物质的一个动态过程。过滤材料因其具有较大的内表面和适当的空隙，使之有能力捕获和吸附固体颗粒，并将其从混合物中分离出来。非织造材料一般是应用于过滤材料的较好选择，其主体是由纤维与纤维间互相构成的网状结构，因纤维弯曲使其具有弯曲孔道。同时，纤维与纤维交叉使其有较高的孔隙率。通过纤维原料的选择和加工方式的不同及后整理可以获得不同孔隙率和孔径的材料，这些是制备过滤材料的较理想方法。空气中除含有氧气、氢气外，还含有灰尘、沙土、细菌等其他有害物质，在某些特殊环境要求下需要对空气过滤，如汽车发动机、精密仪器生产车间、实验室、手术室等，此外，空气中的小颗粒可在人体肺部甚至血液循环系统沉积，造成呼吸系统疾病或者血栓；且由于小颗粒比表面积较大，其能够吸附大量有毒物质如有机气体、病毒、细菌等。随着社会的发展，健康知识普及，人们越来越重视空气中细小颗粒污染的危害问题，近年来空气过滤产品已逐渐成为生活的必需品，同时市场对高效去除亚微米级颗粒污染物的过滤材料要求也大大提高。空气过滤材料是其中常用的空气过滤材料。空气过滤材料运用十分广泛，随着经济的快速发展，医药、生物科学、集成电路、无菌手术室等洁净室的要求越来越高，传统的空气过滤材料为了提高过滤效率，只能通过增加空气过滤材料的定量，定量的增加往往又会增加空气过滤材料的阻力，阻力的增加就会降低空气过滤材料的使用寿命，同时，由于增加空气过滤材料的定量，就需要增加制造空气过滤材料的原材料，提高生产成本。此外，功能性空气过滤材料是近年来研究的热点，是针对特定行业如耐高温、耐腐蚀、抗静电、拒水、拒油、阻燃、清除有害气体等开发的过滤材料，如阻燃性空气过滤材料。而这，就更要求现有的空气过滤材料可以高效的适应于特定的场所，因此，对其的质量做出了更高的要求标准。此外，目前市场上所用的空气过滤材料在潮环境中容易滋生真菌，会造成受保护的环境在长期高压风量穿过保护层，进入受保护的环境，造成环境污染。另外，由于受潮环境容易让滤料受潮，强度下降，造成空气过滤材料的使用寿命大大降低。总结来说，现如今市场上的空气过滤材料大多存在着以下的缺陷：（1）现有的空气过滤材料大多通过增加其定量来提高过滤效率，但是定量的增加往往又会增加空气过滤材料的阻力，阻力的增加就会降低空气过滤材料的使用寿命。（2）现有的空气过滤材料大多不能在特定的场景使用，耐高温、防潮、耐腐蚀等性能较差，使得过滤保护强度降低，使用寿命降低，过滤效果差，过滤阻力高。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前常用空气过滤材料的过滤效果差，过滤阻力高的问题，提供一种复合空气过滤材料的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种复合空气过滤材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（1）按质量比7~12：3：1取玄武岩、蛭石、研磨助剂粉碎过筛，收集过筛颗粒按质量比5：1：24~50加入筛的六环石颗粒、氯化铵溶液混合搅拌，室温静置，过滤，取滤饼干燥，得干燥物，取干燥物于12~17℃，在混合气体的气氛下，等离子处理，出料，得等离子处理料，备用；（2）于25~45℃，按质量比7：2~4：40取甲基丙烯酸丙烯脂、丙烯酰胺、甲苯混合，通入氮气保护，升温至60~75℃，加入甲基丙烯酸丙烯脂质量15~25%的含氢硅油混合，保温混合1~3h，减压蒸馏，得浓缩物，按质量比8~13：2~5：1：0.01：12~20取瓜尔胶、衣康酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、催化剂、水混合，得混合料，取混合料加入混合料质量1~4%的过硫酸铵混合，升温至65~75℃，保温，得聚合料，取聚合料按质量比5~8：1加入辅料混合，剪切分散，得分散料，备用；（3）按质量比2~5：1：16取甲基三甲氧基硅烷、稳定剂、甲醇混合搅拌，调节ph，室温密封静置，于50~70℃保温，粉碎处理，得处理料，取处理料按质量比12~20：2~5：1加入磷脂、添加剂混合研磨，得研磨料，收集研磨料微波处理，出料，得含硅处理料；（4）按重量份数计，取25~35份备用的等离子处理料、6~12份备用的分散料、10~15份含硅处理料、1~4份羧甲基纤维素、3~7份预处理椰子壳、50~70份试剂混合，于55~80℃搅拌混合，减压蒸发，热轧处理，干燥，冷冻干燥，即得复合空气过滤材料。所述步骤（1）中的研磨助剂：按质量比6~10：3取石蜡、碳酸氢钙混合，即得研磨助剂。所述步骤（1）中的混合气体：按氩气和氧气的体积比为6~9：1混合，即得混合气体。所述步骤（2）中的催化剂：按质量比1：1~3取氯铂酸、二茂铁混合，即得催化剂。所述步骤（2）中的辅料：按质量比5~8：2：1取聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸镁、轻质碳酸钙混合，即得辅料。所述步骤（3）中的添加剂：按质量比2~5：1取聚丙烯腈、二氯甲烷混合，即得添加剂。所述步骤（3）中的稳定剂：按质量比5~8：0.5取淀粉、纳米sio2混合，即得稳定剂。所述步骤（4）中的预处理椰子壳：取椰子壳粉碎过筛，收集过筛颗粒按质量比1：7~12加入盐酸多巴胺溶液混合，即得预处理椰子壳。所述步骤（4）中的试剂：按质量比1：7~12取瓜尔胶、碳酸氢钠溶液混合，即得试剂。所述步骤（4）中热轧处理的条件为温度150~160℃、速率50~80rmin。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明以玄武岩、蛭石等为原料，经粉碎分散，构成含有si、al等成分的混合粉体，接着含有六环石的偏酸性溶液中浸泡，使得颗粒间良好的分散负离子，并在干燥后以低温等离子进行处理，以电荷作用调节其表面的亲水疏水作用，便于对所过滤气体的高效作用，而后续负载的纳米二氧化硅成分，也使得本过滤材料具有一定的自清洁作用，也有助于大分子胶体间发生交联作用，本发明体系中添加的瓜尔胶、淀粉、纳米二氧化硅等成分，通过组分间的氢键作用，进而在本过滤材料表面形成纳米级膜的凝胶层，也可很好地降低过滤阻力，并且纳米二氧化硅成分也可吸附部分水分在其表面进行润湿，形成溶剂层，阻碍粒子间的聚合，以分散效果的提升，进而改善吸附的作用，也可对过滤效果起到很好的提升作用；（2）本发明采用利用含氢硅油和甲基丙烯酸烯丙酯为原料，通过有机硅氧烷单体中的不饱和键和丙烯酸酯、衣康酸等单体中的活性官能团发生反应，改善大分子成分间的相容性，能够构成聚合乳液，另外，淀粉的加入也可和聚合乳胶形成良好的宏观性能，并可形成吸附-填充机理，构成纳微米粒子作用，使得大部分粒子填充于凝胶骨架上，形成稳定的六边形微观网络，也可与软质的所得分散料相互作用，使得有机-无机成分相互贯穿，形成多层次网络，并具有两亲性及较大的内部空间，故而能够降低过滤阻力，提升过滤效果；（3）本发明通过硬质软质成分相结合，负载纳米粒子，使得本过滤材料具有一定的自清洁作用，也有助于大分子胶体间发生交联作用，也可通过组分间的氢键作用，在本过滤材料表面形成纳米级膜的凝胶层，降低过滤阻力，提升过滤作用，利用含氢硅油和甲基丙烯酸烯丙酯为原料，使得有机-无机成分相互贯穿，形成多层次网络，并具有两亲性及较大的内部空间，进而降低过滤阻力，提高过滤效果，本发明针对目前常用空气过滤材料的过滤效果差，过滤阻力高的问题，改善效果显著，具有很好的应用前景。具体实施方式混合气体：按氩气和氧气的体积比为6~9：1混合，即得混合气体。催化剂：按质量比1：1~3取氯铂酸、二茂铁混合，即得催化剂。辅料：按质量比5~8：2：1取聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸镁、轻质碳酸钙混合，即得辅料。预处理椰子壳：取椰子壳于粉碎机粉碎过80目筛，收集过筛颗粒按质量比1：7~12加入浓度2g/l的盐酸多巴胺溶液混合，去除溶剂，即得预处理椰子壳。添加剂：按质量比2~5：1取聚丙烯腈、二氯甲烷混合，即得添加剂。试剂：按质量比1：7~12取瓜尔胶、质量分数为12%的碳酸氢钠溶液混合，即得试剂。研磨助剂：按质量比6~10：3取石蜡、碳酸氢钙混合，即得研磨助剂。稳定剂：按质量比5~8：0.5取淀粉、纳米sio2混合，即得稳定剂。一种复合空气过滤材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比7~12：3：1取玄武岩、蛭石、研磨助剂于粉碎机粉碎过120目筛，收集过筛颗粒按质量比5：1：24~50加入过60目筛的六环石颗粒、质量分数为15%的氯化铵溶液混合，以350~550r/min磁力搅拌35~60min，室温静置20~24h，过滤，取滤饼于65~75℃烘箱干燥4~8h，得干燥物，取干燥物于低温等离子处理器，于12~17℃，在混合气体的气氛下，空载电压150~200v的作用下，等离子处理7~12min，出料，得等离子处理料，备用；（2）于25~45℃，按质量比7：2~4：40取甲基丙烯酸丙烯脂、丙烯酰胺、甲苯于反应釜混合，通入氮气保护，升温至60~75℃，加入甲基丙烯酸丙烯脂质量15~25%的含氢硅油混合，保温混合1~3h，减压蒸馏，得浓缩物，按质量比8~13：2~5：1：0.01：12~20取瓜尔胶、衣康酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、催化剂、水混合1~3h，得混合料，取混合料加入混合料质量1~4%的过硫酸铵混合，升温至65~75℃，保温35~60min，得聚合料，取聚合料按质量比5~8：1加入辅料混合，以3000~5000r/min剪切分散12~20min，得分散料，备用；（3）按质量比2~5：1：16取甲基三甲氧基硅烷、稳定剂、甲醇混合，以400~700r/min磁力搅拌40~60min，加入质量分数为20%的氨水溶液调节ph至8.2~8.6，室温密封静置5~8h，于50~70℃保温10~14h后，以400w功率超声细胞粉碎处理4~8min，得处理料，取处理料按质量比12~20：2~5：1加入磷脂、添加剂于研钵混合，以350~550r/min研磨1~3h，得研磨料，收集研磨料以400w微波处理6~10min，出料，得含硅处理料；（4）按重量份数计，取25~35份备用的等离子处理料、6~12份备用的分散料、10~15份含硅处理料、1~4份羧甲基纤维素、3~7份预处理椰子壳、50~70份试剂于反应釜混合，于55~80℃搅拌混合1~3h，减压蒸发至原体积的30~45%后，于150~160℃，速率50~80rmin热轧处理10~15min，移至烘箱中于60~75℃干燥8~12h后，于-10℃冷冻干燥5~8h，即得复合空气过滤材料。实施例1混合气体：按氩气和氧气的体积比为6：1混合，即得混合气体。催化剂：按质量比1：1取氯铂酸、二茂铁混合，即得催化剂。辅料：按质量比5：2：1取聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸镁、轻质碳酸钙混合，即得辅料。预处理椰子壳：取椰子壳于粉碎机粉碎过80目筛，收集过筛颗粒按质量比1：7加入浓度2g/l的盐酸多巴胺溶液混合，去除溶剂，即得预处理椰子壳。添加剂：按质量比2：1取聚丙烯腈、二氯甲烷混合，即得添加剂。试剂：按质量比1：7取瓜尔胶、质量分数为12%的碳酸氢钠溶液混合，即得试剂。研磨助剂：按质量比6：3取石蜡、碳酸氢钙混合，即得研磨助剂。稳定剂：按质量比5：0.5取淀粉、纳米sio2混合，即得稳定剂。一种复合空气过滤材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比7：3：1取玄武岩、蛭石、研磨助剂于粉碎机粉碎过120目筛，收集过筛颗粒按质量比5：1：24加入过60目筛的六环石颗粒、质量分数为15%的氯化铵溶液混合，以350r/min磁力搅拌35min，室温静置20h，过滤，取滤饼于65℃烘箱干燥4h，得干燥物，取干燥物于低温等离子处理器，于12℃，在混合气体的气氛下，空载电压150v的作用下，等离子处理7min，出料，得等离子处理料，备用；（2）于25℃，按质量比7：2：40取甲基丙烯酸丙烯脂、丙烯酰胺、甲苯于反应釜混合，通入氮气保护，升温至60℃，加入甲基丙烯酸丙烯脂质量15%的含氢硅油混合，保温混合1h，减压蒸馏，得浓缩物，按质量比8：2：1：0.01：12取瓜尔胶、衣康酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、催化剂、水混合1h，得混合料，取混合料加入混合料质量1%的过硫酸铵混合，升温至65℃，保温35min，得聚合料，取聚合料按质量比5：1加入辅料混合，以3000r/min剪切分散12min，得分散料，备用；（3）按质量比2：1：16取甲基三甲氧基硅烷、稳定剂、甲醇混合，以400r/min磁力搅拌40min，加入质量分数为20%的氨水溶液调节ph至8.2，室温密封静置5h，于50℃保温10h后，以400w功率超声细胞粉碎处理4min，得处理料，取处理料按质量比12：2：1加入磷脂、添加剂于研钵混合，以350r/min研磨1h，得研磨料，收集研磨料以400w微波处理6min，出料，得含硅处理料；（4）按重量份数计，取25份备用的等离子处理料、6份备用的分散料、10份含硅处理料、1份羧甲基纤维素、3份预处理椰子壳、50份试剂于反应釜混合，于55℃搅拌混合1h，减压蒸发至原体积的30%后，于150℃，速率50rmin热轧处理10min，移至烘箱中于60℃干燥8h后，于-10℃冷冻干燥5h，即得复合空气过滤材料。实施例2混合气体：按氩气和氧气的体积比为7：1混合，即得混合气体。催化剂：按质量比1：2取氯铂酸、二茂铁混合，即得催化剂。辅料：按质量比7：2：1取聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸镁、轻质碳酸钙混合，即得辅料。预处理椰子壳：取椰子壳于粉碎机粉碎过80目筛，收集过筛颗粒按质量比1：10加入浓度2g/l的盐酸多巴胺溶液混合，去除溶剂，即得预处理椰子壳。添加剂：按质量比3：1取聚丙烯腈、二氯甲烷混合，即得添加剂。试剂：按质量比1：10取瓜尔胶、质量分数为12%的碳酸氢钠溶液混合，即得试剂。研磨助剂：按质量比8：3取石蜡、碳酸氢钙混合，即得研磨助剂。稳定剂：按质量比7：0.5取淀粉、纳米sio2混合，即得稳定剂。一种复合空气过滤材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比10：3：1取玄武岩、蛭石、研磨助剂于粉碎机粉碎过120目筛，收集过筛颗粒按质量比5：1：35加入过60目筛的六环石颗粒、质量分数为15%的氯化铵溶液混合，以450r/min磁力搅拌47min，室温静置22h，过滤，取滤饼于70℃烘箱干燥6h，得干燥物，取干燥物于低温等离子处理器，于15℃，在混合气体的气氛下，空载电压175v的作用下，等离子处理10min，出料，得等离子处理料，备用；（2）于35℃，按质量比7：3：40取甲基丙烯酸丙烯脂、丙烯酰胺、甲苯于反应釜混合，通入氮气保护，升温至70℃，加入甲基丙烯酸丙烯脂质量20%的含氢硅油混合，保温混合2h，减压蒸馏，得浓缩物，按质量比10：3：1：0.01：16取瓜尔胶、衣康酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、催化剂、水混合2h，得混合料，取混合料加入混合料质量3%的过硫酸铵混合，升温至70℃，保温47min，得聚合料，取聚合料按质量比7：1加入辅料混合，以4000r/min剪切分散16min，得分散料，备用；（3）按质量比3：1：16取甲基三甲氧基硅烷、稳定剂、甲醇混合，以550r/min磁力搅拌50min，加入质量分数为20%的氨水溶液调节ph至8.4，室温密封静置7h，于60℃保温12h后，以400w功率超声细胞粉碎处理6min，得处理料，取处理料按质量比16：4：1加入磷脂、添加剂于研钵混合，以450r/min研磨2h，得研磨料，收集研磨料以400w微波处理8min，出料，得含硅处理料；（4）按重量份数计，取30份备用的等离子处理料、9份备用的分散料、12份含硅处理料、3份羧甲基纤维素、5份预处理椰子壳、60份试剂于反应釜混合，于67℃搅拌混合2h，减压蒸发至原体积的37%后，于155℃，速率65rmin热轧处理12min，移至烘箱中于67℃干燥10h后，于-10℃冷冻干燥6h，即得复合空气过滤材料。实施例3混合气体：按氩气和氧气的体积比为9：1混合，即得混合气体。催化剂：按质量比1：3取氯铂酸、二茂铁混合，即得催化剂。辅料：按质量比8：2：1取聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸镁、轻质碳酸钙混合，即得辅料。预处理椰子壳：取椰子壳于粉碎机粉碎过80目筛，收集过筛颗粒按质量比1：12加入浓度2g/l的盐酸多巴胺溶液混合，去除溶剂，即得预处理椰子壳。添加剂：按质量比5：1取聚丙烯腈、二氯甲烷混合，即得添加剂。试剂：按质量比1：12取瓜尔胶、质量分数为12%的碳酸氢钠溶液混合，即得试剂。研磨助剂：按质量比10：3取石蜡、碳酸氢钙混合，即得研磨助剂。稳定剂：按质量比8：0.5取淀粉、纳米sio2混合，即得稳定剂。一种复合空气过滤材料的制备方法，包括如下步骤：（1）按质量比12：3：1取玄武岩、蛭石、研磨助剂于粉碎机粉碎过120目筛，收集过筛颗粒按质量比5：1：50加入过60目筛的六环石颗粒、质量分数为15%的氯化铵溶液混合，以550r/min磁力搅拌60min，室温静置24h，过滤，取滤饼于75℃烘箱干燥8h，得干燥物，取干燥物于低温等离子处理器，于17℃，在混合气体的气氛下，空载电压200v的作用下，等离子处理12min，出料，得等离子处理料，备用；（2）于45℃，按质量比7：4：40取甲基丙烯酸丙烯脂、丙烯酰胺、甲苯于反应釜混合，通入氮气保护，升温至75℃，加入甲基丙烯酸丙烯脂质量25%的含氢硅油混合，保温混合3h，减压蒸馏，得浓缩物，按质量比13：5：1：0.01：20取瓜尔胶、衣康酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、催化剂、水混合3h，得混合料，取混合料加入混合料质量4%的过硫酸铵混合，升温至75℃，保温60min，得聚合料，取聚合料按质量比8：1加入辅料混合，以5000r/min剪切分散20min，得分散料，备用；（3）按质量比5：1：16取甲基三甲氧基硅烷、稳定剂、甲醇混合，以700r/min磁力搅拌60min，加入质量分数为20%的氨水溶液调节ph至8.6，室温密封静置8h，于70℃保温14h后，以400w功率超声细胞粉碎处理8min，得处理料，取处理料按质量比20：5：1加入磷脂、添加剂于研钵混合，以550r/min研磨3h，得研磨料，收集研磨料以400w微波处理10min，出料，得含硅处理料；（4）按重量份数计，取35份备用的等离子处理料、12份备用的分散料、15份含硅处理料、4份羧甲基纤维素、7份预处理椰子壳、70份试剂于反应釜混合，于80℃搅拌混合3h，减压蒸发至原体积的45%后，于160℃，速率80rmin热轧处理15min，移至烘箱中于75℃干燥12h后，于-10℃冷冻干燥8h，即得复合空气过滤材料。对比例：市售的复合空气过滤材料。（主要成分：合成纤维、活性炭）将实施例与对比例所得复合空气过滤材料按照gb/t6719-2009进行测试，测试结果如表1所示：表1：测试项目实施例1实施例2实施例3对比例过滤效率/%99.9995.6390.7588.32过滤阻力/pa128.3150.7205.6350.4杀菌率/%98.3594.3692.1287.26综合上述，本发明所得的复合空气过滤材料过滤效果好，过滤阻力小。相比于市售产品效果更好，值得大力推广。以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12