包含电荷加强添加剂的驻极体料片的制作方法_3

文档序号:9649862阅读:来源:国知局
(Eitzman等人)和美国专利No. 6, 375, 886 (Angadjivand等人)中有 描述。还可以使用美国专利No. 7, 765, 698 (Sebastian等人)中公开的方法进行对料片的 水充电。
[0048] 为了评估过滤性能,已经开发出多种过滤测试方案。这些测试包括使用标准测试 用气溶胶(例如邻苯二酸二辛酯(DOP))测定过滤器料片的气溶胶渗透率,通常以气溶胶渗 透穿过过滤器料片的百分比(Pen%)表示;并包括测定过滤器料片的压降(ΛΡ)。根据这 两个测量结果,通过以下公式可以计算被称为品质因数(QF)的数值:
[0049] QF = -In (Pen% /100) / Δ P,
[0050] 其中In代表自然对数。QF值越高表明过滤性能越好,而QF值下降则有力表明过 滤性能降低。测定这些值的详细方法在实例部分展示。通常,本公开的过滤介质在6. 9厘 米/秒的面速度下测得QF值为0. 3 (毫米水柱)1或更大。
[0051] 为了验证特定的过滤介质是带静电电荷性质的,可以检查其在暴露于离子化X 射线福射前后的性能。如文献例如R.C. Brown, Air Filtration (Pergamon Press, 1993) (R. C. Brown,"空气过滤法",培格曼出版社,1993年)和A. J. WAKER and R. C. BROWN, "Application of Cavity Theory to the Discharge of Electrostatic Dust Filters by X-Rays^, Applied Radiation and Isotopes, Vol. 39, No. 7, pp. 677-684, 1988(A. J. WAKER 和R. C. BROWN,"空腔理论在静电除尘过滤器通过X射线放电过程中的应用",《应用辐射与同 位素》,第39卷,第7期,第677-684页,1988年)中所述,如果将带静电电荷的过滤器暴露 于X射线,那么暴露后气溶胶渗透穿过过滤器的程度将比暴露前的该程度大,原因是X射线 在纤维间的气腔中产生的离子将会中和掉所述电荷的一部分。因而,可以获得相对累积的X 射线暴露的渗透率的图,该图显示稳定增加到进一步辐射后不再引起变化的恒定水平。在 该点处,所有的电荷均被从过滤器除去。
[0052] 这些观察结果促使研究人员采用另一种测试方案,也就是X射线放电测试,来表 征过滤性能。在此测试方案中,选择数片要测试的过滤介质,使之经受X射线辐射以对驻极 体料片放电。此测试的一个属性为其确认该料片为驻极体。因为已知X射线可淬灭驻极体 电荷,所以将过滤介质暴露在X射线下并在此暴露前后测定过滤性能,然后比较过滤性能, 可以表明过滤介质是否为驻极体。如果暴露在X射线辐射后过滤性能无变化,这说明没有 电荷被淬灭,故材料不是驻极体。然而,如果暴露在X射线辐射后过滤性能降低,这说明过 滤介质为驻极体。
[0053] 运行测试时,通常在过滤介质暴露在X射线辐射前后测定过滤性能。当按照以 下实例部分所述的"过滤性能测试方法"进行测试时,渗透率%可以根据以下公式进行计 算:渗透率%= (In(初始的D0P渗透率% /100)V(ln(暴露于X射线60分钟之后的D0P 渗透率% /100))Χ100。为了使料片具有充足的电荷以用作过滤器,渗透率%通常为至少 300%。随着渗透率%增加,料片的过滤性能也增加。在一些实施例中,渗透率%为至少 400%、500%或600%。在优选的实施例中,渗透率%为至少750%或800%。在一些实施例 中,料片显示具有至少1000 %、或至少1250 %的渗透率%。
[0054] 当按照以下实例部分所述的"过滤性能测试方法"进行测试时,初始品质因数(暴 露于X射线之前)对于6. 9cm/s的面速度,通常为至少0. 3 (毫米水柱)\更通常为至少0. 4 或甚至0.5 (毫米水柱)\在一些实施例中,初始品质因数为至少0.6或0.7 (毫米水柱)、 在其他实施例中,初始品质因数为至少〇. 8、至少0. 90、至少1. 0、或甚至大于1. 0(毫米水 柱)\暴露于X射线60分钟后的品质因数通常低于初始品质因数的50%。在一些实施例 中,初始品质因数为至少0.5 (毫米水柱)1或更大,而暴露于X射线60分钟后的品质因数 小于〇· 15(毫米水柱)、
[0055] 本公开包括以下的实施例:
[0056] 包括驻极体料片的实施例。第一实施例为驻极体料片,其包含:热塑性树脂;和电 荷加强添加剂,该电荷加强添加剂包含含二价金属的取代巯基苯并咪唑盐。
[0057] 实施例2为实施例1所述的驻极体料片,其中所述料片包括非织造纤维料片。
[0058] 实施例3为实施例2所述的驻极体料片,其中所述料片包括非织造微纤维料片。
[0059] 实施例4为实施例1所述的驻极体料片,其中所述料片包括薄膜。
[0060] 实施例5为实施例1-4中任一项所述的驻极体料片,其中所述含二价金属的取代 巯基苯并咪唑盐包括具有结构(a)的盐:
[0061]
[0062] 其中Μ包括二价金属;基团R1包括氢原子或烷基基团;基团R2、R3、R4和R5独立 地包括氢原子、烷基、芳基、杂烷基、取代的烷基、取代的芳基、或烷氧基。
[0063] 实施例6为实施例1-5中任一项所述的驻极体料片,其中所述含二价金属的取代 巯基苯并咪唑盐包括具有结构(a)的盐:
[0064] 其中Μ包括Zn、Ni或Fe;基团R1包括氢原子、或具有1至3个碳原子的烷基基团; 基团R2包括具有1至3个碳原子的烷基基团;并且基团R3、R4和R5独立地包括氢原子、烷 基、芳基、杂烷基、取代的烷基、取代的芳基、或烷氧基。
[0065]实施例7为实施例1-6中任一项所述的驻极体料片,其中所述含二价金属的取代 巯基苯并咪唑盐包括具有结构(a)的盐:
[0066]其中Μ包括Zn;基团Rl、R3、R4和R5各自包括氢原子;并且基团R2包括甲基基 团。
[0067]实施例8为实施例1-7中任一项所述的驻极体料片,其中所述热塑性树脂包含:聚 烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚酯。
[0068] 实施例9为实施例1-8中任一项所述的驻极体料片,其中所述热塑性树脂包含:聚 丙烯、聚(4-甲基-1-戊烯)、丙烯与4-甲基-1-戊烯的共聚物,或它们的混合物。
[0069] 实施例10为实施例1-9中任一项所述的驻极体料片,其中所述含二价金属的取代 巯基苯并咪唑盐占所述料片的0. 02至5. 0重量%。
[0070] 实施例11为实施例1-9中任一项所述的驻极体料片,其中所述含二价金属的取代 巯基苯并咪唑盐占所述料片的0. 1至3. 0重量%。
[0071] 实施例12为实施例1-9中任一项所述的驻极体料片,其中所述含二价金属的取代 巯基苯并咪唑盐占所述料片的0. 1至2重量%。
[0072] 实施例13为实施例1-9中任一项所述的驻极体料片,其中所述含二价金属的取代 巯基苯并咪唑盐占所述料片的0. 2至1. 0重量%。
[0073]实施例14为实施例1-9中任一项所述的驻极体料片,其中所述含二价金属的取代 巯基苯并咪唑盐占所述料片的0. 25至0. 50重量%。
[0074] 实施例15为实施例1-14中任一项所述的驻极体料片,其中所述料片包含静电电 荷,其中所述电荷是通过电晕处理、水充电或它们的组合赋予的。
[0075] 实施例16为实施例1-14中任一项所述的驻极体料片,其中所述料片包含静电电 荷,其中所述电荷是通过电晕处理赋予的。
[0076] 实施例17为实施例1-16中任一项所述的驻极体料片,其中所述料片还包含至少 一种另外的添加剂,所述添加剂选自颜料、光稳定剂、主抗氧化剂和辅抗氧化剂、金属钝化 剂、受阻胺、受阻酚、脂肪酸金属盐、亚磷酸三酯、磷酸盐、含氟化合物以及它们的组合。
[0077] 实施例18为实施例1-17中任一项所述的驻极体料片,其中所述料片还包含至少 一种选自受阻胺、抗氧化剂和它们的组合的另外的添加剂。
[0078] 还包括驻极体过滤介质的实施例。实施例19为驻极体过滤介质,其包括:料片,所 述料片包含:热塑性树脂;和电荷加强添加剂,该电荷加强添加剂包含含二价金属的取代 巯基苯并咪唑盐。
[0079] 实施例20为实施例19所述的驻极体过滤介质,其中所述料片包括非织造纤维料 片。
[0080] 实施例21为实施例20所述的驻极体过滤介质,其中所述料片包括非织造微纤维 料片。
[0081] 实施例22为实施例19所述的驻极体过滤介质,其中所述料片包括薄膜。
[0082]实施例23为实施例19-22中任一项所述的驻极体过滤介质,其中所述含二价金属 的取代巯基苯并咪唑盐包括具有结构(a)的盐:
[0085] 其中Μ包括二价金属;基团R1包括氢原子或烷基基团;基团R2、R3、R4和R5独立 地包括氢原子、烷基、芳基、杂烷基、取代的烷基、取代的芳基、或烷氧基。
[0086]实施例24为实施例19-23中任一项所述的驻极体过滤介质,其中所述含二价金属 的取代巯基苯并咪唑盐包括具有结构(a)的盐:
[0087] 其中Μ包括Zn、Ni或Fe;基团R1包括氢原子、或具有1至3个碳原子的烷基基团; 基团R2包括具有1至3个碳原子的烷基基团;并且基团R3、R4和R5独立地包括氢原子、烷 基、芳基、杂烷基、取代的烷基、取代的芳基、或烷氧基。
[0088]实施例25为实施例19-24中任一项所述的驻极体过滤介质,其中所述含二价金属 的取代巯基苯并咪唑盐包括具有结构(a)的盐:其中Μ包括Zn;基团Rl、R3、R4和R5各自 包括氢原子;并且基团R2包括甲基基团。
[0089] 实施例26为实施例19-25中任一项所述的驻极体过滤介质,其中所述料片包括非 织造微纤维料片,所述非织造微纤维料片包含聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚 酯。
[0090] 实施例27为实施例19-26中任一项所述的驻极体过滤介质,其中所述非织造微纤 维料片包含:聚丙烯、聚(4-甲基-1-戊烯)、丙烯与4-甲基-1-戊烯的共聚物,或它们的 混合物。
[0091] 实施例28为实施例19-27中任一项所述的驻极体过滤介质,其中所述含二价金属 的取代巯基苯并咪唑盐占所述料片的〇. 02至5. 0重量%。
[0092] 实施例29为实施例19-27中任一项所述的驻极体过滤介质,其中所述含二价金属 的取代巯基苯并咪唑盐占所述料片的〇. 1至3. 0重量%。
[0093] 实施例30为实施例19-27中任一项所述的驻极体过滤介质,其中所
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