一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙及其制備方法。該納米纖維復(fù)合空氣濾紙包括上過濾層、下過濾層和設(shè)于所述上過濾層上表面的納米纖維素復(fù)合涂層；復(fù)合漿料包括以下物質(zhì)：納米纖維素、二氧化鈦氣凝膠粒子，酚氧樹脂、二甲基酰胺、水；上過濾層的原料包括以下物質(zhì)：絲光化纖維，劍麻纖維，牛角瓜纖維，乙二醇二縮水甘油醚，分散劑和水；下過濾層的原料包括以下物質(zhì)：闊葉木纖維，二氧化鈦氣凝膠粒子，β?環(huán)糊精，羧甲基纖維素，乙二醇二縮水甘油醚和水。本發(fā)明的納米纖維復(fù)合空氣濾紙的過濾層上設(shè)有透氣性高、耐水性好的納米纖維素復(fù)合涂層，在保證紙張透氣度和過濾效率的前提下，提高了濾紙的耐水性、耐候性以及耐破度。
【專利說明】
-種納米纖維復(fù)合空氣濾紙及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及濾紙制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 空氣濾紙是空氣濾清器中的關(guān)鍵組成部件，決定著空氣過濾器的性能?？諝鉃V紙 通常包括用普通木漿為主要成分制成的一種紙質(zhì)的過濾層，由于普通木漿纖維較細(xì)、緊度 高，因此所制成的空氣濾紙普遍存在著緊度高、過濾效率低、壽命短等缺點(diǎn)，其過濾效率一 般都低于90%，而且紙質(zhì)的空氣濾紙還普遍存在固化性差，耐水性、耐候性不夠的缺點(diǎn)，當(dāng) 空氣濕度改變時(shí)，紙張容易產(chǎn)生變形，進(jìn)而影響過濾效果。
[0003] 目前也有在濾紙表面涂布有一層樹脂層的濾紙，如本
【申請(qǐng)人】在先申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?CN201220523227.0的中國(guó)專利公開了一種空氣濾清器中應(yīng)用的熱固性空氣濾紙;該空氣濾 紙包括紙制的過濾層，過濾層的表面還均勻涂布著一層樹脂層，樹脂層為熱固性酪醒樹脂 層。
[0004] 該濾紙通過在過濾層的上下兩面都設(shè)有樹脂層，在一定程度上提高了空氣濾紙的 固化性，耐水性和耐候性，在空氣濕度升高時(shí)，紙張的吸濕變形性小，而且使用壽命長(zhǎng)。但是 也存在缺陷：由于在空氣濾紙的兩面設(shè)有樹脂層，且樹脂層的涂覆量較大，導(dǎo)致厚度較厚， 嚴(yán)重影響了空氣濾紙的透氣度和過濾效率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙及其制備方 法。本發(fā)明的納米纖維復(fù)合空氣濾紙的過濾層上設(shè)有透氣性高、耐水性好的納米纖維素復(fù) 合涂層，在保證紙張透氣度和過濾效率的前提下，提高了濾紙的耐水性、耐候性W及耐破 度。
[0006] 本發(fā)明的具體技術(shù)方案為:一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙，包括上過濾層、下過濾層 和設(shè)于所述上過濾層上表面的納米纖維素復(fù)合涂層;所述納米纖維素復(fù)合涂層由復(fù)合漿料 固化而成，所述復(fù)合漿料包括W下質(zhì)量份的物質(zhì)：10-20份納米纖維素、30-50份二氧化鐵氣 凝膠粒子，10-20份酪氧樹脂、15-25份二甲基酷胺、5-15份水;所述上過濾層的原料包括W 下質(zhì)量份的物質(zhì):絲光化纖維20-40份，劍麻纖維10-20份，牛角瓜纖維10-20份，乙二醇二縮 水甘油酸0.5-1.5份，分散劑0.2-0.4份和所需量的水;所述下過濾層的原料包括W下質(zhì)量 份的物質(zhì)：闊葉木纖維50-70份，二氧化鐵氣凝膠粒子1-3份，0-環(huán)糊精1-3份，簇甲基纖維素 0.5-1.5份，乙二醇二縮水甘油酸0.5-1.5份和所需量的水。
[0007] 本發(fā)明與傳統(tǒng)的濾紙的不同之處在于:傳統(tǒng)的濾紙為了改善濾紙的耐水性和耐破 度，在濾紙的兩面均設(shè)有樹脂層，雙面樹脂層雖然能夠大幅提高濾紙的耐水性、耐候性和耐 破度，延長(zhǎng)使用壽命，但是其嚴(yán)重影響了濾紙的透氣度，不僅降低了通氣效率，而且使得濾 紙容易積蓄熱量，從而導(dǎo)致溫度升高，對(duì)濾紙的熱穩(wěn)定性具有較高的要求。而本發(fā)明只在作 為空氣流入面的上過濾層上設(shè)有單層納米纖維素復(fù)合涂層，能夠有效降低紙張厚度，提高 了透氣度。而且上、下過濾層自身具有較好的耐破度和耐水性，能夠有效彌補(bǔ)因樹脂層的減 少而帶來的缺陷。并且本發(fā)明的納米纖維素復(fù)合涂層W納米纖維素、二氧化鐵氣凝膠粒子 和酪氧樹脂作為主要成分，其中，納米纖維素質(zhì)輕、比表面積大、孔隙率高，增能夠強(qiáng)懸浮顆 粒在復(fù)合涂層表面的沉積概率，提高過濾效率；同時(shí)納米纖維素容易交聯(lián)，具有較高強(qiáng)度， 使濾紙的耐破度得到提高。二氧化鐵氣凝膠粒子自身比表面積大，具有復(fù)雜的=維網(wǎng)絡(luò)交 聯(lián)結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的樹脂固化層相比，透氣度和過濾效率更高。酪氧樹脂一方面作為粘結(jié)劑存 在，提高復(fù)合漿料與過濾層的結(jié)合度，另一方面，酪氧樹脂能夠提高納米纖維素復(fù)合涂層的 耐水性、耐收縮性、耐酸堿性和耐破度。
[0008] 在上過濾層中，采用絲光化纖維、劍麻纖維和牛角瓜纖維作為主要原料，絲光化纖 維表面光滑，縮水率低，尺寸穩(wěn)定性好，且表面活性高，化學(xué)反應(yīng)能力強(qiáng)，容易與其他纖維復(fù) 發(fā)生交聯(lián)，而且吸附能力強(qiáng)，增加容塵量;劍麻纖維質(zhì)地較硬，長(zhǎng)寬比大，彈性模量大，耐摩 擦，耐潮濕，強(qiáng)度高，具有出色的透氣度和吸附能力，能夠提高容塵量，且纖維交織能力強(qiáng)； 牛角瓜纖維機(jī)械強(qiáng)度高，耐水性W及熱穩(wěn)定性好。上述=種纖維在經(jīng)過打漿、磨漿W及抄造 成型后，將纖維長(zhǎng)度控制在一定長(zhǎng)度內(nèi)，使得互相交聯(lián)后的纖維層的孔徑較大，孔隙率大， 因此具有較好的粉塵吸收能力，提高容塵量。此外，乙二醇二縮水甘油酸的分子鏈兩端具有 活性基團(tuán)，其兩端能夠分別與將纖維進(jìn)行"粘結(jié)"，起到了橋梁的作用，從而進(jìn)一步增加纖維 之間的交聯(lián)強(qiáng)度，提高了纖維層的耐破度W及耐水性。
[0009] 下過濾層采用闊葉木纖維作為纖維層主要原料，并且配合有二氧化鐵氣凝膠粒 子，0-環(huán)糊精，簇甲基纖維素和乙二醇二縮水甘油酸。其中，闊葉木纖維較寬，打漿、磨漿后 控制其纖維長(zhǎng)度，使得成型后的纖維層孔徑較小，能夠?qū)σ恍┩高^上過濾層的細(xì)小顆粒雜 質(zhì)進(jìn)行過濾。二氧化鐵氣凝膠粒子自身比表面積大，具有密集的細(xì)小孔隙，能夠提高過濾精 度的同時(shí)，不影響纖維層的透氣度，而且二氧化鐵氣凝膠粒子的加入能夠提高纖維層的機(jī) 械強(qiáng)度;而e-環(huán)糊精內(nèi)部也具有空腔，也具有較好的吸附性能;提高過濾精度，簇甲基纖維 素在此不僅作為分散劑，而且還能與e-環(huán)糊精、乙二醇二縮水甘油酸一起，提高纖維層的交 聯(lián)強(qiáng)度。提升耐破度和耐水性。
[0010] 本發(fā)明的濾紙?jiān)诠ぷ鲿r(shí)，被過濾流體介質(zhì)從粗且松孔隙的上過濾層流入，從細(xì)密 孔隙的下過濾層流出，雜質(zhì)主要被攔截在上過濾層的大孔隙中，由于上過濾層孔隙空間大， 具有巨大容塵能力，從而大大延長(zhǎng)過濾件使用壽命，并且過濾阻力低，而下過濾層緊密而細(xì) 小孔隙對(duì)上過濾層過濾后流體介質(zhì)中較少和微小雜質(zhì)微粒進(jìn)一步攔截。有效保證了過濾精 度，充分發(fā)揮了各個(gè)纖維層的綜合性能。
[0011] 此外，由于濾紙中通過大量空氣，當(dāng)灰塵等雜質(zhì)被大量吸附后，空氣通過時(shí)會(huì)發(fā)生 摩擦，產(chǎn)生噪音，而本發(fā)明的納米纖維素復(fù)合涂層、上下過濾層各自擁有不同孔徑的孔隙， 透氣度高，并且下過濾層由于二氧化鐵粒子W及e-環(huán)糊精的存在，具有大量細(xì)小孔隙，上下 過濾層互相配合下，能夠起到降噪作用。
[0012] 作為優(yōu)選，所述復(fù)合漿料包括W下質(zhì)量份的物質(zhì)：15份納米纖維素、40份二氧化鐵 氣凝膠粒子，15份酪氧樹脂、20份二甲基酷胺、10份水;所述上過濾層的原料包括W下質(zhì)量 份的物質(zhì):絲光化纖維30份，劍麻纖維15份，牛角瓜纖維15份，乙二醇二縮水甘油酸1份，分 散劑0.3份和所需量的水;所述下過濾層的原料包括W下質(zhì)量份的物質(zhì)：闊葉木纖維60份， 二氧化鐵氣凝膠粒子2份，(6-環(huán)糊精2份，簇甲基纖維素 1份，乙二醇二縮水甘油酸1份和所需 量的水。
[0013] 作為優(yōu)選，所述納米纖維素的長(zhǎng)度為400-600nm，直徑為30-50nm;所述酪氧樹脂的 分子量在100000-150000之間。該分子量區(qū)間的酪氧樹脂對(duì)于本發(fā)明中過濾層、氣凝膠粒子 的粘結(jié)性腔，且耐水性、耐收縮性好。
[0014] 作為優(yōu)選，所述納米纖維復(fù)合空氣濾紙的厚度為0.28-0.36mm，所述上過濾層的厚 度為0.10-0.15mm，所述下過濾層的厚度為0.16-0.20mm。
[0015] 作為優(yōu)選，所述納米纖維復(fù)合空氣濾紙的定量為105-115g/m2,納米纖維素復(fù)合涂 層占納米纖維復(fù)合空氣濾紙總質(zhì)量的6-10%。
[0016] 作為優(yōu)選，所述分散劑為焦憐酸鋼或六偏憐酸鋼。
[0017] -種上述納米纖維復(fù)合空氣濾紙的制備方法，按W下步驟進(jìn)行： a.上過濾層巧紙的制備:對(duì)絲光化纖維、劍麻纖維、牛角瓜纖維混合后進(jìn)行打漿，漿料 濃度為1.9-2.5wt%，打漿至漿料叩解度為12-14° SR后，再進(jìn)行磨漿，直至叩解度為16-20° SR,制得漿料a;將乙二醇二縮水甘油酸加入到所述漿料a中，攬拌均勻后制得漿料b;將分散 劑加入到所述漿料b中，分散均勻后加水調(diào)節(jié)漿料濃度至1.5-1.9wt%，制得漿料C;對(duì)漿料C 進(jìn)行上網(wǎng)抄造成型后，制得上過濾層巧紙。
[0018] b.下過濾層巧紙的制備:對(duì)闊葉木纖維進(jìn)行打漿，漿料濃度為2.5-3.0%，打漿至 漿料叩解度為16-18° SR后，再進(jìn)行磨漿，直至叩解度為26-30° SR,制得漿料A;將乙二醇二縮 水甘油酸加入到所述漿料A中，攬拌均勻后制得漿料B;將二氧化鐵氣凝膠粒子、0-環(huán)糊精和 簇甲基纖維素加入到所述漿料B中，分散均勻后加水調(diào)節(jié)漿料濃度至1.3-1.7wt%，制得漿 料C，對(duì)漿料C進(jìn)行上網(wǎng)抄造成型后，制得下過濾層巧紙。
[0019] C.上、下過濾層的貼合:將所述上過濾層巧紙和下過濾層巧紙進(jìn)行貼合，然后經(jīng)過 抽真空壓棒、烘干后制得貼合的上過濾層和下過濾層。
[0020] d.復(fù)合漿料固化:按配比配制復(fù)合漿料，涂布或噴灑到上過濾層的上表面，真空干 燥固化形成納米纖維素復(fù)合涂層后，即制得納米纖維復(fù)合空氣濾紙。
[0021 ]作為優(yōu)選，在經(jīng)過打漿、磨漿后，所述絲光化纖維、劍麻纖維、牛角瓜纖維的長(zhǎng)度為 2.4-2.6mm，所述闊葉木纖維的長(zhǎng)度為2.0-2.2mm。
[0022] 作為優(yōu)選，所述二氧化鐵氣凝膠粒子的制備方法如下:將鐵酸下醋、無水乙醇、甲 苯按質(zhì)量比1:15-25:0.02-0.04進(jìn)行混合，制得溶液a;將無水乙醇、l-2mol/L的冰醋酸與水 按質(zhì)量比10-20:3-5:1進(jìn)行混合，制得溶液b;對(duì)溶液a在55-65°C下進(jìn)行超聲波振蕩處理，將 溶液bWl-2mL/s的速率滴加到2-3倍質(zhì)量的溶液a中；同時(shí)向溶液a中添加質(zhì)量為溶液a的 0.04-0.06倍的氨氧化侶，繼續(xù)攬拌2-化后，制得溶膠;將所述溶膠靜置老化24-4化，然后使 用過量的正己燒對(duì)溶膠進(jìn)行溶劑置換24-48h，再除去正己燒，得到凝膠，最后將凝膠在300- 500°C下干燥、粉碎后制得微米尺寸的二氧化鐵氣凝膠粒子。
[0023] 本發(fā)明的二氧化鐵氣凝膠粒子在制備過程中，進(jìn)行甲苯進(jìn)行一次致孔，然后選用 氨氧化侶進(jìn)行二次致孔，能夠制得不同尺寸的孔桐，空隙率高，比表面積大，透氣度好。而且 在氨氧化侶的致孔過程中，氨氧化侶受熱分解成氧化侶和水，水受熱蒸發(fā)致孔，而氧化侶殘 留在二氧化鐵氣凝膠粒子中，能夠提高強(qiáng)度。
[0024] 作為優(yōu)選，在制得所述凝膠后，凝膠在干燥前經(jīng)過改性處理:使用=甲基氯硅烷與 正己燒的混合液對(duì)凝膠在55-65°C下改性16-3化;其中=甲基氯硅烷、正己燒與凝膠的質(zhì)量 比為 30-50:50:8-12。
[0025] 對(duì)凝膠進(jìn)行改性后，具有較好的疏水能力，防止二氧化鐵氣凝膠粒子大量吸附水 分。因此改性后能夠提高濾紙的過濾能力和耐水性。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的納米纖維復(fù)合空氣濾紙的過濾 層上設(shè)有透氣性高、耐水性好的納米纖維素復(fù)合涂層，在保證紙張透氣度和過濾效率的前 提下，提高了濾紙的耐水性、耐候性W及耐破度。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明的納米纖維復(fù)合空氣濾紙的結(jié)構(gòu)示意圖。
[00%]附圖標(biāo)記為:上過濾層1、下過濾層2、納米纖維素復(fù)合涂層3。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0030] 實(shí)施例1 如圖1所示，一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙，包括上過濾層1、下過濾層2和涂布于所述上 過濾層上表面的納米纖維素復(fù)合涂層3。
[0031] 其中，所述上過濾層的厚度為0.11-0.12mm，所述下過濾層的厚度為0.18-0.19mm。
[0032] -種納米纖維復(fù)合空氣濾紙的制備方法，按W下步驟進(jìn)行： a.上過濾層巧紙的制備:對(duì)30份絲光化纖維、15份劍麻纖維、15份牛角瓜纖維混合后進(jìn) 行打漿，漿料濃度為2.2wt%，打漿至漿料叩解度為13° SR后，再進(jìn)行磨漿，直至叩解度為18° SR,制得漿料a;將1份乙二醇二縮水甘油酸加入到所述漿料a中，攬拌均勻后制得漿料b;將 0.3份焦憐酸鋼加入到所述漿料b中，分散均勻后加水調(diào)節(jié)漿料濃度至1.7wt%，制得漿料C; 漿料C中所述絲光化纖維、劍麻纖維、牛角瓜纖維的長(zhǎng)度為2.4-2.6mm。
[0033] 對(duì)漿料C進(jìn)行上網(wǎng)抄造成型后，制得上過濾層巧紙。
[0034] b.下過濾層巧紙的制備:對(duì)60份闊葉木纖維進(jìn)行打漿，漿料濃度為2.75%，打漿至 漿料叩解度為17° SR后，再進(jìn)行磨漿，直至叩解度為28° SR,制得漿料A;將1份乙二醇二縮水 甘油酸加入到所述漿料A中，攬拌均勻后制得漿料B;將2份二氧化鐵氣凝膠粒子、2份0-環(huán)糊 精和1份簇甲基纖維素加入到所述漿料B中，分散均勻后加水調(diào)節(jié)漿料濃度至1.5wt%，制得 漿料C，漿料C中所述闊葉木纖維的長(zhǎng)度為2.0-2.2mm。對(duì)漿料C進(jìn)行上網(wǎng)抄造成型后，制得下 過濾層巧紙。
[0035] 其中，所述二氧化鐵氣凝膠粒子的制備方法如下：將鐵酸下醋、無水乙醇、甲苯按 質(zhì)量比1: 20:0.03進(jìn)行混合，制得溶液a;將無水乙醇、1.5mol/L的冰醋酸與水按質(zhì)量比15: 4:1進(jìn)行混合，制得溶液b;對(duì)溶液a在60°C下進(jìn)行超聲波振蕩處理，將溶液b W1.5mL/s的速 率滴加到2.5倍質(zhì)量的溶液a中；同時(shí)向溶液a中添加質(zhì)量為溶液a的0.05倍的氨氧化侶倍的 碳酸氨鋼粉末，繼續(xù)攬拌2.化后，制得溶膠;將所述溶膠靜置老化36h，然后使用過量的正己 燒對(duì)溶膠進(jìn)行溶劑置換36h，再除去正己燒，得到凝膠。使用=甲基氯硅烷與正己燒的混合 液對(duì)凝膠在60°C下改性2地;其中=甲基氯硅烷、正己燒與凝膠的質(zhì)量比為40: 50:10。最后 將改性后的凝膠在40(TC下干燥、粉碎后制得微米尺寸的二氧化鐵氣凝膠粒子。
[0036] c.上、下過濾層的貼合:將所述上過濾層巧紙和下過濾層巧紙進(jìn)行貼合，然后經(jīng)過 抽真空壓棒、烘干后制得貼合的上過濾層和下過濾層。
[0037] d.復(fù)合漿料固化:按15份長(zhǎng)度為400-600皿，直徑為30-50皿的納米纖維素、40份二 氧化鐵氣凝膠粒子，15份分子量在100000-150000之間的酪氧樹脂、20份二甲基酷胺、10份 水的配比配制復(fù)合漿料，涂布到上過濾層的上表面，真空干燥固化形成納米纖維素復(fù)合涂 層后，即制得納米纖維復(fù)合空氣濾紙。
[003引實(shí)施例2 一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙，包括上過濾層、下過濾層和設(shè)于所述上過濾層上表面的 納米纖維素復(fù)合涂層。
[0039] 其中，所述上過濾層的厚度為0.10-0.1 Imm，所述下過濾層的厚度為0.18-0.19mm。
[0040] -種納米纖維復(fù)合空氣濾紙的制備方法，按W下步驟進(jìn)行： a.上過濾層巧紙的制備:對(duì)20份絲光化纖維、10份劍麻纖維、10份牛角瓜纖維混合后進(jìn) 行打漿，漿料濃度為1.9wt%，打漿至漿料叩解度為12° SR后，再進(jìn)行磨漿，直至叩解度為16° SR,制得漿料a;將0.5份乙二醇二縮水甘油酸加入到所述漿料a中，攬拌均勻后制得漿料b; 將0.2份六偏憐酸鋼加入到所述漿料b中，分散均勻后加水調(diào)節(jié)漿料濃度至1.5wt%，制得漿 料C;漿料C中所述絲光化纖維、劍麻纖維、牛角瓜纖維的長(zhǎng)度為2.4-2.6mm。
[0041 ]對(duì)漿料C進(jìn)行上網(wǎng)抄造成型后，制得上過濾層巧紙。
[0042] b.下過濾層巧紙的制備:對(duì)50份闊葉木纖維進(jìn)行打漿，漿料濃度為2.5%，打漿至 漿料叩解度為16° SR后，再進(jìn)行磨漿，直至叩解度為26° SR,制得漿料A;將0.5份乙二醇二縮 水甘油酸加入到所述漿料A中，攬拌均勻后制得漿料B;將1份二氧化鐵氣凝膠粒子、1-份0- 環(huán)糊精和0.5份簇甲基纖維素加入到所述漿料B中，分散均勻后加水調(diào)節(jié)漿料濃度至 1.3wt%，制得漿料C，漿料C中所述闊葉木纖維的長(zhǎng)度為2.0-2.2mm。對(duì)漿料C進(jìn)行上網(wǎng)抄造 成型后，制得下過濾層巧紙。
[0043] 其中，所述二氧化鐵氣凝膠粒子的制備方法如下：將鐵酸下醋、無水乙醇、甲苯按 質(zhì)量比1:15:0.02進(jìn)行混合，制得溶液a;將無水乙醇、Imol/L的冰醋酸與水按質(zhì)量比10:3:1 進(jìn)行混合，制得溶液b;對(duì)溶液a在55 °C下進(jìn)行超聲波振蕩處理，將溶液b W ImL/s的速率滴加 到2倍質(zhì)量的溶液a中；同時(shí)向溶液a中添加質(zhì)量為溶液a的0.04倍的氨氧化侶，繼續(xù)攬拌化 后，制得溶膠;將所述溶膠靜置老化2地，然后使用過量的正己燒對(duì)溶膠進(jìn)行溶劑置換2地， 再除去正己燒，得到凝膠。使用=甲基氯硅烷與正己燒的混合液對(duì)凝膠在55°C下改性36h; 其中=甲基氯硅烷、正己燒與凝膠的質(zhì)量比為30: 50:8。最后將改性后的凝膠在300°C下干 燥、粉碎后制得微米尺寸的二氧化鐵氣凝膠粒子。
[0044] C.上、下過濾層的貼合:將所述上過濾層巧紙和下過濾層巧紙進(jìn)行貼合，然后經(jīng)過 抽真空壓棒、烘干后制得貼合的上過濾層和下過濾層。
[0045] d.復(fù)合漿料固化:按10份長(zhǎng)度為400-600皿，直徑為30-50皿的納米纖維素、50份二 氧化鐵氣凝膠粒子，10份分子量在100000-150000之間的酪氧樹脂、25份二甲基酷胺、15份 水的配比配制復(fù)合漿料，噴灑到上過濾層的上表面，真空干燥固化形成納米纖維素復(fù)合涂 層后，即制得納米纖維復(fù)合空氣濾紙。
[0046] 實(shí)施例3 一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙，包括上過濾層、下過濾層和設(shè)于所述上過濾層上表面的 納米纖維素復(fù)合涂層。
[0047] 其中，所述上過濾層的厚度為0.14-0.15mm，所述下過濾層的厚度為0.19-0.20mm。
[0048] -種納米纖維復(fù)合空氣濾紙的制備方法，按W下步驟進(jìn)行： a.上過濾層巧紙的制備:對(duì)40份絲光化纖維、20份劍麻纖維、20份牛角瓜纖維混合后進(jìn) 行打漿，漿料濃度為2.5wt %，打漿至漿料叩解度為14° SR后，再進(jìn)行磨漿，直至叩解度為20° SR,制得漿料a;將1.5份乙二醇二縮水甘油酸加入到所述漿料a中，攬拌均勻后制得漿料b; 將0.4份六偏憐酸鋼加入到所述漿料b中，分散均勻后加水調(diào)節(jié)漿料濃度至1.9wt%，制得漿 料C;漿料C中所述絲光化纖維、劍麻纖維、牛角瓜纖維的長(zhǎng)度為2.4-2.6mm。
[0049] 對(duì)漿料C進(jìn)行上網(wǎng)抄造成型后，制得上過濾層巧紙。
[0050] b.下過濾層巧紙的制備:對(duì)70份闊葉木纖維進(jìn)行打漿，漿料濃度為3.0%，打漿至 漿料叩解度為18° SR后，再進(jìn)行磨漿，直至叩解度為30° SR,制得漿料A;將1.5份乙二醇二縮 水甘油酸加入到所述漿料A中，攬拌均勻后制得漿料B;將3份二氧化鐵氣凝膠粒子、3份0-環(huán) 糊精和1.5份簇甲基纖維素加入到所述漿料B中，分散均勻后加水調(diào)節(jié)漿料濃度至1.7wt%， 制得漿料C，漿料C中所述闊葉木纖維的長(zhǎng)度為2.0-2.2mm。對(duì)漿料C進(jìn)行上網(wǎng)抄造成型后，審U 得下過濾層巧紙。
[0051] 其中，所述二氧化鐵氣凝膠粒子的制備方法如下：將鐵酸下醋、無水乙醇、甲苯按 質(zhì)量比1:25:0.04進(jìn)行混合，制得溶液a;將無水乙醇、2mol/L的冰醋酸與水按質(zhì)量比20:5:1 進(jìn)行混合，制得溶液b;對(duì)溶液a在65 °C下進(jìn)行超聲波振蕩處理，將溶液b W 2mL/s的速率滴加 到3倍質(zhì)量的溶液a中；同時(shí)向溶液a中添加質(zhì)量為溶液a的0.06倍的氨氧化侶，繼續(xù)攬拌化 后，制得溶膠;將所述溶膠靜置老化4她，然后使用過量的正己燒對(duì)溶膠進(jìn)行溶劑置換4她， 再除去正己燒，得到凝膠。使用=甲基氯硅烷與正己燒的混合液對(duì)凝膠在65°C下改性16h; 其中=甲基氯硅烷、正己燒與凝膠的質(zhì)量比為50:50:12。最后將改性后的凝膠在500°C下干 燥、粉碎后制得微米尺寸的二氧化鐵氣凝膠粒子。
[0052] C.上、下過濾層的貼合:將所述上過濾層巧紙和下過濾層巧紙進(jìn)行貼合，然后經(jīng)過 抽真空壓棒、烘干后制得貼合的上過濾層和下過濾層。
[0化3] d.復(fù)合漿料固化:按20份長(zhǎng)度為400-600皿，直徑為30-50皿的納米纖維素、30份二 氧化鐵氣凝膠粒子，20份分子量在100000-150000之間的酪氧樹脂、、15份二甲基酷胺、5份 水的配比配制復(fù)合漿料，噴灑到上過濾層的上表面，真空干燥固化形成納米纖維素復(fù)合涂 層后，即制得納米纖維復(fù)合空氣濾紙。
[0054] 實(shí)施例4 一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙，包括上過濾層、下過濾層和設(shè)于所述上過濾層上表面的 納米纖維素復(fù)合涂層。
[0化5]其中，所述上過濾層的厚度為0.11-0.12mm，所述下過濾層的厚度為0.19-0.20mm。
[0056] -種納米纖維復(fù)合空氣濾紙的制備方法，按W下步驟進(jìn)行： a.上過濾層巧紙的制備:對(duì)25份絲光化纖維、16份劍麻纖維、16份牛角瓜纖維混合后進(jìn) 行打漿，漿料濃度為2.3wt%，打漿至漿料叩解度為13° SR后，再進(jìn)行磨漿，直至叩解度為19° SR,制得漿料a;將1.25份乙二醇二縮水甘油酸加入到所述漿料a中，攬拌均勻后制得漿料b; 將0.35份六偏憐酸鋼加入到所述漿料b中，分散均勻后加水調(diào)節(jié)漿料濃度至1. Swt%，制得 漿料C;漿料C中所述絲光化纖維、劍麻纖維、牛角瓜纖維的長(zhǎng)度為2.4-2.6mm。對(duì)漿料C進(jìn)行 上網(wǎng)抄造成型后，制得上過濾層巧紙。
[0057] b.下過濾層巧紙的制備:對(duì)50-70份闊葉木纖維進(jìn)行打漿，漿料濃度為2.8%，打漿 至漿料叩解度為16-18° SR后，再進(jìn)行磨漿，直至叩解度為28° SR,制得漿料A;將1份乙二醇二 縮水甘油酸加入到所述漿料A中，攬拌均勻后制得漿料B;將2份二氧化鐵氣凝膠粒子、1-3份 e-環(huán)糊精和1份簇甲基纖維素加入到所述漿料B中，分散均勻后加水調(diào)節(jié)漿料濃度至 1.6wt %，制得漿料C，漿料C中所述闊葉木纖維的長(zhǎng)度為2.0-2.2mm。對(duì)漿料C進(jìn)行上網(wǎng)抄造 成型后，制得下過濾層巧紙。
[0058] 其中，所述二氧化鐵氣凝膠粒子的制備方法如下：將鐵酸下醋、無水乙醇、甲苯按 質(zhì)量比1:22:0.035進(jìn)行混合，制得溶液a;將無水乙醇、1.6mol/L的冰醋酸與水按質(zhì)量比16: 4:1進(jìn)行混合，制得溶液b;對(duì)溶液a在60°C下進(jìn)行超聲波振蕩處理，將溶液b W1.6mL/s的速 率滴加到2.5倍質(zhì)量的溶液a中；同時(shí)向溶液a中添加質(zhì)量為溶液a的0.045倍的氨氧化侶，繼 續(xù)攬拌化后，制得溶膠;將所述溶膠靜置老化36h，然后使用過量的正己燒對(duì)溶膠進(jìn)行溶劑 置換36h，再除去正己燒，得到凝膠。使用=甲基氯硅烷與正己燒的混合液對(duì)凝膠在60°C下 改性30h;其中=甲基氯硅烷、正己燒與凝膠的質(zhì)量比為45:50:11。最后將改性后的凝膠在 350°C下干燥、粉碎后制得微米尺寸的二氧化鐵氣凝膠粒子。
[0059] C.上、下過濾層的貼合:將所述上過濾層巧紙和下過濾層巧紙進(jìn)行貼合，然后經(jīng)過 抽真空壓棒、烘干后制得貼合的上過濾層和下過濾層。
[0060] d.復(fù)合漿料固化:按16份長(zhǎng)度為400-600皿，直徑為30-50皿的納米纖維素、35份二 氧化鐵氣凝膠粒子，15份分子量在100000-150000之間的酪氧樹脂、20份二甲基酷胺、10份 水的配比配制復(fù)合漿料，涂布到上過濾層的上表面，真空干燥固化形成納米纖維素復(fù)合涂 層后，即制得納米纖維復(fù)合空氣濾紙。
[0061] 實(shí)施例5 一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙，包括上過濾層、下過濾層和設(shè)于所述上過濾層上表面的 納米纖維素復(fù)合涂層。
[0062] 其中，所述上過濾層的厚度為0.13-0.14mm，所述下過濾層的厚度為0.18-0.19mm。
[0063] -種納米纖維復(fù)合空氣濾紙的制備方法，按W下步驟進(jìn)行： a.上過濾層巧紙的制備:對(duì)36份絲光化纖維、15份劍麻纖維、17份牛角瓜纖維混合后進(jìn) 行打漿，漿料濃度為2.%，打漿至漿料叩解度為14° SR后，再進(jìn)行磨漿，直至叩解度為20° SR,制得漿料a;將1份乙二醇二縮水甘油酸加入到所述漿料a中，攬拌均勻后制得漿料b;將 0.3份六偏憐酸鋼加入到所述漿料b中，分散均勻后加水調(diào)節(jié)漿料濃度至1. Swt %，制得漿料 C;漿料C中所述絲光化纖維、劍麻纖維、牛角瓜纖維的長(zhǎng)度為2.4-2.6mm。
[0064] 對(duì)漿料C進(jìn)行上網(wǎng)抄造成型后，制得上過濾層巧紙。
[0065] b.下過濾層巧紙的制備:對(duì)67份闊葉木纖維進(jìn)行打漿，漿料濃度為2.6%，打漿至 漿料叩解度為18° SR后，再進(jìn)行磨漿，直至叩解度為30° SR,制得漿料A;將1份乙二醇二縮水 甘油酸加入到所述漿料A中，攬拌均勻后制得漿料B;將2份二氧化鐵氣凝膠粒子、2份0-環(huán)糊 精和1份簇甲基纖維素加入到所述漿料B中，分散均勻后加水調(diào)節(jié)漿料濃度至1.6wt%，制得 漿料C，漿料C中所述闊葉木纖維的長(zhǎng)度為2.0-2.2mm。對(duì)漿料C進(jìn)行上網(wǎng)抄造成型后，制得下 過濾層巧紙。
[0066] 其中，所述二氧化鐵氣凝膠粒子的制備方法如下：將鐵酸下醋、無水乙醇、甲苯按 質(zhì)量比1: 21:0.03進(jìn)行混合，制得溶液a;將無水乙醇、1.5mol/L的冰醋酸與水按質(zhì)量比15: 4:1進(jìn)行混合，制得溶液b;對(duì)溶液a在60°C下進(jìn)行超聲波振蕩處理，將溶液b W1.5mL/s的速 率滴加到2.5倍質(zhì)量的溶液a中；同時(shí)向溶液a中添加質(zhì)量為溶液a的0.055倍的氨氧化侶，繼 續(xù)攬拌2.化后，制得溶膠;將所述溶膠靜置老化36h，然后使用過量的正己燒對(duì)溶膠進(jìn)行溶 劑置換36h，再除去正己燒，得到凝膠。使用=甲基氯硅烷與正己燒的混合液對(duì)凝膠在60°C 下改性24h;其中=甲基氯硅烷、正己燒與凝膠的質(zhì)量比為40: 50:11。最后將改性后的凝膠 在450°C下干燥、粉碎后制得微米尺寸的二氧化鐵氣凝膠粒子。
[0067] C.上、下過濾層的貼合:將所述上過濾層巧紙和下過濾層巧紙進(jìn)行貼合，然后經(jīng)過 抽真空壓棒、烘干后制得貼合的上過濾層和下過濾層。
[006引 d.復(fù)合漿料固化:按18份長(zhǎng)度為400-600皿，直徑為30-50皿的納米纖維素、45份二 氧化鐵氣凝膠粒子，18份分子量在100000-150000之間的酪氧樹脂、20份二甲基酷胺、10份 水的配比配制復(fù)合漿料，涂布到上過濾層的上表面，真空干燥固化形成納米纖維素復(fù)合涂 層后，即制得納米纖維復(fù)合空氣濾紙。
[0069] 實(shí)施例1-5制得的納米纖維復(fù)合空氣濾紙的技術(shù)指標(biāo)如下表所示： (定量的測(cè)定采用GB/T451.2-2002紙和紙板定量的測(cè)定方法；耐破度采用GB/T454- 2002紙耐破麼的測(cè)定。）
本發(fā)明中所用原料、設(shè)備，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常用原料、設(shè)備;本發(fā)明中所用 方法，若無特別說明，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0070] W上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明 技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)W上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更W及等效變換，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方 案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙，其特征在于:包括上過濾層（1)、下過濾層(2)和設(shè)于所 述上過濾層上表面的納米纖維素復(fù)合涂層(3);所述納米纖維素復(fù)合涂層由復(fù)合漿料固化 而成，所述復(fù)合漿料包括以下質(zhì)量份的物質(zhì)：10-20份納米纖維素、30-50份二氧化鈦氣凝膠 粒子，10-20份酚氧樹脂、15-25份二甲基酰胺、5-15份水;所述上過濾層的原料包括以下質(zhì) 量份的物質(zhì):絲光化纖維20-40份，劍麻纖維10-20份，牛角瓜纖維10-20份，乙二醇二縮水甘 油醚0.5-1.5份，分散劑0.2-0.4份和所需量的水;所述下過濾層的原料包括以下質(zhì)量份的 物質(zhì)：闊葉木纖維50-70份，二氧化鈦氣凝膠粒子1-3份，β-環(huán)糊精1-3份，羧甲基纖維素0.5-1.5份，乙二醇二縮水甘油醚0.5-1.5份和所需量的水。2. 如權(quán)利要求1所述的一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙，其特征在于，所述復(fù)合漿料包括以 下質(zhì)量份的物質(zhì)：15份納米纖維素、40份二氧化鈦氣凝膠粒子，15份酚氧樹脂、20份二甲基 酰胺、10份水;所述上過濾層的原料包括以下質(zhì)量份的物質(zhì):絲光化纖維30份，劍麻纖維15 份，牛角瓜纖維15份，乙二醇二縮水甘油醚1份，分散劑0.3份和所需量的水;所述下過濾層 的原料包括以下質(zhì)量份的物質(zhì)：闊葉木纖維60份，二氧化鈦氣凝膠粒子2份，β-環(huán)糊精2份， 羧甲基纖維素1份，乙二醇二縮水甘油醚1份和所需量的水。3. 如權(quán)利要求1所述的一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙，其特征在于，所述納米纖維素的長(zhǎng) 度為400-600nm，直徑為30-50nm;所述酚氧樹脂的分子量在100000-150000之間。4. 如權(quán)利要求1所述的一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙，其特征在于，所述納米纖維復(fù)合空 氣濾紙的厚度為〇. 28-0.36mm，所述上過濾層的厚度為0.10-0.15mm，所述下過濾層的厚度 為0·16-0·20mm〇5. 如權(quán)利要求4所述的一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙，其特征在于，所述納米纖維復(fù)合空 氣濾紙的定量為l〇5_115g/m2,納米纖維素復(fù)合涂層占納米纖維復(fù)合空氣濾紙總質(zhì)量的6-10%〇6. 如權(quán)利要求1所述的一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙，其特征在于，所述分散劑為焦磷酸 鈉或六偏磷酸鈉。7. -種如權(quán)利要求1-6之一所述的一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙的制備方法，其特征在 于按以下步驟進(jìn)行： a. 上過濾層坯紙的制備:對(duì)絲光化纖維、劍麻纖維、牛角瓜纖維混合后進(jìn)行打漿，漿料 濃度為1.9-2.5wt%，打漿至漿料叩解度為12-14° SR后，再進(jìn)行磨漿，直至叩解度為16-20° SR，制得漿料a;將乙二醇二縮水甘油醚加入到所述漿料a中，攪拌均勻后制得漿料b;將分散 劑加入到所述漿料b中，分散均勻后加水調(diào)節(jié)漿料濃度至1.5-1.9wt%，制得漿料c;對(duì)漿料c 進(jìn)行上網(wǎng)抄造成型后，制得上過濾層坯紙； b. 下過濾層坯紙的制備:對(duì)闊葉木纖維進(jìn)行打漿，漿料濃度為2.5-3.0%，打漿至漿料 叩解度為16-18° SR后，再進(jìn)行磨漿，直至叩解度為26-30° SR，制得漿料A;將乙二醇二縮水甘 油醚加入到所述漿料A中，攪拌均勻后制得漿料B;將二氧化鈦氣凝膠粒子、β-環(huán)糊精和羧甲 基纖維素加入到所述漿料Β中，分散均勻后加水調(diào)節(jié)漿料濃度至1.3-1.7wt%，制得漿料C，對(duì) 漿料C進(jìn)行上網(wǎng)抄造成型后，制得下過濾層坯紙； c. 上、下過濾層的貼合:將所述上過濾層坯紙和下過濾層坯紙進(jìn)行貼合，然后經(jīng)過抽真 空壓榨、烘干后制得貼合的上過濾層和下過濾層； d. 復(fù)合漿料固化:按配比配制復(fù)合漿料，涂布或噴灑到上過濾層的上表面，真空干燥 固化形成納米纖維素復(fù)合涂層后，即制得納米纖維復(fù)合空氣濾紙。8. 如權(quán)利要求7所述的一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙的制備方法，其特征在于，在經(jīng)過打 漿、磨漿后，所述絲光化纖維、劍麻纖維、牛角瓜纖維的長(zhǎng)度為2.4-2.6mm，所述闊葉木纖維 的長(zhǎng)度為2.0-2.2mm。9. 如權(quán)利要求7所述的一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙的制備方法，其特征在于，所述二氧 化鈦氣凝膠粒子的制備方法如下：將鈦酸丁酯、無水乙醇、甲苯按質(zhì)量比1:15-25 :0.02- 0.04進(jìn)行混合，制得溶液a;將無水乙醇、l-2mol/L的冰醋酸與水按質(zhì)量比10-20:3-5:1進(jìn)行 混合，制得溶液b;對(duì)溶液a在55-65 °C下進(jìn)行超聲波振蕩處理，將溶液b以l-2mL/s的速率滴 加到2-3倍質(zhì)量的溶液a中；同時(shí)向溶液a中添加質(zhì)量為溶液a的0.04-0.06倍的氫氧化錯(cuò)，繼 續(xù)攪拌2_3h后，制得溶膠;將所述溶膠靜置老化24-48h，然后使用過量的正己烷對(duì)溶膠進(jìn)行 溶劑置換24-48h，再除去正己烷，得到凝膠，最后將凝膠在300-500°C下干燥、粉碎后制得微 米尺寸的二氧化鈦氣凝膠粒子。10. 如權(quán)利要求9所述的一種納米纖維復(fù)合空氣濾紙的制備方法，其特征在于，在制得 所述凝膠后，凝膠在干燥前經(jīng)過改性處理:使用三甲基氯硅烷與正己烷的混合液對(duì)凝膠在 55-65°C下改性16-36h;其中三甲基氯硅烷、正己烷與凝膠的質(zhì)量比為30-50:50:8-12。
【文檔編號(hào)】D21H19/12GK106012652SQ201610371040
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月28日
【發(fā)明人】吳安波
【申請(qǐng)人】杭州特種紙業(yè)有限公司