專利名稱：用于吸附凈化的過濾材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于吸附凈化的過濾材料，具體地說是一種具備吸附功能和過濾功能并且主要用于空氣凈化的過濾材料的制備方法。
背景技術(shù)：
吸附凈化在許多工業(yè)領(lǐng)域和公眾場所對產(chǎn)品制造過程和生命健康有著十分重大的意義。常用的吸附凈化劑有顆?；钚蕴亢屠w維活性炭，前者價格便宜、來源方便，而后者制造過程復(fù)雜、產(chǎn)能低、使用成本高，并且單一活性炭的吸附對象和效率有限，不能實現(xiàn)如空氣中有害氣體的高度去除。目前顆?；钚蕴课絻艋牧鲜怯脵C械布粉的方法將顆?；钚蕴糠植荚跓o紡布上，然后再復(fù)上無紡布后經(jīng)熱處理成型，或者在無紡布、顆?；钚蕴可鲜┮责そY(jié)劑后經(jīng)固化成型。用這兩種方法制造的產(chǎn)品存在著活性炭脫落、活性炭分布不均勻或吸附表面被黏結(jié)劑堵塞等問題，使產(chǎn)品在使用過程中產(chǎn)生二次污染而產(chǎn)品的吸附效率則大幅度降低。
另外，作為含有活性炭的吸附材料缺乏良好的過濾性能，其對顆粒物質(zhì)的去除水平低，因此在空氣需要高凈化處理時必須與具有高過濾效率的材料配合使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于以克服現(xiàn)有技術(shù)在產(chǎn)生二次污染、吸附效率波動大、吸附總效率低和過濾效率不高的不足，提供一種是具備吸附和過濾功能的吸附凈化材料及其制備方法。
本發(fā)明的構(gòu)思是這樣的將經(jīng)過化學(xué)改性顆?；钚蕴坑脷饬鬏斔偷姆椒ǚ植荚谝幻娼?jīng)過縮孔處理并且具有低熔點外殼和高熔點核心的三維雙組份纖維中，將具有一定過濾精度的無紡布過濾基材復(fù)合在其一面或兩面后在一定溫度的熱環(huán)境下整平，所說的雙組份纖維為高分子纖維，由具有不同熔點的一種或兩種高分子物質(zhì)組成，常用的如聚丙烯、聚酯等，其構(gòu)成可以是低熔點高分子包裹在高熔點高分子上，也可以是低熔點高分子附著在高熔點高分子上，但以前著為最好。這樣獲得的凈化材料兼具了吸附和過濾功能，并且顆?；钚蕴恳驓饬髯枇Φ淖罱K均一化(流阻均衡)和纖維的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而分布均勻，因纖維的雙組份而被最小的黏合面積固定。
顆?；钚蕴靠梢赃x擇瀝青基、高分子基、木材基、果殼基的一種或一種以上的混合物。其外形可以具有多樣性，但以球形為最好。
顆?；钚蕴靠梢越?jīng)過如光觸媒、納米銀.、陰一陽離子交換樹脂、酸、氧化物、氧化性物質(zhì)中的一種或一種以上的功能化處理，以提高其使用性能。
所說的無紡布過濾基材，常用的為聚丙烯和聚酯，但不受任何的限制，也可以是經(jīng)過微孔膜如聚四氟乙烯微孔膜復(fù)合處理的過濾基材，基材的選擇將直接影響產(chǎn)品的過濾性能。
所說的氣流輸送方法為常見的工業(yè)過程，在本發(fā)明中還可以加入物理振動以完善氣流輸送方法使活性炭的分布更為均勻。
所說的復(fù)合方法是指黏結(jié)劑復(fù)合和熱熔復(fù)合方法中的一種或一種以上。
本發(fā)明過濾材料的制備包括如下步驟(1)材料的選擇所選擇的活性炭的表面積為300～3000m2/g，顆粒尺寸為0.1～10.0mm，優(yōu)選的表面積為600～2000m2/g，尺寸為0.3~2.0mm；所選擇的活性炭處理試劑為光觸媒、納米銀、陰一陽離子交換樹脂、酸、氧化物、氧化性物質(zhì)，優(yōu)選的為光觸媒、陰一陽離子交換樹脂、氧化性物質(zhì)，更優(yōu)選的為光觸媒；所選擇雙組份纖維由聚丙烯、聚酯組成于并且聚丙烯包裹在聚酯纖維上，其中聚丙烯質(zhì)量含量為2％～50％，熔點為100℃～165℃，優(yōu)選的質(zhì)量含量為5％～15％，熔點為120℃～145℃，聚酯質(zhì)量含量為50％～98％，熔點為≥140℃，優(yōu)選的質(zhì)量含量為85％～95％，熔點為≥160℃；所選擇無紡布過濾基材為20～450g/m。，優(yōu)選的為30～150g/m2，如采用具有微孔膜的無紡布過濾基材，則微孔膜材料優(yōu)選聚四氟乙烯微孔膜。
(2)復(fù)合方法的選擇所選擇的復(fù)合方法為黏結(jié)劑復(fù)合方法，黏結(jié)劑選擇熱熔黏結(jié)劑如EVA，復(fù)合加熱溫度為40℃～110℃，優(yōu)選的為70℃～90℃。
(3)氣流輸送方法的選擇所選擇的氣流輸送方法為變流量輸送方法，流量變化范圍為1～10倍，優(yōu)選的為2～5倍，輸送氣流為空氣，溫度控制在90℃以下，優(yōu)選的為70℃以下。
(4)制備將雙組份纖維蓬松無紡織布在熱轉(zhuǎn)鼓上進(jìn)行一面縮孔處理后，活性炭隨著氣流被輸送到未經(jīng)縮孔處理的一面，由于氣流的速度變化和氣流阻力的分配，活性炭均勻地分布于雙組份纖維蓬松無紡織布的三維結(jié)構(gòu)中，將噴灑有EVA熱熔膠粉末一面的無紡布過濾基材疊合在上述材料的兩面，并且按熱熔復(fù)合方法裝載在偶合的熱復(fù)合轉(zhuǎn)鼓上，最后收卷于帶力矩電機的張力轉(zhuǎn)鼓上，復(fù)合速度控制在0.1～5.0m/min，優(yōu)選的為0.8～2.5m/min。
采用上述方法所制備的過濾材料制造方法簡單、生產(chǎn)成本低廉，兼產(chǎn)品具過濾和吸附功能，產(chǎn)品不僅過濾顆粒的性能可靠，而且對有害氣體的去除效率也很高，另外材料具備還工況流阻低，可再生使用等特點。例如用本發(fā)明制造的汽車空調(diào)用過濾材料，在空氣速度5.3cm/sec時對0.5um顆粒的過濾效率≥95％，有害氣體的去除效率≥80％，而壓力降≤70Pa.；又如用于I_tEPA級車間的過濾材料，由于在過濾材料表面增加了聚四氟乙烯微孔膜，在空氣速度5.3cm/sec時對0.3um DOP的過濾效率≥99.99％，有害氣體的去除效率≥88％，而壓力降≤200Pa。


圖1為常規(guī)過濾材料。
圖2為含有聚四氟乙烯微孔膜的過濾材料。
具體實施例方式
實施例1將68℃熔點的EVA熱熔膠粉末配制成懸浮液后噴灑在70g/m。聚酯水刺無紡布(1)上，記為A；將A有EVA熱熔膠的一面與由110℃熔點的聚丙烯1.5份和180℃熔點的聚酯8.5份組成的雙組份纖維蓬松無紡織布(2)在80。C下熱復(fù)合，記為B；將B無A的一面置于含有1.5Kg/m?；瘜W(xué)改性活性炭(3)的氣流下，控制氣流速度平均值為1m。/min，溫度為＜30℃，B的運動速度為5.0m。/min，選擇的活性炭表面積為900m。/g、當(dāng)量中直徑平均值為0.5mm，得到半產(chǎn)品記為C；將68℃熔點的EVA熱熔膠粉末配制成懸浮液后噴灑在100g/m。聚酯水刺無紡布(4)上，記為D；將D有EVA熱熔膠的一面與C無A的。而疊合后送入表面溫度為145℃的偶合的熱復(fù)合轉(zhuǎn)鼓中，轉(zhuǎn)鼓線速度控制在2.5m/min，所制得的過濾材料厚度為2.2mm，結(jié)構(gòu)如圖1。
按照常規(guī)的性能評價方法，該過濾材料在過濾空氣時的集塵效率為90.6％，甲醛的去除效率為75.7％，壓力降為28Pa，。
實施例2
將78。C熔點的EVA熱熔膠粉末配制成懸浮液后噴灑在70g/m。聚酯水刺無紡布(1)上，記為A；將A有EVA熱熔膠的一面與由125℃熔點的聚丙烯1份和185℃熔點的聚酯9份組成的雙組份纖維蓬松無紡織布(嬰在85℃下熱復(fù)合，記為B；將B無A的一面置于含有1.5Kg/m3，化學(xué)改性活性炭(3)的氣流下，控制氣流速度平均值為1m3/min，溫度為＜30℃，B的運動速度為4.0m2/min，選擇的活性炭表面積為1200m2/g、當(dāng)量中直徑平均值為0.35mm，得到半產(chǎn)品記為C；將781~C熔點的EVA熱熔膠粉末配制成懸浮液后噴灑在80g/m2聚丙烯熔噴無紡布(4)上(過濾效率為歐洲標(biāo)準(zhǔn)H10)，記為D；將D有EVA熱熔膠的一面與C無A的一面疊合后送入表面溫度為165℃的偶合的熱復(fù)合轉(zhuǎn)鼓中，轉(zhuǎn)鼓線速度控制在2.5m/min，所制得的過濾材料厚度為2.5mm，結(jié)構(gòu)如圖1。
按照常規(guī)的膜性能評價方法，該過濾材料在空氣速度5.3cm/sec時對0.3umDOP的過濾效率為88.5％，甲醛的去除效率為82.2％，壓力降為103Pa。
實施例3用如實施例2中所述制造方法，將D更換為一面復(fù)合聚四氟乙烯微孔膜(5)的90g/m。聚酯水刺無紡布(4)，聚四氟乙烯微孔膜的過濾效率為歐洲標(biāo)準(zhǔn)H13，所制得的過濾材料厚度為2.7mm，結(jié)構(gòu)如圖2。
按照常規(guī)的膜性能評價方法，該過濾材料在空氣速度5.3cm/sec時對0.3umDOP的過濾效率為99.5％，甲醛的去除效率為82.6％，爪力降為180Pa，達(dá)到歐洲標(biāo)準(zhǔn)H12的效率要求。
權(quán)利要求
1.一種用于吸附凈化的過濾材料，其特征在于將經(jīng)過化學(xué)改性處理的顆粒活性炭用氣流輸送的方法分布在一面經(jīng)過縮孔處理并且具有低熔點外殼和高熔點核心的三維雙組份纖維中，將具有一定過濾精度的無紡布過濾基材復(fù)合在其一面或兩面后在一定溫度的熱環(huán)境下整平，所述的化學(xué)改性處理是把顆?；钚蕴拷?jīng)過光觸媒、納米銀、陰陽交換樹脂、酸、氧化物、氧化性物質(zhì)中的一種或一種以上的處理；所述的雙組份纖維為高分子纖維，由不同熔點的一種或兩種高分子物質(zhì)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于吸附凈化的過濾材料，其特征在于顆粒活性炭可以選擇瀝青基、高分子基、木材基、果殼基等類似物的一種或一種以上的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于吸附凈化的過濾材料，其特征在于所述的顆?；钚蕴康男螤顬榍蛐巍?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙組份纖維的構(gòu)成是低熔點高分子包裹在高熔點高分子上或低熔點高分子附著在高熔點高分子上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于吸附凈化的過濾材料，其特征在于所述的無紡布過濾基材是聚丙烯、聚酯、微孔膜經(jīng)過復(fù)合處理的過濾基材。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于吸附凈化的過濾材料，其特征在于所述的復(fù)合是黏結(jié)劑復(fù)合或熱熔復(fù)合中的一種或一種以上。
7.一種用于吸附凈化的過濾材料的制備方法，其特征在于第一步、材料的選擇所選擇的活性炭的表面積為300～3000m2/g，顆粒尺寸為0.1～10.0mm，優(yōu)選的表面積為600～2000m2/g，尺寸為0.3～2.0mm；所選擇的活性炭處理試劑為光觸媒、納米銀、陰一陽離子交換樹脂、酸、氧化物、氧化性物質(zhì)。所選擇雙組份纖維由聚丙烯、聚酯組成于并且聚丙烯包裹在聚酯纖維上，其中聚丙烯質(zhì)量含量為2％～50％，熔點為100℃～165℃，優(yōu)選的質(zhì)量含量為5％～15％，熔點為120℃～145℃，聚酯質(zhì)量含量為50％～98％，熔點為≥140℃，優(yōu)選的質(zhì)量含量為85％～95％，熔點為≥160℃；所選擇無紡布過濾基材為20～450g/m2。，優(yōu)選的為30～150g/m2，如采用具有微孔膜的無紡布過濾基材，則微孔膜材料優(yōu)選聚四氟乙烯微孔膜。第二步、復(fù)合方法的選擇所選擇的復(fù)合方法為黏結(jié)劑復(fù)合方法，黏結(jié)劑選擇熱熔黏結(jié)劑，復(fù)合加熱溫度為40℃～110℃。第三步、氣流輸送方法的選擇所選擇的氣流輸送方法為變流量輸送方法，流量變化范圍為1～10倍，優(yōu)選的為2～5倍，輸送氣流為空氣，溫度控制在90℃以下。第四步、制備將雙組份纖維蓬松無紡織布在熱轉(zhuǎn)鼓上進(jìn)行一面縮孔處理后，活性炭隨著氣流被輸送到未經(jīng)縮孔處理的一面，由于氣流的速度變化和氣流阻力的分配，活性炭均勻地分布于雙組份纖維蓬松無紡織布的三維結(jié)構(gòu)中，將噴灑有EVA熱熔膠粉末一面的無紡布過濾基材疊合在上述材料的兩面，并且按熱熔復(fù)合方法裝載在偶合的熱復(fù)合轉(zhuǎn)鼓上，最后收卷于帶力矩電機的張力轉(zhuǎn)鼓上，復(fù)合速度控制在0.1～5.0m/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于吸附凈化的過濾材料的制備方法，其特征在于第一步中所選擇的活性炭處理試劑為光觸媒。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于吸附凈化的過濾材料的制備方法，其特征在于復(fù)合的加熱熱為70～90℃。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于吸附凈化的過濾材料的制備方法，其特征在于所述的溫度控制在70℃以下。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于吸附凈化的過濾材料，將經(jīng)過化學(xué)改性顆?；钚蕴坑脷饬鬏斔偷姆椒ǚ植荚谝幻娼?jīng)過縮孔處理并且具有低熔點外殼和高熔點核心的三維雙組份纖維中，將具有一定過濾精度的無紡布過濾基材復(fù)合在其一面或兩面后在一定溫度的熱環(huán)境下整平。具有產(chǎn)品不僅過濾顆粒的性能可靠，而且對有害氣體的去除效率也很高。
文檔編號B01J20/20GK1698949SQ200510024848
公開日2005年11月23日 申請日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者馬炳榮, 尤健民, 楊樹學(xué) 申請人:桐鄉(xiāng)市健民過濾材料有限公司, 馬炳榮