一種用于防治pm2.5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于防治PM2.5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料，包括無紡布和通過粘結(jié)膠料復(fù)合在無紡布表面的玻璃纖維棉層，所述無紡布定量為18-24g/m2，厚度為0.08-0.12mm，孔隙率為90-92％；所述玻璃纖維棉層由直徑為0.75-0.85μm的玻璃纖維棉構(gòu)成，厚度為0.5-0.8mm，孔隙率為95％-97％；所述粘結(jié)膠料為熱熔膠，其重量為復(fù)合材料總重的0.2-0.5％；本發(fā)明還公開了一種干法制備上述空氣過濾材料的方法。本發(fā)明的空氣過濾復(fù)合材料，玻璃纖維棉排布整齊均勻，層次結(jié)構(gòu)明顯，孔隙細(xì)小，具有良好的粗、中級(jí)過濾效果和更大的通風(fēng)流量，可用于防治PM2.5的場(chǎng)所及個(gè)體防護(hù)。
【專利說明】一種用于防治PM2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料及其 制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于含硅無機(jī)纖維領(lǐng)域，涉及一種玻璃纖維復(fù)合材料及其制備方法，特別 涉及一種用于防治PM2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 氣象專家和醫(yī)學(xué)專家認(rèn)為，由細(xì)顆粒物所引發(fā)的霧霾天氣對(duì)人體健康的危害比沙 塵暴更大。粒徑大于10 μ m的顆粒物，一般不會(huì)進(jìn)入呼吸道，對(duì)人體健康基本無影響；粒徑 為2. 5-10 μ m顆粒物，能夠進(jìn)入上呼吸道，但容易被呼吸道絨毛或痰液排除，對(duì)人體健康危 害相對(duì)較?。欢叫∮?. 5μπι的細(xì)顆粒物，直徑相當(dāng)于人類頭發(fā)的1/10大小，可直接 進(jìn)入人體下呼吸道，干擾肺部的氣體交換，引發(fā)包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾 病。
[0003] 每個(gè)人每天平均要吸入約1萬升的空氣，進(jìn)入肺泡的微塵可迅速被吸收、不經(jīng)過 肝臟解毒直接進(jìn)入血液循環(huán)分布到全身；其次，會(huì)損害血紅蛋白輸送氧的能力，喪失血液。 對(duì)貧血和血液循環(huán)障礙的病人來說，可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果。例如可以加重呼吸系統(tǒng)疾病，甚至 引起充血性心力衰竭和冠狀動(dòng)脈等心臟疾病?？傊@些顆粒還可以通過支氣管和肺泡進(jìn)入 血液，其中的有害氣體、重金屬等溶解在血液中，對(duì)人體健康的傷害更大。人體的生理結(jié)構(gòu) 決定了對(duì)ΡΜ2. 5沒有任何過濾、阻攔能力，而ΡΜ2. 5對(duì)人類健康的危害卻隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的進(jìn) 步，逐步暴露出其恐怖的一面。
[0004] 在歐盟國(guó)家中，ΡΜ2. 5導(dǎo)致人們的平均壽命減少8. 6個(gè)月。而ΡΜ2. 5還可成為病 毒和細(xì)菌的載體，為呼吸道傳染病的傳播推波助瀾。國(guó)際上主要發(fā)達(dá)國(guó)家以及亞洲的日本、 泰國(guó)、印度等均將ΡΜ2. 5列入空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。其主要污染源主要來源為機(jī)動(dòng)車尾氣的排放， 環(huán)保部門監(jiān)測(cè)，2010年，全國(guó)113個(gè)環(huán)保重點(diǎn)城市中超過三分之一的城市空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。 2012年，全國(guó)113個(gè)環(huán)保重點(diǎn)城市中超過二分之一的城市空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。室外ΡΜ2. 5已 成為威脅人類健康的重要?dú)⑹?。因普通織物難以阻隔2. 5微米以下顆粒。如果要防止吸入 ΡΜ2. 5,很多口罩、尤其是棉織物類的過濾材料都做不到。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于防治ΡΜ2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù) 合材料和制備該復(fù)合材料的方法。
[0006] 本發(fā)明用于防治ΡΜ2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料，包括無紡布和通過 粘結(jié)膠料復(fù)合在無紡布表面的玻璃纖維棉層，所述無紡布定量為18_24g/m 2,其厚度為 0. 08-0. 12mm，所述玻璃纖維棉層由直徑為0. 75-0. 85 μ m的玻璃纖維棉構(gòu)成，其厚度為 0. 5-0. 8mm，所述粘結(jié)膠料為熱熔膠。
[0007] 作為本發(fā)明用于防治PM2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料的優(yōu)選，所述玻璃纖 維棉層的氣孔率為95% -97%。
[0008] 作為本發(fā)明用于防治PM2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料的另一種優(yōu)選，所述 無紡布為滌綸無紡布，其孔隙率為90-92%。
[0009] 作為本發(fā)明用于防治PM2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料的進(jìn)一步優(yōu)選，所述 熱熔膠為聚乙烯，其重量為復(fù)合材料總重的0. 2-0. 5%。
[0010] 本發(fā)明制備所述用于防治PM2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料的方法，包括以 下步驟：
[0011] 1)原料準(zhǔn)備：按質(zhì)量計(jì)選取氧化鋅3-5份、硼砂21-23份、白砂29-30份、鉀長(zhǎng)石 粉29-30份、純堿5-6份、方解石3. 5-4. 8份、碳酸鉀0. 8-0. 9份、碳酸鋇4. 5-5份，并混合 均勻；
[0012] 2)熔化：將步驟1)的原料在帶漏孔的鎳鉻坩鍋內(nèi)熔化成玻璃液，控制其溶化溫度 為 1050-120(TC ;
[0013] 3)初次纖維化：步驟2)的玻璃液從漏板流出后，經(jīng)拉絲、排絲得直徑為 0. 25-0. 35mm的初級(jí)纖維；
[0014] 4)二次纖維化：采用高溫、高速氣流牽引步驟3)的初級(jí)纖維，制得直徑為 0. 75-0. 85 μ m的玻璃纖維棉，噴吹時(shí)氣流溫度為1000-1300°C ;
[0015] 5)成型：步驟4)得到的玻璃纖維棉在重力和下托網(wǎng)下面真空箱的抽吸作用下，均 勻分散在點(diǎn)涂有熱熔膠的無紡布表面得復(fù)合材料；
[0016] 6)壓軋：利用上夾網(wǎng)對(duì)步驟6)所得復(fù)合材料進(jìn)行壓軋飾面；
[0017] 7)干燥：干燥步驟6)壓軋后的復(fù)合材料即得成品。
[0018] 進(jìn)一步，步驟7)干燥時(shí)溫度為130?180°C，時(shí)間為4?6min。
[0019] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0020] 本發(fā)明用于防治PM2. 5的過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料由直徑0. 75-0. 85 μ m的玻璃 纖維棉、定量為18_24g/m2、點(diǎn)涂有膠粉的滌綸無紡布制成；滌綸無紡布可以顯著增強(qiáng)產(chǎn)品 強(qiáng)度，提高復(fù)合材料耐久性，并便于加工。
[0021] 本發(fā)明空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料，各層孔隙率、玻璃纖維直徑，各層厚度搭配 合理，在提高復(fù)合材料強(qiáng)度的同時(shí)顯著提高了復(fù)合材料的過濾效果；本發(fā)明空氣過濾玻璃 纖維棉復(fù)合材料具有良好的粗、中級(jí)過濾效果和更大的通風(fēng)流量，可用于防治PM2. 5的場(chǎng) 所及個(gè)體防護(hù)。
[0022] 本發(fā)明制備空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料的方法，將熱熔膠預(yù)先點(diǎn)涂在無紡布 上，玻璃纖維棉與無紡布以點(diǎn)粘合的方式搭接，在保證粘合強(qiáng)度的前提下答復(fù)增大透氣度。 本發(fā)明制備PM2. 5空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料的方法為干法成型，所制得的玻璃纖維復(fù) 合材料中玻璃纖維棉排布整齊均勻，層次結(jié)構(gòu)明顯，孔隙細(xì)小，具有良好的空氣過濾效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行 說明：
[0024] 圖1為本發(fā)明制備空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料方法成型、壓軋步驟示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0026] 以下實(shí)施例將公開一種用于防治PM2. 5的過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料，包括無紡布 和通過粘結(jié)膠料復(fù)合在無紡布表面的玻璃纖維棉層，所述無紡布定量為18_24g/m 2,其厚度 為0. 08-0. 12_，所述玻璃纖維棉層由直徑為0. 75-0. 85 μ m的玻璃纖維棉構(gòu)成，其厚度為 0. 5-0. 8mm，所述粘結(jié)膠料為熱熔膠。
[0027] 優(yōu)選的，所述玻璃纖維棉層的氣孔率為95% -97%，所述無紡布為滌綸無紡布，其 孔隙率為90-92%，所述熱熔膠為聚乙烯，其重量為復(fù)合材料總重的0. 2-0. 5%。
[0028] 實(shí)施例1 :
[0029] 本實(shí)施例制備用于防治PM2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料的方法，包括以下 步驟
[0030] 1)原料準(zhǔn)備：按質(zhì)量計(jì)選取氧化鋅4份、硼砂22份、白砂29份、鉀長(zhǎng)石粉29份、 純堿6份、方解石4. 6份、碳酸鉀0. 8份、碳酸鋇4. 6份，并混合均勻；
[0031] 2)熔化：將步驟1)的原料在帶漏孔的鎳鉻坩鍋內(nèi)熔化成玻璃液，本步驟融化時(shí)控 制熔化溫度為1080°C ;
[0032] 3)初次纖維化：步驟2)的玻璃液從漏板流出后，經(jīng)人工拉絲、排絲得直徑為 0. 28mm的初級(jí)纖維；
[0033] 4)二次纖維化：采用高溫、高速氣流牽引步驟3)的初級(jí)纖維，制得直徑為 0. 82-0. 85 μ m的玻璃纖維棉；氣流溫度控制在1200°C。
[0034] 5)成型：如圖1所示，步驟4)得到的玻璃纖維棉在重力和下托網(wǎng)下面真空箱的抽 吸作用下，均勻分散在點(diǎn)涂有熱熔膠的無紡布表面得復(fù)合材料；
[0035] 6)壓軋：利用上夾網(wǎng)對(duì)步驟6)所得復(fù)合材料進(jìn)行壓軋飾面；
[0036] 7)干燥：干燥步驟6)壓軋后的復(fù)合材料即得成品。
[0037] 本實(shí)施例中，步驟5)所選無紡布的氣孔率為91% ;
[0038] 本實(shí)施例中，步驟5)的無紡布為滌綸無紡布，其定量為20g/m2 ;
[0039] 本實(shí)施例中，步驟5)所施熱熔膠為聚乙烯，其重量為復(fù)合材料總重的0. 3% ;
[0040] 本實(shí)施例中，步驟7)干燥后玻璃纖維棉層的厚度為0. 78_ ;
[0041] 本實(shí)施例中，步驟7)干燥后玻璃纖維棉層的氣孔率為97% ;
[0042] 本實(shí)施例中，步驟7)干燥時(shí)溫度為170°C，時(shí)間為6min。
[0043] 實(shí)施例2 :
[0044] 本實(shí)施例制備用于防治PM2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料的方法，包括以下 步驟
[0045] 1)原料準(zhǔn)備：按質(zhì)量計(jì)選取氧化鋅3份、硼砂22份、白砂30份、鉀長(zhǎng)石粉29. 5份、 純堿5份、方解石4. 6份、碳酸鉀0. 9份、碳酸鋇5份，并混合均勻；
[0046] 2)熔化：將步驟1)的原料在帶漏孔的鎳鉻坩鍋內(nèi)熔化成玻璃液，控制熔化溫度為 1070-1100。。；
[0047] 3)初次纖維化：步驟2)的玻璃液從漏板流出后，經(jīng)人工拉絲、排絲得直徑為 0. 29mm的初級(jí)纖維；
[0048] 4)二次纖維化：采用高溫、高速氣流牽引步驟3)的初級(jí)纖維，制得直徑為 0. 75-0. 78 μ m的玻璃纖維棉；
[0049] 5)成型：如圖1所示，步驟4)得到的玻璃纖維棉在重力和下托網(wǎng)下面真空箱的抽 吸作用下，均勻分散在點(diǎn)涂有熱熔膠的無紡布表面得復(fù)合材料；
[0050] 6)壓軋：利用上夾網(wǎng)對(duì)步驟6)所得復(fù)合材料進(jìn)行壓軋飾面；
[0051] 7)干燥：干燥步驟6)壓軋后的復(fù)合材料即得成品。
[0052] 本實(shí)施例中，步驟5)所選無紡布的氣孔率為92% ;
[0053] 本實(shí)施例中，步驟5)的無紡布為滌綸無紡布，其定量為24g/m2 ;
[0054] 本實(shí)施例中，步驟5)所施熱熔膠為聚乙烯，其重量為復(fù)合材料總重的0. 4% ;
[0055] 本實(shí)施例中，步驟7)干燥后玻璃纖維棉層的厚度為0. 55mm ;
[0056] 本實(shí)施例中，步驟7)干燥后玻璃纖維棉層的氣孔率為95% ;
[0057] 本實(shí)施例中，步驟7)干燥時(shí)溫度為140°C，時(shí)間為4min。
[0058] 實(shí)施例3 :
[0059] 本實(shí)施例制備用于防治PM2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料的方法，包括以下 步驟
[0060] 1)原料準(zhǔn)備：按質(zhì)量計(jì)選取氧化鋅5份、硼砂22份、白砂29份、鉀長(zhǎng)石粉30份、 純堿5份、方解石3. 6份、碳酸鉀0. 9份、碳酸鋇4. 5份，并混合均勻；
[0061] 2)熔化：將步驟1)的原料在帶漏孔的鎳鉻坩鍋內(nèi)熔化成玻璃液；
[0062] 3)初次纖維化：步驟2)的玻璃液從漏板流出后，經(jīng)人工拉絲、排絲得直徑為0. 3mm 的初級(jí)纖維；
[0063] 4)二次纖維化：采用高溫、高速氣流牽引步驟3)的初級(jí)纖維，制得直徑為 0. 79-0. 82 μ m的玻璃纖維棉；
[0064] 5)成型：如圖1所示，步驟4)得到的玻璃纖維棉在重力和下托網(wǎng)下面真空箱的抽 吸作用下，均勻分散在點(diǎn)涂有熱熔膠的無紡布表面得復(fù)合材料；
[0065] 6)壓軋：利用上夾網(wǎng)對(duì)步驟6)所得復(fù)合材料進(jìn)行壓軋飾面；
[0066] 7)干燥：干燥步驟6)壓軋后的復(fù)合材料即得成品。
[0067] 本實(shí)施例中，步驟5)所選無紡布的氣孔率為90% ;
[0068] 本實(shí)施例中，步驟5)的無紡布為漆纟侖無紡布，其定量為18g/m2 ;
[0069] 本實(shí)施例中，步驟5)所施熱熔膠為聚乙烯，其重量為復(fù)合材料總重的0. 5% ;
[0070] 本實(shí)施例中，步驟7)干燥后玻璃纖維棉層的厚度為0. 65mm ;
[0071] 本實(shí)施例中，步驟7)干燥后玻璃纖維棉層的氣孔率為96% ;
[0072] 本實(shí)施例中，步驟7)干燥時(shí)溫度為170°C，時(shí)間為5min。
[0073] 將實(shí)施例1制備的PM2. 5過濾玻璃棉復(fù)合過濾材料與傳統(tǒng)過濾材料進(jìn)行比較檢 測(cè)，結(jié)果如下表所示（效率與阻力采用EN779:1993標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試）：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于防治PM2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料，包括無紡布和通過粘結(jié)膠 料復(fù)合在無紡布表面的玻璃纖維棉層，其特征在于：所述無紡布定量為18_24g/m 2,其厚度 為0. 08-0. 12_，所述玻璃纖維棉層由直徑為0. 75-0. 85 μ m的玻璃纖維棉構(gòu)成，其厚度為 0. 5-0. 8mm，所述粘結(jié)膠料為熱熔膠。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于防治PM2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料，其特征在于： 所述玻璃纖維棉層的氣孔率為95% -97%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于防治PM2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料，其特征在于： 所述無紡布為滌綸無紡布，其孔隙率為90-92%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于防治PM2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料，其特征在于： 所述熱熔膠為聚乙烯，其重量為復(fù)合材料總重的〇. 2-0. 5%。
5. -種制備如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述用于防治PM2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合 材料的方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 原料準(zhǔn)備：按質(zhì)量計(jì)選取氧化鋅3-5份、硼砂21-23份、白砂29-30份、鉀長(zhǎng)石粉 29-30份、純堿5-6份、方解石3. 5-4. 8份、碳酸鉀0. 8-0. 9份、碳酸鋇4. 5-5份，并混合均 勻； 2) 熔化：將步驟1)的原料在帶漏孔的鎳鉻坩鍋內(nèi)熔化成玻璃液，控制其溶化溫度為 1050-1200。。； 3) 初次纖維化：步驟2)的玻璃液從漏板流出后，經(jīng)拉絲、排絲得直徑為0. 25-0. 35mm 的初級(jí)纖維； 4) 二次纖維化：采用高溫、高速氣流牽引步驟3)的初級(jí)纖維，制得直徑為 0. 75-0. 85 μ m的玻璃纖維棉，噴吹時(shí)氣流溫度為1000-1300°C ; 5) 成型：步驟4)得到的玻璃纖維棉在重力和下托網(wǎng)下面真空箱的抽吸作用下，均勻分 散在點(diǎn)涂有熱熔膠的無紡布表面得復(fù)合材料； 6) 壓軋：利用上夾網(wǎng)對(duì)步驟6)所得復(fù)合材料進(jìn)行壓軋飾面； 7) 干燥：干燥步驟6)壓軋后的復(fù)合材料即得成品。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述制備用于防治PM2. 5的空氣過濾玻璃纖維棉復(fù)合材料的方法， 其特征在于：步驟7)干燥時(shí)溫度為130?180°C，時(shí)間為4?6min。
【文檔編號(hào)】B01D39/14GK104083948SQ201410366525
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】郭茂, 秦大江 申請(qǐng)人:重慶再升科技股份有限公司