專利名稱：加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙及其制備方法。
技術(shù)背景
制作空氣過濾紙的主要原材料有植物纖維、有機(jī)纖維、微纖維玻璃棉(玻璃纖維) 等。衡量空氣過濾紙的兩個(gè)重要指標(biāo)是過濾效率和阻力。
過濾效率是指空氣以一定的面速(速度)通過空氣過濾紙后，過濾紙能攔截到的各種粒徑固體微粒的能力。一般說來，空氣過濾紙的效率高，攔截到的各種粒徑固體微粒就多，則相應(yīng)的空氣阻力就大；過濾紙的效率低，則阻力就小(如過濾紙的效率低而阻力大， 則屬于不良過濾材料)。所以，過濾效率高而阻力小的過濾紙是過濾行業(yè)一直追求的目標(biāo)。
隨著生活水平的提高和生活方式的改變，人們?cè)谑覂?nèi)生活的時(shí)間越來越長(zhǎng)，室內(nèi)空氣質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到人們的工作和生活。室內(nèi)的空氣中含有1.人體的呼吸、煙氣； 2.裝修材料、日常用品緩釋出的甲醛、氨、苯等；3.微生物、病毒、細(xì)菌；4.廚房油煙等。低劣的空氣質(zhì)量會(huì)使人注意力分散，工作效率下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使人產(chǎn)生頭痛、惡心、疲勞、皮膚紅腫等癥狀，統(tǒng)稱為“病態(tài)建筑綜合癥”。人們急切盼望改善日益惡劣的居室、辦公環(huán)境， 提高生存質(zhì)量，最簡(jiǎn)便易行的辦法就是對(duì)室內(nèi)的空氣進(jìn)行過濾，這就需要高效低阻的濾紙， 保證過濾效率的前提下有足夠的通風(fēng)量。
目前制造高效低阻空氣濾紙?jiān)谠牧虾凸に嚿想y以突破的情況下，若在過濾效率低的材料上加上高壓靜電，就可以實(shí)現(xiàn)高效低阻目的。當(dāng)在過濾器上加上6000V高壓靜電時(shí)，過濾器周圍形成高壓靜電場(chǎng)。帶有塵粒的氣體通過過濾器時(shí)即要通過高壓靜電場(chǎng)。高壓靜電場(chǎng)能使氣體電離，從而使塵粒帶電，帶電塵粒很易吸附到濾芯上。如F6級(jí)別(中國(guó)制冷空調(diào)工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，CRAA 430. 3-2008)(過濾效率15%，阻力8Pa)的濾紙制作成濾器后加上高壓靜電，過濾效率可以達(dá)到99. 9%而空氣的阻力基本不變，比不加靜電的濾紙的過濾效率高出6-10倍，且能降低過濾系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)運(yùn)行的能耗。過濾器上加上6000V高壓靜電時(shí)還能瞬間殺滅細(xì)菌、病毒以及花粉，小至0. Ιμπι的微塵和細(xì)菌也無法逃脫。通常用玻璃纖維制作的空氣過濾紙因放電電流大(大于20μΑ)而難以加上高壓靜電，難以達(dá)到滿意的效果。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，所得玻璃纖維空氣濾紙加上高壓靜電后漏電電流小。
本發(fā)明還提供上述制備方法得到的玻璃纖維空氣濾紙。
所述加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙的制備方法為，由14 34° SR的無堿微纖維玻璃棉、細(xì)度0. 7 6. 7dtex、長(zhǎng)3 12mm的聚酯纖維和直徑7 11 μ m、長(zhǎng)度6 12mm 的無堿玻璃纖維短切絲的均勻混合物經(jīng)濕法工藝制得，所述無堿微纖維玻璃棉、聚酯纖維和無堿玻璃纖維短切絲的質(zhì)量比為(12 18) (1 2) (5 10)。
濕法工藝制造玻璃纖維濾紙為現(xiàn)有技術(shù)，具體的，可以采用如下步驟將微纖維玻璃棉投入到水中打漿，然后加入聚酯纖維、玻璃纖維短切絲繼續(xù)打漿，形成均勻的濃漿料; 將濃漿料稀釋、成型、脫水后形成質(zhì)地均勻的濕紙頁(yè)；在濕紙頁(yè)上施加粘結(jié)劑后進(jìn)入烘箱烘干，得到空氣濾紙。優(yōu)選所述濃漿料的質(zhì)量百分比濃度為1.8-3.0%，將濃漿料用水稀釋至質(zhì)量百分比濃度為1. 8-3. 0%。。所述粘結(jié)劑優(yōu)選為苯乙烯-丙烯酸酯類共聚物乳液(簡(jiǎn)稱苯丙乳液)、丙烯酸酯類共聚物乳液(簡(jiǎn)稱純丙乳液)、醋酸乙烯-丙烯酸酯類共聚物乳液 (簡(jiǎn)稱醋丙乳液)中的2 3種進(jìn)行復(fù)配得到的混合物，所述苯乙烯-丙烯酸酯類共聚物乳液的分子量18-21萬，玻璃化溫度為30 35°C、丙烯酸酯類共聚物乳液的分子量21-22萬， 玻璃化溫度為-2 _8°C、醋酸乙烯-丙烯酸酯類共聚物乳液的分子量16-17萬，玻璃化溫度為15 20°C，粘結(jié)劑的復(fù)配比例(質(zhì)量比)為苯乙烯-丙烯酸酯類共聚物乳液丙烯酸酯類共聚物乳液醋酸乙烯-丙烯酸酯類共聚物乳液=(0-1) (0-1) (0-1)，所得玻璃纖維空氣濾紙中粘結(jié)劑的質(zhì)量為玻璃纖維空氣濾紙的6-12%，所述分子量均為重均分子量。
為了便于纖維分散得到混合均勻的漿液，打漿和稀釋用水中均含有質(zhì)量百分比為0.3-0. 7%的纖維分散劑。所述纖維分散劑優(yōu)選為烷基胺胍乙氧代乙醇陽(yáng)離子表面活性劑， 可以使用本領(lǐng)域的市售產(chǎn)品，如美國(guó)氰特公司的纖維分散劑Aerosol C-Bl0
所述濕法工藝中采用的水的電導(dǎo)率彡0. 5mS/m(25°C )，即比電阻彡0. 2ΜΩ · cm。 采用電導(dǎo)率低的水，可以進(jìn)一步降低所得濾紙?jiān)诟邏红o電環(huán)境下的放電(漏電)率。
本發(fā)明所得加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙的過濾效率屬于中效過濾紙 (F6-F9)，在高壓靜電環(huán)境下放電(漏電)率小，濾紙的過濾效率大大提高但阻力變化不大 (對(duì)于加上高壓靜電后漏電電流足夠小的空氣濾紙，加電前過濾效率低，阻力也低；加電后過濾效率大大提高但阻力變化不大)。根據(jù)加高壓靜電前濾紙的過濾效率和濾紙使用時(shí)所加高壓靜電及漏電率，過濾效率可以達(dá)到95% -99. 99%。具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例采用的水的電導(dǎo)率彡0. 5mS/m(25°C )，即比電阻彡0. 2ΜΩ -cm ；纖維分散劑為Aerosol C_61(美國(guó)氰特公司)；苯丙乳液的玻璃化溫度為32°C，分子量20萬(湖州天閣粘合劑有限公司，WD96乳液)；純丙乳液的玻璃化溫度為_8°C，分子量22萬(江蘇日出化工有限公司，TRC-02乳液)；醋丙乳液的玻璃化溫度為18°C，分子量16萬(青州貝特化工有限公司，GK-09A醋丙乳液)，所述分子量均為重均分子量。
實(shí)施例1
將12kg微纖維玻璃棉(打漿度為14° SR)投入到已加水的水力碎漿機(jī)中(水中已預(yù)先加入了 0. 3%的纖維分散劑)，打漿7分鐘，然后加入Ikg 0. 7dteXX3mm規(guī)格的有機(jī)纖維、5kg7 μ mX6mm規(guī)格的玻璃纖維短切絲等繼續(xù)打漿2分鐘，形成均勻的濃漿料(濃度1.8% )；濃漿料用泵抽到帶有攪拌的配漿池中，稀釋到濃度為1. 8%。均勻的成型漿料；成型漿料泵送到成型網(wǎng)上，在成型網(wǎng)上脫水后形成質(zhì)地均勻的濕紙頁(yè)；在濕紙頁(yè)上施加粘結(jié)劑 (苯丙乳液1kg，純丙乳液1kg)，然后進(jìn)入烘箱烘干，得到空氣過濾紙。經(jīng)檢測(cè)過濾效率為 17.2%，阻力9. 5Pa，漏電電流2·9μΑ。
實(shí)施例2
將12kg微纖維玻璃棉(打漿度為34° SR)投入到已加水的水力碎漿機(jī)中(水中已預(yù)先加入了 0. 7%的纖維分散劑)，打漿10分鐘，然后加入^cg 6. 7dtexX 12mm規(guī)格的有機(jī)纖維、10kg7 μ mX 6mm規(guī)格的玻璃纖維短切絲等繼續(xù)打漿5分鐘，形成均勻的濃漿料(濃度2.4%)；濃漿料用泵抽到帶有攪拌的配漿池中，稀釋到濃度為2.4%。均勻的成型漿料；成型漿料泵送到成型網(wǎng)上，在成型網(wǎng)上脫水后形成質(zhì)地均勻的濕紙頁(yè)；在濕紙頁(yè)上施加粘結(jié)劑(苯丙乳液1kg，純丙乳液0. 5kg,醋丙乳液Ikg)，然后進(jìn)入烘箱烘干，得到空氣過濾紙。 經(jīng)檢測(cè)過濾效率為85%，阻力82Pa，漏電電流3. 5 μ A。
實(shí)施例3
將18kg微纖維玻璃棉(打漿度為14° SR)投入到已加水的水力碎漿機(jī)中(水中已預(yù)先加入了 0. 5%的纖維分散劑)，打漿8分鐘，然后加A^g 0. 7dteXX3mm規(guī)格的有機(jī)纖維、IOkgll μ mX 12mm規(guī)格的玻璃纖維短切絲等繼續(xù)打漿4分鐘，形成均勻的濃漿料(濃度3. 0% )；濃漿料用泵抽到帶有攪拌的配漿池中，稀釋到濃度為3. 0%。均勻的成型漿料；成型漿料泵送到成型網(wǎng)上，在成型網(wǎng)上脫水后形成質(zhì)地均勻的濕紙頁(yè)；在濕紙頁(yè)上施加粘結(jié)劑(苯丙乳液0. 5kg,純丙乳液1kg，醋丙乳液Ikg)，然后進(jìn)入烘箱烘干，得到空氣過濾紙。 經(jīng)檢測(cè)過濾效率為15. 5%，阻力7Pa，漏電電流3. 1 μ A。
實(shí)施例4-8各種原料比例見下列表格，操作步驟與實(shí)施例1-3同。
表中數(shù)據(jù)單位kg
權(quán)利要求
1.一種加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于，由14 34° SR 的無堿微纖維玻璃棉、細(xì)度0. 7 6. 7dtex、長(zhǎng)3 12mm的聚酯纖維和直徑7 11 μ m、長(zhǎng)度6 12mm的無堿玻璃纖維短切絲的均勻混合物經(jīng)濕法工藝制得，所述無堿微纖維玻璃棉、聚酯纖維和無堿玻璃纖維短切絲的質(zhì)量比為(12 18) (1 2) (5 10)。
2.如權(quán)利要求1所述的加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于， 將微纖維玻璃棉投入到水中打漿，然后加入聚酯纖維、玻璃纖維短切絲繼續(xù)打漿，形成均勻的濃漿料；將濃漿料稀釋、成型、脫水后形成質(zhì)地均勻的濕紙頁(yè)；在濕紙頁(yè)上施加粘結(jié)劑后進(jìn)入烘箱烘干，得到玻璃纖維空氣濾紙。
3.如權(quán)利要求2所述的加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于， 打漿和稀釋用水中均含有質(zhì)量百分比為0. 3-0. 7%的纖維分散劑。
4.如權(quán)利要求2或3所述的加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑為苯乙烯-丙烯酸酯類共聚物乳液、丙烯酸酯類共聚物乳液、醋酸乙烯-丙烯酸酯類共聚物乳液中的2 3種進(jìn)行復(fù)配得到的混合物，所述苯乙烯-丙烯酸酯類共聚物乳液的分子量18-21萬，玻璃化溫度為30 35°C、丙烯酸酯類共聚物乳液的分子量21-22萬，玻璃化溫度為-2 -8°C、醋酸乙烯-丙烯酸酯類共聚物乳液的分子量16-17萬，玻璃化溫度為15 20°C，粘結(jié)劑的復(fù)配比例(質(zhì)量比)為苯乙烯-丙烯酸酯類共聚物乳液丙烯酸酯類共聚物乳液醋酸乙烯-丙烯酸酯類共聚物乳液= (0-1) (0-1) (0-1)，所得玻璃纖維空氣濾紙中粘結(jié)劑的質(zhì)量為玻璃纖維空氣濾紙的 6-12%，所述分子量均為重均分子量。
5.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于，所述濃漿料的質(zhì)量百分比濃度為1. 8-3. 0%，將濃漿料用水稀釋至質(zhì)量百分比濃度為 1. 8-3. 0%。。
6.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于，所述纖維分散劑為烷基胺胍乙氧代乙醇陽(yáng)離子表面活性劑。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于，所述濕法工藝中采用的水的電導(dǎo)率彡0. 5mS/m(25°C )。
8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)制備方法所得加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙。
全文摘要
本發(fā)明涉及加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙及其制備方法，所得玻璃纖維空氣濾紙加上高壓靜電后漏電電流小。所述加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙的制備方法為，由14～34°SR的無堿微纖維玻璃棉、細(xì)度0.7～6.7dtex、長(zhǎng)3～12mm的聚酯纖維和直徑7～11μm、長(zhǎng)度6～12mm的無堿玻璃纖維短切絲的均勻混合物經(jīng)濕法工藝制得，所述無堿微纖維玻璃棉、聚酯纖維和無堿玻璃纖維短切絲的質(zhì)量比為(12～18)∶(1～2)∶(5～10)。本發(fā)明所得加電性能優(yōu)異的玻璃纖維空氣濾紙的過濾效率屬于中效過濾紙(F6-F9)，在高壓靜電環(huán)境下放電(漏電)率小，濾紙的過濾效率大大提高但阻力變化不大。
文檔編號(hào)D21H13/40GK102517977SQ201110430200
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者王志明 申請(qǐng)人:中材科技股份有限公司