一種阻燃抗菌復(fù)合空氣濾紙的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種阻燃抗菌復(fù)合空氣濾紙的制備方法，屬于空氣過濾材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明針對目前阻燃空氣濾紙中的阻燃劑阻燃效率低，加入量大，導(dǎo)致濾紙力學(xué)性能下降，阻燃效果不能持久，會有返鹵吸潮的現(xiàn)象產(chǎn)生，造成環(huán)境污染，同時濾紙表面易黏附細菌，造成二次污染的問題，本發(fā)明通過急速冷卻混合殼聚糖、淀粉，將其與正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷進行接枝反應(yīng)，以殼聚糖為抑菌物，再將反應(yīng)物接枝淀粉，增加阻燃性，再通過添加海泡石增加強度的同時，進一步提高阻燃性能，再通過與無堿玻璃微纖維、竹漿等混合造紙，再通過浸漬液浸漬，進行表面改性，添加檜柏油、多巴胺提高抗菌性，從而制備得阻燃抗菌復(fù)合空氣濾紙。
【專利說明】
一種阻燃抗菌復(fù)合空氣濾紙的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種阻燃抗菌復(fù)合空氣濾紙的制備方法，屬于空氣過濾材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣濾紙作為空氣過濾器濾芯的關(guān)鍵組成部分，其性能決定了空氣過濾器的使用效果。隨著醫(yī)藥、醫(yī)療衛(wèi)生、電子等行業(yè)對廠房潔凈度的要求越來越高，對空氣過濾器提出了更高的要求。尤其是食品、制藥等生產(chǎn)環(huán)節(jié)要求的超潔凈烘箱或高溫空氣凈化設(shè)備和系統(tǒng)，其最高工作溫度達到350°C，因此對濾紙的耐溫性提出了更高的要求。目前國內(nèi)外在溫度較高的環(huán)境中使用較多的是純玻璃微纖維濾紙，這種濾紙不含粘結(jié)劑，國內(nèi)外大多數(shù)濾紙生產(chǎn)廠家均可生產(chǎn)，這種不含粘結(jié)劑的過濾紙(有隔板)存在強度低的缺點，不利于機械化生產(chǎn)，且體積重量較大，易泄漏等缺點。
[0003]阻燃空氣濾紙是用來制作空氣濾清器中的紙質(zhì)濾芯，這種紙質(zhì)濾芯是空氣濾清器中的關(guān)鍵性部件，決定著空氣濾清器的性能。既要有好的過濾效率，又要有好的阻燃性能。目前國內(nèi)市場上該類產(chǎn)品多使用添加型阻燃劑，該類阻燃劑有兩大缺點，其一是阻燃效率低，加入的量一般都較大，從而導(dǎo)致濾紙力學(xué)性能下降，其二是阻燃效果不能持久，會有返鹵吸潮的現(xiàn)象產(chǎn)生，造成環(huán)境污染。采用空氣濾紙過濾時，細菌、病毒和微生物等都黏附在空氣濾紙的表面，濾紙所處的適宜溫、濕度就為細菌的繁殖提供了很好的環(huán)境，細菌有可能大量繁殖，一旦細菌大量繁殖就會造成二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:針對目前阻燃空氣濾紙中的阻燃劑阻燃效率低，加入量大，導(dǎo)致濾紙力學(xué)性能下降，阻燃效果不能持久，會有返鹵吸潮的現(xiàn)象產(chǎn)生，造成環(huán)境污染，同時濾紙表面易黏附細菌，造成二次污染的問題，本發(fā)明通過急速冷卻混合殼聚糖、淀粉，將其與正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷進行接枝反應(yīng)，以殼聚糖為抑菌物，再將反應(yīng)物接枝淀粉，增加阻燃性，再通過添加海泡石增加強度的同時，進一步提高阻燃性能，再通過與無堿玻璃微纖維、竹漿等混合造紙，再通過浸漬液浸漬，進行表面改性，添加檜柏油、多巴胺提高抗菌性，從而制備得阻燃抗菌復(fù)合空氣濾紙。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是:
(1)按固液比1:3，取殼聚糖放入質(zhì)量分數(shù)為20%的鹽酸溶液中，并向其中加入殼聚糖質(zhì)量I?3%的玉米淀粉，并置于超聲振蕩器中在26?28KHz下振蕩20?30min，再加入鹽酸溶液體積30?40 %的無水乙醇，攪拌均勻后放入液氮速凍機中，設(shè)定溫度為-15?-1O 0C，冷凍3?5min;
(2)在上述冷凍結(jié)束后，按質(zhì)量比6:4:1取冷凍物、正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷放入高壓反應(yīng)釜中，升溫至70?80°C，預(yù)熱20?30min，使用質(zhì)量分數(shù)為30%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.0?8.5，升溫至120?130 °C，以160r/min攪拌反應(yīng)3?4h，自然冷卻至室溫，出料并過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣直至沖洗液pH至中性；
(3)在上述沖洗過后，將濾渣與其質(zhì)量5?7%的海泡石放入碾磨機中進行研磨，過200目篩，按重量份數(shù)計，取50?55份無堿玻璃微纖維、35?40份竹漿、18?24份過篩所得的顆粒及40?50份質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為4%的鹽酸溶液放入打漿機中進行打漿，打漿至25?32°SR；
(4)將上述漿料與其質(zhì)量0.6?1.2%的聚醋酸乙烯酯，攪拌均勻，再加入水調(diào)漿至固含量為3?4%，隨后將調(diào)好的漿料以0.6?1.2cm/s的速度通過壓紙機成型，壓力設(shè)定為13?22MPa；
(5)將上述壓制成型后的濾紙原紙以2.4?2.8m/s通過浸漬槽，使浸漬均勻涂布于濾紙，隨后再將其置于真空干燥箱，設(shè)定溫度為45?50°C，真空度為0.05?0.06MPa，干燥6?Sh，即可得到阻燃抗菌復(fù)合空氣濾紙。
[0006]所述的步驟(5)中浸漬液為按重量份數(shù)計，取40?50份聚氨酯樹脂、22?24份苯丙乳液、8?16份檜柏油及I?2份多巴胺放入反應(yīng)爸中于80?85 °C下攪拌4?6h，再冷卻至室溫，即可得浸漬液。
[0007]經(jīng)檢測本發(fā)明所得的空氣濾紙耐磨度為312?330kPa，抗張強度為0.68?0.82KN/m，抗菌性能達99.8%以上，過濾效率達98.9%以上，LOI值為41.8?46.2，平均孔徑為28?34μπι0
[0008]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是:
(1)本發(fā)明制備的空氣濾紙通過以內(nèi)部殼聚糖、外部檜柏油為抗菌物質(zhì)，抗菌效果顯著，以硅類物質(zhì)、海泡石等天然物作為阻燃劑，不會對人體及環(huán)境造成傷害及污染，制備過程簡便易操作；
(2)本發(fā)明所得的空氣濾紙抗菌性能達99.8%以上，過濾效率達98.9 %以上。
【具體實施方式】
[0009]按固液比1:3，取殼聚糖放入質(zhì)量分數(shù)為20%的鹽酸溶液中，并向其中加入殼聚糖質(zhì)量I?3%的玉米淀粉，并置于超聲振蕩器中在26?28ΚΗζ下振蕩20?30min，再加入鹽酸溶液體積30?40 %的無水乙醇，攪拌均勻后放入液氮速凍機中，設(shè)定溫度為-1O?-15 0C，冷凍3?5min;在上述冷凍結(jié)束后，按質(zhì)量比6:4:1取冷凍物、正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷放入高壓反應(yīng)釜中，升溫至70?80°C，預(yù)熱20?30min，使用質(zhì)量分數(shù)為30%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.0?8.5，升溫至120?130°C，以160r/min攪拌反應(yīng)3?4h，自然冷卻至室溫，出料并過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣直至沖洗液pH至中性;在上述沖洗過后，將濾渣與其質(zhì)量5?7 %的海泡石放入碾磨機中進行研磨，過200目篩，按重量份數(shù)計，取50?55份無堿玻璃微纖維、35?40份竹漿、18?24份過篩所得的顆粒及40?50份質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為4%的鹽酸溶液放入打漿機中進行打漿，打漿至25?32°SR;將上述漿料與其質(zhì)量0.6?1.2%的聚醋酸乙烯酯，攪拌均勻，再加入水調(diào)漿至固含量為3?4%，隨后將調(diào)好的漿料以0.6?1.2cm/s的速度通過壓紙機成型，壓力設(shè)定為13?22MPa;將上述壓制成型后的濾紙原紙以2.4?2.8m/s通過浸漬槽，使浸漬均勻涂布于濾紙，隨后再將其置于真空干燥箱，設(shè)定溫度為45?50°C，真空度為0.05?0.06MPa，干燥6?8h，即可得到阻燃抗菌復(fù)合空氣濾紙。所述的中浸漬液為按重量份數(shù)計，取40?50份聚氨酯樹脂、22?24份苯丙乳液、8?16份檜柏油及I?2份多巴胺放入反應(yīng)釜中于80?85 °C下攪拌4?6h，再冷卻至室溫，即可得浸漬液。
[0010]實例I
按固液比1:3，取殼聚糖放入質(zhì)量分數(shù)為20%的鹽酸溶液中，并向其中加入殼聚糖質(zhì)量2%的玉米淀粉，并置于超聲振蕩器中在27KHz下振蕩25min，再加入鹽酸溶液體積35%的無水乙醇，攪拌均勻后放入液氮速凍機中，設(shè)定溫度為-13°C，冷凍4min;在上述冷凍結(jié)束后，按質(zhì)量比6:4:1取冷凍物、正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷放入高壓反應(yīng)釜中，升溫至75°C，預(yù)熱25min，使用質(zhì)量分數(shù)為30 %的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.0，升溫至125°C，以160r/min攪拌反應(yīng)3h，自然冷卻至室溫，出料并過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣直至沖洗液pH至中性;在上述沖洗過后，將濾渣與其質(zhì)量6%的海泡石放入碾磨機中進行研磨，過200目篩，按重量份數(shù)計，取52份無堿玻璃微纖維、38份竹漿、20份過篩所得的顆粒及45份質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為4%的鹽酸溶液放入打漿機中進行打漿，打漿至
28°SR;將上述漿料與其質(zhì)量0.8%的聚醋酸乙烯酯，攪拌均勻，再加入水調(diào)漿至固含量為3.5%，隨后將調(diào)好的漿料以0.9cm/s的速度通過壓紙機成型，壓力設(shè)定為20MPa;將上述壓制成型后的濾紙原紙以2.6m/s通過浸漬槽，使浸漬均勻涂布于濾紙，隨后再將其置于真空干燥箱，設(shè)定溫度為48°C，真空度為0.05MPa，干燥7h，即可得到阻燃抗菌復(fù)合空氣濾紙。所述的中浸漬液為按重量份數(shù)計，取45份聚氨酯樹脂、23份苯丙乳液、12份檜柏油及I份多巴胺放入反應(yīng)釜中于82 °C下攪拌5h，再冷卻至室溫，即可得浸漬液。
[0011]經(jīng)檢測本發(fā)明所得的空氣濾紙耐磨度為312kPa，抗張強度為0.68KN/m，抗菌性能達99.9%,過濾效率達99.1%, LOI值為41.8，平均孔徑為28μπι。
[0012]實例2
按固液比1:3，取殼聚糖放入質(zhì)量分數(shù)為20%的鹽酸溶液中，并向其中加入殼聚糖質(zhì)量3%的玉米淀粉，并置于超聲振蕩器中在28ΚΗζ下振蕩30min，再加入鹽酸溶液體積40%的無水乙醇，攪拌均勻后放入液氮速凍機中，設(shè)定溫度為-15°C，冷凍5min;在上述冷凍結(jié)束后，按質(zhì)量比6:4:1取冷凍物、正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷放入高壓反應(yīng)釜中，升溫至80°C，預(yù)熱30min，使用質(zhì)量分數(shù)為30 %的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.5，升溫至130°C，以160r/min攪拌反應(yīng)4h，自然冷卻至室溫，出料并過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣直至沖洗液pH至中性;在上述沖洗過后，將濾渣與其質(zhì)量7 %的海泡石放入碾磨機中進行研磨，過200目篩，按重量份數(shù)計，取55份無堿玻璃微纖維、35份竹漿、18份過篩所得的顆粒及40份質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為4%的鹽酸溶液放入打漿機中進行打漿，打漿至
32°SR;將上述漿料與其質(zhì)量1.2%的聚醋酸乙烯酯，攪拌均勻，再加入水調(diào)漿至固含量為4%，隨后將調(diào)好的漿料以1.2cm/s的速度通過壓紙機成型，壓力設(shè)定為22MPa;將上述壓制成型后的濾紙原紙以2.8m/s通過浸漬槽，使浸漬均勻涂布于濾紙，隨后再將其置于真空干燥箱，設(shè)定溫度為50°C，真空度為0.06MPa，干燥8h，即可得到阻燃抗菌復(fù)合空氣濾紙。所述的中浸漬液為按重量份數(shù)計，取50份聚氨酯樹脂、22份苯丙乳液、8份檜柏油及I份多巴胺放入反應(yīng)釜中于85 °C下攪拌6h，再冷卻至室溫，即可得浸漬液。
[0013]經(jīng)檢測本發(fā)明所得的空氣濾紙耐磨度為330kPa，抗張強度為0.82KN/m，抗菌性能達99.93%,過濾效率達99.5%, LOI值為46.2，平均孔徑為34μπι。
[0014]實例3
按固液比1:3，取殼聚糖放入質(zhì)量分數(shù)為20%的鹽酸溶液中，并向其中加入殼聚糖質(zhì)量1%的玉米淀粉，并置于超聲振蕩器中在26KHZ下振蕩20min，再加入鹽酸溶液體積30%的無水乙醇，攪拌均勻后放入液氮速凍機中，設(shè)定溫度為-10°C，冷凍3min;在上述冷凍結(jié)束后，按質(zhì)量比6:4:1取冷凍物、正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷放入高壓反應(yīng)釜中，升溫至70°C，預(yù)熱20min，使用質(zhì)量分數(shù)為30 %的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.0，升溫至120°C，以160r/min攪拌反應(yīng)3h，自然冷卻至室溫，出料并過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣直至沖洗液pH至中性;在上述沖洗過后，將濾渣與其質(zhì)量5%的海泡石放入碾磨機中進行研磨，過200目篩，按重量份數(shù)計，取50份無堿玻璃微纖維、40份竹漿、24份過篩所得的顆粒及50份質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為4%的鹽酸溶液放入打漿機中進行打漿，打漿至
25°SR;將上述漿料與其質(zhì)量0.6%的聚醋酸乙烯酯，攪拌均勻，再加入水調(diào)漿至固含量為3%，隨后將調(diào)好的漿料以0.6cm/s的速度通過壓紙機成型，壓力設(shè)定為13MPa;將上述壓制成型后的濾紙原紙以2.4m/s通過浸漬槽，使浸漬均勻涂布于濾紙，隨后再將其置于真空干燥箱，設(shè)定溫度為45°C，真空度為0.05MPa，干燥6h，即可得到阻燃抗菌復(fù)合空氣濾紙。所述的中浸漬液為按重量份數(shù)計，取40份聚氨酯樹脂24份苯丙乳液、16份檜柏油及2份多巴胺放入反應(yīng)釜中于80 0C下攪拌4h，再冷卻至室溫，即可得浸漬液。
[0015]經(jīng)檢測本發(fā)明所得的空氣濾紙耐磨度為328kPa，抗張強度為0.76KN/m，抗菌性能達99.99%,過濾效率達99.8%, LOI值為44.3，平均孔徑為32μπι。
【主權(quán)項】
1.一種阻燃抗菌復(fù)合空氣濾紙的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)按固液比1:3，取殼聚糖放入質(zhì)量分數(shù)為20%的鹽酸溶液中，并向其中加入殼聚糖質(zhì)量I?3%的玉米淀粉，并置于超聲振蕩器中在26?28KHz下振蕩20?30min，再加入鹽酸溶液體積30?40 %的無水乙醇，攪拌均勻后放入液氮速凍機中，設(shè)定溫度為-15?-1O 0C，冷凍3?5min; (2)在上述冷凍結(jié)束后，按質(zhì)量比6:4:1取冷凍物、正硅酸乙酯及三甲基氯硅烷放入高壓反應(yīng)釜中，升溫至70?80°C，預(yù)熱20?30min，使用質(zhì)量分數(shù)為30%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.0?8.5，升溫至120?130 °C，以160r/min攪拌反應(yīng)3?4h，自然冷卻至室溫，出料并過濾，使用蒸餾水沖洗濾渣直至沖洗液pH至中性； (3)在上述沖洗過后，將濾渣與其質(zhì)量5?7%的海泡石放入碾磨機中進行研磨，過200目篩，按重量份數(shù)計，取50?55份無堿玻璃微纖維、35?40份竹漿、18?24份過篩所得的顆粒及40?50份質(zhì)量分數(shù)為質(zhì)量分數(shù)為4%的鹽酸溶液放入打漿機中進行打漿，打漿至25?32°SR； (4)將上述漿料與其質(zhì)量0.6?1.2%的聚醋酸乙烯酯，攪拌均勻，再加入水調(diào)漿至固含量為3?4%，隨后將調(diào)好的漿料以0.6?1.2cm/s的速度通過壓紙機成型，壓力設(shè)定為13?22MPa； (5)將上述壓制成型后的濾紙原紙以2.4?2.8m/s通過浸漬槽，使浸漬均勻涂布于濾紙，隨后再將其置于真空干燥箱，設(shè)定溫度為45?50°C，真空度為0.05?0.06MPa，干燥6?Sh，即可得到阻燃抗菌復(fù)合空氣濾紙。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃抗菌復(fù)合空氣濾紙的制備方法，其特征在于:所述的步驟(5)中浸漬液為按重量份數(shù)計，取40?50份聚氨酯樹脂、22?24份苯丙乳液、8?16份檜柏油及I?2份多巴胺放入反應(yīng)釜中于80?85°C下攪拌4?6h，再冷卻至室溫，即可得浸漬液。
【文檔編號】D21H17/36GK106087582SQ201610462049
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】吳迪, 宋奇
【申請人】吳迪