本發(fā)明涉及一種改性障礙性粉塵的高聚能復(fù)合阻塵材料及制備方法與應(yīng)用，具體涉及一種能將“呼吸性粉塵”改性成“障礙性粉塵”的高聚能復(fù)合阻塵材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

塵肺病，是我國(guó)目前危害最嚴(yán)重且量大面廣的職業(yè)病，是不可逆轉(zhuǎn)不可治愈的致殘性疾病，而造成塵肺病的直接原因是接塵人員吸入“呼吸性粉塵”并在肺中潴留引起巨噬細(xì)胞性肺炎，塵細(xì)胞性肉芽腫和粉塵致肺纖維化。此外還有金屬及其化合物粉塵肺沉著病、刺激性化學(xué)物所致慢性阻塞性肺疾病、硬金屬肺病等其他呼吸系統(tǒng)疾病危害著人類的健康。甚至霧霾等惡劣天氣也給人們的呼吸道帶來(lái)各種不良影響，比如PM_2.5顆粒物(環(huán)境空氣中空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于或等于2.5μm的顆粒物，包含在可吸入顆粒物PM₁₀之中，是PM₁₀的一部分)，對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量影響極大。

“呼吸性粉塵”包括無(wú)機(jī)粉塵和有機(jī)粉塵。無(wú)機(jī)粉塵主要是礦物性粉塵，亦包括金屬粉塵和人工無(wú)機(jī)粉塵：矽塵：是指游離二氧化硅含量大于10％的粉塵，如煤礦掘進(jìn)、非煤礦山開(kāi)采、巖石開(kāi)采、隧道挖掘中產(chǎn)生的粉塵，矽塵是生物學(xué)活性最強(qiáng)，對(duì)人體健康危害最大的粉塵；硅酸鹽塵：石棉、滑石、云母、高嶺土、水泥粉塵均屬此類，其中以石棉粉塵最重要，此類粉塵除含有SiO₂外，還含有Mg、Fe、Ca、A1等化學(xué)元素；含碳粉塵：煤塵、炭黑、石墨、煤質(zhì)活性炭等粉塵；金屬粉塵：金屬冶煉、電焊時(shí)產(chǎn)生的煙霧，如鋁、鐵、錫、鉛、鋅、鈹、銅等金屬及其化合物粉塵；非金屬粉塵：如石英、大理石、頁(yè)巖、石灰石等；人工無(wú)機(jī)粉塵：如金剛砂、玻璃纖維、人造礦物棉、礦渣棉、巖棉、玻璃棉等。有機(jī)粉塵主要是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、有機(jī)化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥等行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵，其多為動(dòng)植物的蛋白及有機(jī)化學(xué)物，對(duì)健康的影響主要是引起機(jī)體過(guò)敏性疾病，如職業(yè)性哮喘、過(guò)敏性肺泡炎等，有機(jī)粉塵就其性質(zhì)可分為以下幾種：植物性粉塵，如木塵、煙、草、棉、麻、谷物、茶、甘蔗、中藥材、絲竹、果殼、食品添加劑等粉塵；動(dòng)物性粉塵，如畜毛、羽毛、角粉、皮革、骨質(zhì)等粉塵；人工有機(jī)粉塵，如有機(jī)染料、藥、植物活性炭粉塵、人造有機(jī)纖維等粉塵。

“呼吸性粉塵”空氣動(dòng)力學(xué)直徑均在7.07μm以下，空氣動(dòng)力學(xué)直徑5μm粉塵粒子的采樣效率為50％，簡(jiǎn)稱呼塵(GBZ 2.1-2007術(shù)語(yǔ)和定義3.8)。粉塵直徑在5-10μm時(shí)，可達(dá)到人體的氣管壁，粉塵直徑在5μm以下的可達(dá)到肺泡區(qū)(無(wú)纖毛呼吸性細(xì)支氣管、肺泡管、肺泡囊)，這種粉塵對(duì)人體的危害極大，但是當(dāng)粉塵的直徑在10μm以上時(shí)，僅僅能夠達(dá)到人體的鼻咽部。如果能將這種“呼吸性粉塵”進(jìn)行改性，使之不能進(jìn)入到接觸者的肺部，那么不但會(huì)避免塵肺病，也可以降低霧霾等惡劣天氣給人們帶來(lái)的危害。

本發(fā)明將“呼吸性粉塵”與L3035-型或V1223-型高聚能復(fù)合阻塵材料產(chǎn)品接觸時(shí)發(fā)生黏附凝聚，進(jìn)而可以將這種小于10μm的多分散粉塵改性團(tuán)聚成體量大于10μm以上的單分散粉塵，這種體量大于10μm以上的單分散粉塵不能到達(dá)肺泡區(qū)，定義為“障礙性粉塵”，簡(jiǎn)稱“障塵”。將“呼吸性粉塵”改性成“障礙性粉塵”后，障礙性粉塵顆粒物就不能進(jìn)入肺泡區(qū)，從而使接塵人員可以避免罹患?jí)m肺病或呼吸系統(tǒng)疾病。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種改性障礙性粉塵的高聚能復(fù)合阻塵材料的制備方法，將表面活性劑與濾材纖維、靜電纖維和精過(guò)濾材料復(fù)合在一起，從而制備成高聚能復(fù)合阻塵材料。

本發(fā)明的目的之二是提供一種經(jīng)過(guò)上述方法制備而成的高聚能復(fù)合阻塵材料，該高聚能復(fù)合阻塵材料能夠?qū)ⅰ昂粑苑蹓m”改性成“障礙性粉塵”。

本發(fā)明的目的之三是提供一種上述高聚能復(fù)合阻塵材料的應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明首先提供一種改性障礙性粉塵的高聚能復(fù)合阻塵材料，由表面活性劑纖維層、靜電纖維層和聚四氟乙烯纖維層依次按照表層、中層和里層的順序利用超聲波熔接壓合技術(shù)制備而成的(如圖1所示)：

所述的表面活性劑纖維層由烷基硫酸鈉或其衍生物、硅酸鈉或其衍生物、甜菜堿或其衍生物、偏鋁酸鈉或其衍生物、山梨醇或其衍生物、烷基糖苷或其衍生物、羧酸鹽或其衍生物，或者木薯淀粉或其衍生物中的任意一種噴灑于丙綸纖維或者滌綸纖維的表面而形成的；

本發(fā)明所述的表層、中層和里層，指的是表面活性劑纖維層、靜電纖維層和聚四氟乙烯纖維層在進(jìn)行壓合時(shí)的順序；在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，表面活性劑纖維層可以作為外層使用、聚四氟乙烯纖維層也可以作為外層使用。

上述技術(shù)方案中，所述的表面活性劑纖維層或者聚四氟乙烯纖維層的外側(cè)還可以復(fù)合一層無(wú)紡布，所述的無(wú)紡布，單位面積100-300g/m²。根據(jù)使用情況，確定外層為表面活性劑纖維層時(shí)，在表面活性劑纖維層的外側(cè)復(fù)合無(wú)紡布；而確定外層為聚四氟乙烯纖維層時(shí)，在聚四氟乙烯纖維層的外側(cè)復(fù)合無(wú)紡布；無(wú)紡布在最終使用時(shí)位于最外側(cè)，其用途是印示產(chǎn)品技術(shù)信息，不起過(guò)濾作用。

上述技術(shù)方案中，所述的表面活性劑纖維層，厚度為0.40mm～0.70mm，密度為：經(jīng)向260根/10cm、緯向220根/10cm；

所述的靜電纖維層為聚丙烯靜電纖維層，厚度為：0.40m、m～0.45mm，密度為：經(jīng)向220根/10cm、緯向180根/10cm；

所述的聚四氟乙烯纖維層，厚度為0.10mm～0.20mm，密度：經(jīng)向210根/10cm、緯向170根/10cm。

上述技術(shù)方案中，所述的表面活性劑纖維層優(yōu)選為由烷基硫酸鈉及其衍生物、硅酸鈉及其衍生物、甜菜堿及其衍生物、偏鋁酸鈉及其衍生物中的任意一種按照4g-6g/m²的比例噴灑于丙綸纖維的表面而形成的；該種高聚能復(fù)合阻塵材料用于制造將“無(wú)機(jī)呼吸性粉塵”改性成“無(wú)機(jī)障礙性粉塵”的防塵口罩或者制造過(guò)濾元件、濾塵芯片、濾料制品等產(chǎn)品方面；所述的防塵口罩優(yōu)選為自吸過(guò)濾式防顆粒物呼吸器，煤礦用自吸過(guò)濾式防塵口罩，金屬冶煉行業(yè)自吸過(guò)濾式防塵口罩，金屬及非金屬礦物巖石開(kāi)采及其制品行業(yè)的防塵口罩，建筑、建材、裝修行業(yè)的防塵口罩，露天工作場(chǎng)所防PM_2.5顆粒物的防塵口罩，日常防護(hù)型口罩，隨棄式半面防塵口罩。

上述技術(shù)方案中，所述的表面活性劑纖維層優(yōu)選為由山梨醇及其衍生物、烷基糖苷及其衍生物、羧酸鹽及其衍生物、木薯淀粉及其衍生物中的任意一種按照4g-6g/m²的比例噴灑于滌綸纖維的表面而形成的；該種高聚能復(fù)合阻塵材料用于制造將“有機(jī)呼吸性粉塵”改性成“有機(jī)障礙性粉塵”的防塵口罩或者制造過(guò)濾元件、濾塵芯片、濾料制品等產(chǎn)品方面；所述的防塵口罩優(yōu)選為自吸過(guò)濾式防顆粒物呼吸器，農(nóng)、林、牧、副、漁動(dòng)植物制品行業(yè)的防塵口罩，露天工作場(chǎng)所防PM_2.5顆粒物的防塵口罩，日常防護(hù)型口罩，隨棄式半面防塵口罩。

本發(fā)明還提供一種上述高聚能復(fù)合阻塵材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備表面活性劑溶物：將水加熱至30-50℃后，將表面活性劑添加到水中，攪拌30min；然后添加黏膠劑，繼續(xù)攪拌30min后得到表面活性劑溶物；

所述的水的重量為表面活性劑重量的2～3倍；

所述的黏膠劑的添加量為表面活性劑的0.2wt％-0.5wt％；

所述的表面活性劑為烷基硫酸鈉或其衍生物、硅酸鈉或其衍生物、甜菜堿或其衍生物、偏鋁酸鈉或其衍生物、山梨醇或其衍生物、烷基糖苷或其衍生物、羧酸鹽或其衍生物、或者木薯淀粉或其衍生物中的任意一種；

所述的黏膠劑為：瓊脂、果膠、紅藻膠、海藻酸鈉中的任意一種，黏膠劑的粘度為3～5CPS。

(2)制備表面活性劑纖維層：將步驟(1)得到的表面活性劑溶物按照4g-6g/m²配比均勻的噴灑至丙綸纖維(PP)或滌綸纖維(PE)表面后干燥，得到表面活性劑纖維層；

(3)制備高聚能復(fù)合阻塵材料：將步驟(2)得到的表面活性劑纖維層、靜電纖維層、聚四氟乙烯纖維層依次按照表層、中層和里層的順序放入超聲波壓合機(jī)或超聲波熔接機(jī)中，經(jīng)一次超聲波熔接壓合即得所述的高聚能復(fù)合阻塵材料；

所述的超聲波熔接壓合的條件為：超聲波頻率為15KHz、氣壓為6-8Mpa、功率為4200瓦(所述的超聲波壓合機(jī)、超聲波熔接機(jī)均為本領(lǐng)域常用的、現(xiàn)有技術(shù)存在的或者市售的超聲波壓合機(jī))；

所述的表面活性劑纖維層，厚度為0.40mm～0.70mm，密度為：經(jīng)向260根/10cm、緯向220根/10cm；

所述的靜電纖維層，厚度為：0.40mm～0.45mm，密度為：經(jīng)向220根/10cm、緯向180根/10cm；

所述的聚四氟乙烯纖維層，厚度為0.10mm～0.20mm，密度：經(jīng)向210根/10cm、緯向170根/10cm；

所述的靜電纖維層為聚丙烯靜電纖維層。

上述技術(shù)方案中，步驟(2)中，噴灑于丙綸纖維表面的表面活性劑溶物為烷基硫酸鈉或其衍生物、硅酸鈉或其衍生物、甜菜堿或其衍生物、偏鋁酸鈉或其衍生物的溶物中的任意一種。

上述技術(shù)方案中，步驟(2)中，噴灑于滌綸纖維表面的表面活性劑溶物為山梨醇或其衍生物、烷基糖苷或其衍生物、羧酸鹽或其衍生物、木薯淀粉或其衍生物的溶物中的任意一種。

上述技術(shù)方案中，步驟(3)中，所述的表面活性劑纖維層或者聚四氟乙烯纖維層的外側(cè)還復(fù)合有一層無(wú)紡布，具體方法為：將無(wú)紡布置于表面活性劑纖維層或者聚四氟乙烯纖維層的外側(cè)后放入超聲波壓合機(jī)或超聲波熔接機(jī)中，經(jīng)一次超聲波熔接壓合即得所述的高聚能復(fù)合阻塵材料；

所述的無(wú)紡布，單位面積100-300g/m²。

本發(fā)明的原理為：

①高聚能復(fù)合阻塵材料具有集范德華有效引力、卡西米爾有效引力、液橋有效引力和靜電有效引力“四位一體的引力團(tuán)聚增大功能”，“呼吸性粉塵”在高聚能復(fù)合阻塵材料“四位一體引力團(tuán)聚增大功能”的作用下發(fā)生凝聚、黏附，從而改性團(tuán)聚成“障礙性粉塵”。(如圖2所示)

②“呼吸性粉塵”顆粒與高聚能復(fù)合阻塵材料接觸時(shí)，粉塵顆粒表面環(huán)繞的水氣膜被高聚能復(fù)合阻塵材料的表面活性劑刺破，使粉塵顆粒在20nm的短程范德華有效引力和100nm的中程卡西米爾有效引力作用下發(fā)生一次、二次凝聚；粉塵顆粒表面環(huán)繞的水氣膜和高聚能復(fù)合阻塵材料間隙內(nèi)的空氣被擠出后，在表面活性劑的親油基分子和親水基分子分別作用下，帶有正負(fù)電荷的油性粉塵顆粒或非油性粉塵顆粒在2～3μm的中遠(yuǎn)程液橋有效引力和0.1μm--10μm的長(zhǎng)程靜電有效引力作用下被高聚能復(fù)合阻塵材料黏附，從而將粒徑小于10μm的多分散“呼吸性粉塵”改性團(tuán)聚成粒徑大于10μm以上不能進(jìn)入肺泡區(qū)的單分散“障礙性粉塵”。(如圖2所示)

③根據(jù)“無(wú)機(jī)呼吸性粉塵”和“有機(jī)呼吸性粉塵”不同的物理化學(xué)特性，運(yùn)用接觸力學(xué)作用機(jī)理對(duì)過(guò)濾材料性質(zhì)和粉塵顆粒表面進(jìn)行合成改變，將普通過(guò)濾材料對(duì)粉塵的“單一過(guò)濾效率功能”改性為以范德華引力、卡西米爾引力、液橋引力和靜電引力集合為“四位一體的引力團(tuán)聚增大功能”，運(yùn)用“四位一體的引力團(tuán)聚增大功能”將多分散“呼吸性粉塵”改性成體量大于10μm以上不能進(jìn)入肺泡區(qū)的單分散“障礙性粉塵”，是對(duì)防塵口罩技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域由單純追求高過(guò)濾造成高阻力的“過(guò)濾效率”理論，向大團(tuán)聚低阻力的“阻塵效果”新理論、新技術(shù)的創(chuàng)新革命(如圖2所示)。

本發(fā)明技術(shù)新穎性在于：

(1)表面活性劑纖維層，能夠刺破粉塵顆粒表面環(huán)繞水氣膜使之相互凝聚，表面活性劑纖維涂層吸附濕潤(rùn)空氣和人體呼出潮氣潤(rùn)濕產(chǎn)生大量密集微小的泡沫粒子群，泡沫粒子群在纖維層表面廣泛鋪展與粉塵相遇，在液橋引力作用下迅速將粉塵濕潤(rùn)、黏附、團(tuán)聚變大至10μm以上；

(2)靜電纖維層，能夠捕捉帶±靜電荷的粉塵；

(3)聚四氟乙烯纖維層，為精過(guò)濾材料，能夠過(guò)濾細(xì)微粉塵；

(4)本發(fā)明將呼吸性粉塵改性團(tuán)聚成大于10μm的“障礙性粉塵”后，因其體量龐大使之不能通過(guò)氣管到達(dá)人體肺泡區(qū)，接塵人員可以避免罹患?jí)m肺病或呼吸系統(tǒng)疾病。

附圖說(shuō)明

圖1：本發(fā)明高聚能復(fù)合阻塵材料的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本發(fā)明將“呼吸性粉塵”改性成“障礙性粉塵”的動(dòng)力示意圖；

圖3：本發(fā)明實(shí)施例中Z-10型障礙性粉塵測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1為表面活性劑纖維，2為靜電纖維，3為聚四氟乙烯纖維，4為呼吸性粉塵，5為障礙性粉塵，6為高聚能復(fù)合阻塵材料，7為發(fā)塵用的風(fēng)扇，8為粉塵輸送臺(tái)，9為活動(dòng)隔板，10為高聚能復(fù)合阻塵材料或防塵口罩或過(guò)濾元件、濾塵芯片、濾料制品，11為吸氣用的風(fēng)扇，12為加濕器，13為粉塵測(cè)試儀，14為呼吸性粉塵測(cè)試倉(cāng)，15為障礙性粉塵測(cè)試倉(cāng)。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的具體實(shí)施方式詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不限于以下描述內(nèi)容：

實(shí)施例1：

一種改性障礙性粉塵的高聚能復(fù)合阻塵材料，是通過(guò)下述方法制備而成的：

(1)制備表面活性劑溶物：將水加熱至30-50℃后，將表面活性劑添加到水中，攪拌30min；然后添加黏膠劑，繼續(xù)攪拌30min后得到表面活性劑溶物；

所述的水的添加量為表面活性劑的2.5倍；

所述的黏膠劑的添加量為表面活性劑的0.3wt％；

所述的表面活性劑為烷基硫酸鈉；

所述的黏膠劑為瓊脂(也可以采用果膠、紅藻膠、海藻酸鈉中的任意一種)；

(2)制備表面活性劑纖維：將步驟(1)得到的表面活性劑溶物按照5g/m²的配比均勻的噴灑至丙綸表面，得到表面活性劑纖維；

(3)制備高聚能復(fù)合阻塵材料：將步驟(2)得到的表面活性劑纖維、靜電纖維、聚四氟乙烯纖維按照表層、中層和里層的順序放入超聲波熔接機(jī)(型號(hào)：JY-110-100)中，經(jīng)一次超聲波熔接壓合，即得所述的高聚能復(fù)合阻塵材料；

所述的超聲波壓合的條件為：超聲波頻率為15KHz，氣壓為6-8Mpa、功率為4200瓦；

所述的表面活性劑纖維層，厚度為0.40mm～0.70mm，密度為：經(jīng)向260根/10cm、緯向220根/10cm；

所述的靜電纖維層，厚度為：0.40mm～0.45mm，密度為：經(jīng)向220根/10cm、緯向180根/10cm；

所述的聚四氟乙烯纖維層，厚度為0.10mm～0.20mm，密度：經(jīng)向210根/10cm、緯向170根/10cm；

所述的靜電纖維層為聚丙烯靜電纖維層。

本實(shí)施例得到的高聚能復(fù)合阻塵材料命名為L(zhǎng)3035-A型高聚能復(fù)合阻塵材料，該材料適用于改性以下無(wú)機(jī)障礙性粉塵：煤塵、炭黑粉塵、沉淀SiO₂(白炭黑)、碳化硅粉塵、碳纖維粉塵或相近粉塵。

實(shí)施例2：

一種改性障礙性粉塵的高聚能復(fù)合阻塵材料，制備方法與實(shí)施例1相同，所不同的是表明活性劑的種類為硅酸鈉，本實(shí)施例得到的高聚能復(fù)合阻塵材料命名為L(zhǎng)3035-B型高聚能復(fù)合阻塵材料，該材料適用于改性以下無(wú)機(jī)障礙性粉塵：矽塵、石英粉塵、大理石粉塵、沸石粉塵、稀土粉塵、蛭石粉塵、重晶石粉塵、螢石混合性粉塵、白云石粉塵或相近粉塵。

實(shí)施例3：

一種改性障礙性粉塵的高聚能復(fù)合阻塵材料，制備方法與實(shí)施例1相同，所不同的是表明活性劑的種類為甜菜堿，本實(shí)施例得到的高聚能復(fù)合阻塵材料命名為L(zhǎng)3035-C型高聚能復(fù)合阻塵材料，該材料適用于改性以下無(wú)機(jī)障礙性粉塵：鋁塵、砂輪磨塵、金屬粉塵、玻璃鋼粉塵、錫及其化合物粉塵、鐵及其化合物粉塵、銻及其化合物粉塵、硬質(zhì)合金粉塵、云母粉塵或相近粉塵。

實(shí)施例4：

一種改性障礙性粉塵的高聚能復(fù)合阻塵材料，制備方法與實(shí)施例1相同，所不同的是表明活性劑的種類為偏鋁酸鈉，本實(shí)施例得到的高聚能復(fù)合阻塵材料命名為L(zhǎng)3035-D型高聚能復(fù)合阻塵材料，該材料適用于改性以下無(wú)機(jī)障礙性粉塵：水泥粉塵、硅灰石粉塵、硅藻土粉塵、滑石粉塵、石膏粉塵、石墨粉塵、石棉粉塵、石灰石粉塵、膨潤(rùn)土粉塵、人造玻璃質(zhì)纖維粉塵、玻璃棉粉塵、礦渣棉粉塵、巖棉粉塵或相近粉塵。

實(shí)施例5：

一種改性障礙性粉塵的高聚能復(fù)合阻塵材料，制備方法與實(shí)施例1相同，所不同的是表面活性劑為山梨醇，且表面活性劑溶物噴灑至滌綸表面；本實(shí)施例得到的高聚能復(fù)合阻塵材料命名為V1223-A型高聚能復(fù)合阻塵材料，該材料適用于改性以下有機(jī)障礙性粉塵：茶塵、谷物粉塵、麻塵、棉塵、桑蠶絲塵、煙草塵或相近粉塵。

實(shí)施例6：

一種改性障礙性粉塵的高聚能復(fù)合阻塵材料，制備方法與實(shí)施例5相同，所不同的是表明活性劑的種類為烷基糖苷，本實(shí)施例得到的高聚能復(fù)合阻塵材料命名為V1223-B型高聚能復(fù)合阻塵材料，該材料適用于改性以下有機(jī)障礙性粉塵：酚醛樹(shù)酯粉塵、聚丙烯粉塵、聚丙烯腈纖維粉塵、聚氯乙烯粉塵、聚乙烯粉塵或相近粉塵。

實(shí)施例7：

一種改性障礙性粉塵的高聚能復(fù)合阻塵材料，制備方法與實(shí)施例5相同，所不同的是表明活性劑的種類為羧酸鹽，本實(shí)施例得到的高聚能復(fù)合阻塵材料命名為V1223-C型高聚能復(fù)合阻塵材料，該材料適用于改性以下有機(jī)障礙性粉塵：植物類活性炭粉塵、洗衣粉混合塵或相近粉塵。

實(shí)施例8：

一種改性障礙性粉塵的高聚能復(fù)合阻塵材料，制備方法與實(shí)施例5相同，所不同的是表明活性劑的種類為木薯淀粉，本實(shí)施例得到的高聚能復(fù)合阻塵材料命名為V1223-D型高聚能復(fù)合阻塵材料，該材料適用于改性以下有機(jī)障礙性粉塵：木粉塵、皮毛粉塵或相近粉塵。

應(yīng)用實(shí)施例：呼吸性粉塵改性成障礙性粉塵的測(cè)試

1、Z-10型障礙性粉塵測(cè)試裝置(如圖3所示)：

所述的障礙性粉塵測(cè)試裝置的主體為一個(gè)箱體，其內(nèi)由隔斷分為兩個(gè)獨(dú)立的倉(cāng)體：呼吸性粉塵測(cè)試倉(cāng)14和障礙性粉塵測(cè)試倉(cāng)15；

所述的隔斷中部開(kāi)設(shè)有通道，通道位于呼吸性粉塵測(cè)試倉(cāng)14的一側(cè)安放本發(fā)明所述的高聚能復(fù)合阻塵材料10或由高聚能復(fù)合阻塵材料10制成的產(chǎn)品將通道一側(cè)封閉，通道位于障礙性粉塵測(cè)試倉(cāng)15的一側(cè)安裝有吸氣用的風(fēng)扇11；

所述的呼吸性粉塵測(cè)試倉(cāng)14外頂部安放有加濕器12，倉(cāng)體的頂部開(kāi)設(shè)有通氣口，加濕器的輸氣管道的末端通過(guò)通氣口深入倉(cāng)內(nèi)；

所述的障礙性粉塵測(cè)試倉(cāng)15外頂部安放有粉塵測(cè)試儀13，倉(cāng)體的頂部開(kāi)設(shè)有測(cè)試口，粉塵測(cè)試儀的測(cè)試管道的末端通過(guò)測(cè)試口深入倉(cāng)內(nèi)；

所述的呼吸性粉塵測(cè)試倉(cāng)14，與板材相對(duì)的體壁的中下部上開(kāi)設(shè)有孔洞，孔洞安設(shè)有可活動(dòng)的活動(dòng)隔板9；

所述的呼吸性粉塵測(cè)試倉(cāng)14的外部配設(shè)有粉塵輸送臺(tái)8，且粉塵輸送臺(tái)的底部與活動(dòng)隔板9的底部位于同一水平線上；所述的粉塵輸送臺(tái)的高度小于活動(dòng)隔板的高度；

所述的呼吸性粉塵測(cè)試倉(cāng)的外部、粉塵輸送臺(tái)的末端還配設(shè)有發(fā)塵用的風(fēng)扇7；

所述的粉塵輸送臺(tái)8、風(fēng)扇7位于由板材構(gòu)成的箱體內(nèi)，粉塵經(jīng)粉塵輸送臺(tái)8、活動(dòng)隔板9進(jìn)入呼吸性粉塵測(cè)試倉(cāng)14的內(nèi)部。

其中，風(fēng)扇(發(fā)塵和吸塵用的，型號(hào)GBF-2010)、加濕器(型號(hào)SC-L057)、粉塵測(cè)試儀(型號(hào)LD-5，粒徑測(cè)量范圍0.3μm--100μm)均為市售產(chǎn)品。

2、測(cè)試指標(biāo)：

2.1障礙性粉塵試驗(yàn)艙：有效容積0.08m³，艙內(nèi)粉塵濃度應(yīng)保持均勻穩(wěn)定；

2.2氣體流量計(jì)：量程為(0～100)L/min，精度為2.5級(jí)；

2.3分析天平：精度為0.0001g；

2.4測(cè)試用呼吸性粉塵：經(jīng)(100±2)℃干燥4h，主要技術(shù)參數(shù)如下：

①矽塵(二氧化硅)，空氣動(dòng)力學(xué)直徑均在7.07μm以下，偏差±0.5；

②谷物粉塵(玉米粉/小麥粉)，空氣動(dòng)力學(xué)直徑均在7.07μm以下，偏差±0.5；

③表1中的粉塵標(biāo)志物，空氣動(dòng)力學(xué)直徑均在7.07μm以下，偏差±0.5；

2.5計(jì)時(shí)器：精度為1s；

2.6溫濕度表。

3、測(cè)試步驟：

3.1將本發(fā)明實(shí)施例1-8得到的高聚能復(fù)合阻塵材料或防塵口罩、過(guò)濾元件、濾塵芯片、濾料制品固定在呼吸性粉塵測(cè)試倉(cāng)一側(cè)通風(fēng)口上，材料產(chǎn)品邊緣密封；啟動(dòng)加濕器，將倉(cāng)內(nèi)空氣濕度分別調(diào)整為40％RH/60％RH/80％RH；

3.2將稱量好的呼吸性粉塵放在粉塵輸送臺(tái)上，啟動(dòng)發(fā)塵風(fēng)扇，發(fā)塵濃度參照GBZ2.1-2007標(biāo)準(zhǔn)粉塵容許濃度，啟動(dòng)吸氣風(fēng)扇2-5min后，通過(guò)粉塵測(cè)試儀觀察障礙性粉塵測(cè)試倉(cāng)內(nèi)的粉塵粒徑數(shù)據(jù)。

4、結(jié)果

檢測(cè)結(jié)果如表1所示：

由表1可知，本發(fā)明實(shí)施例1-8得到的高聚能復(fù)合阻塵材料及其制品，均能成功將粒徑小于等于7.07μm的“呼吸性粉塵”改性成大于10μm的“障礙性粉塵”，故而證明，本發(fā)明的高聚能復(fù)合阻塵材料及其制品具有將“呼吸性粉塵”改性成“障礙性粉塵”的作用。

本發(fā)明所述的表層、中層和里層，指的是表面活性劑纖維層、靜電纖維層和聚四氟乙烯纖維層在進(jìn)行壓合時(shí)的順序；在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，表面活性劑纖維層可以作為外層使用、聚四氟乙烯纖維層也可以作為外層使用，粉塵從哪面進(jìn)入都可以起到將“呼吸性粉塵”改性成“障礙性粉塵”的作用。

上述技術(shù)方案中，所述的表面活性劑纖維層或者聚四氟乙烯纖維層作為外側(cè)使用時(shí)，其表面還可以復(fù)合一層無(wú)紡布，所述的無(wú)紡布單位面積100-300g/m²。根據(jù)使用情況，確定外層為表面活性劑纖維層時(shí)，在表面活性劑纖維層的外側(cè)復(fù)合無(wú)紡布；而確定外層為聚四氟乙烯纖維層時(shí)，在聚四氟乙烯纖維層的外側(cè)復(fù)合無(wú)紡布；無(wú)紡布在最終使用時(shí)位于最外側(cè)，其用途是印示產(chǎn)品技術(shù)信息，不起過(guò)濾作用。

復(fù)合一層無(wú)紡布的制備方法：是在上述各實(shí)施例技術(shù)方案中的步驟(3)中，將無(wú)紡布置于表面活性劑纖維層或者聚四氟乙烯纖維層的外側(cè)后放入超聲波壓合機(jī)或超聲波熔接機(jī)中，經(jīng)一次超聲波熔接壓合，即得所述的高聚能復(fù)合阻塵材料；

上述實(shí)例只是為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案以及技術(shù)特征，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明將“呼吸性粉塵”改性成“障礙性粉塵”實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾或以基本相同或等同的手段，實(shí)現(xiàn)相同或等同的功能，達(dá)到相同或等同的效果適用于個(gè)體防塵領(lǐng)域的方法和產(chǎn)品，都涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。