專利名稱：一種含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種過濾材料及其制備方法，具體而言是一種含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料及其制備方法。
背景技術：
過濾材料的迅速發(fā)展與軍事工業(yè)和電子工業(yè)的發(fā)展緊密相關，在第一次世界大戰(zhàn)期間，由于各種化學毒劑的使用，以石棉纖維過濾紙作為慮煙層的軍事防毒面具應運而生。 玻璃纖維過濾介質用于空氣過濾于1940年10月在美國取得專利。50年代，美國對玻璃纖維過濾紙的生產工藝進行了深入研究，使空氣過濾得到了改善和發(fā)展；60年代HEPA (高效過濾器)過濾器問世；70年代，采用超細玻璃纖維過濾紙作為過濾介質的HEPA過濾器，對13 微米粒徑的粒子過濾效率高達90%以上；80年代以來，隨著新的測試方法出現(xiàn)，試用評價的提高及對過濾性能要求的提高，于是又產生了性能更高的ULPA過濾器(絕對高效過濾器)。 90年代隨著科技的發(fā)展和環(huán)保意識的加強，相繼開發(fā)了非織造布作為過濾材料，非織造布因呈三維結構，空隙多而孔徑曲折，比機織、針織布更好的過濾效率。從而有效的增加了過濾面積，降低氣流阻力，減少了能量的消耗。隨著全球對節(jié)能減排及環(huán)保意識的加強，加大了對過濾材料的研究和投入，并且采用新工藝新技術開發(fā)功能性、安全性、環(huán)保型的過濾材料來滿足各行業(yè)空氣過濾系統(tǒng)的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種具有阻燃、防水、拒油、吸附有毒氣體、易去污功能的含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料；
本發(fā)明的第二個目的是提供一種采用不同燃點的阻燃納米竹炭纖維通過非織造無膠熱熔工藝制備具有阻燃、防水、拒油、吸附有毒氣體、易去污功能的上述無膠棉非織造過濾材料的方法。為實現(xiàn)以上第一個目的，本發(fā)明采取的技術方案如下
一種含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料，所含各組分的質量百分比為 高熔點阻燃納米竹炭纖維 30-90% 低熔點阻燃納米竹炭纖維 10%-70% ；
所述高熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為0.9—18 D，熔點溫度為M5_255°C ；所述低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為1.5 — 12D，熔點溫度為105—115°C。所述高熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為0.90、50、120、150、180，使用時各取 20%。所述低熔點阻燃納米竹炭的纖維細度為1. 50、30、60、100、120，使用時各取20%。所述高、低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維截面為異形中空狀態(tài)，所述異形中空狀態(tài)為方形、圓形或者三角形。所述高、低熔點阻燃納米竹炭纖維均為本公司生產并銷售的產ρ
BFI ο為實現(xiàn)以上第二個目的，本發(fā)明采取的技術方案如下
一種上述含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料的制備方法，包括以下步驟
(1)配料
按所述的質量百分比稱取各組分； 高熔點阻燃納米竹炭纖維 30-90% 低熔點阻燃納米竹炭纖維 10%-70%
所述高熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為0. 9—18D、熔點溫度為245—255°C ； 所述低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為1.5—12D、熔點溫度為105—115°C ； 將稱取的原料混合均勻，獲得高、低熔點阻燃納米竹炭纖維混合物；
(2)熱熔無膠工藝
將步驟(1)獲得的高、低熔點阻燃納米竹炭纖維混合物在非織造設備上進行開松、梳理、鋪網(wǎng)，然后進入熱熔定型區(qū)進行定型，熱熔定型溫度為185—210°C，獲得無膠棉；
(3)熱熔噴涂整理
將三防整理劑按質量百分比3%—10%均勻噴涂在步驟(2)獲得的無膠棉上，然后進入預烘區(qū)，預烘區(qū)溫度為100— 120°C，焙烘定型溫度為150—180°C，獲得含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料。所述高熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為0.90、50、120、150、180，使用時各取 20% ；所述低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為1. 5D、3D、6D、10D、12D，使用時各取20%。本發(fā)明的積極效果是，獲得的含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料具有以下優(yōu)占.
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(1)具有良好的阻燃功能，且阻燃性能穩(wěn)定持久，達到國家標準(GB/T17591-2006)；
(2)無甲醛、無異味、無毒，使用安全又環(huán)保；
(3)防水、拒油、易去污，可有效提高材料的表面潔凈度，減少產品的清洗次數(shù)，從而大大提高了產品的使用壽命；
(4)能吸附有毒氣體，且吸附效果好；
(5)用途廣泛，可作為家用電器、化工、醫(yī)藥、食品、糧油、交通工具如飛機、火車、動車、 高鐵的初效空氣過濾用材料。
具體實施例方式以下介紹本發(fā)明的實施例，應當指出的是，本發(fā)明的實施不限于以下實施例。實施例1
一種含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料，所含各組分質量百分比為 高熔點阻燃納米竹炭纖維 70% 低熔點阻燃納米竹炭纖維 30%
所述高熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為0. 9—18D，熔點溫度為245—255°C ；所述低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為1. 5 — 12D，熔點溫度為105—115°C。所述高熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為0.90、50、120、150、180，使用時各取 20%。
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所述低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為1.5D、3D、6D、10D、12D，使用時各取 20%。所述高、低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維截面為異形中空狀態(tài)，所述異形中空狀態(tài)為方形、圓形或者三角形。所述的高、低熔點阻燃納米竹炭纖維為本申請人開發(fā)生產并銷售的產品，可以通過以下方式獲得采用磷系共聚型阻燃劑與精對苯二甲酸、乙二醇共縮聚反應制成的阻燃滌綸切片，通過在化纖紡絲工藝中添加納米竹炭母粒，制成高、低熔點的阻燃納米竹炭纖維。該原料的特點是阻燃基團段聚合在纖維分子鏈上，區(qū)別于后整理型的阻燃纖維，不怕水洗，阻燃功能具有永久性和穩(wěn)定性，產品無毒、無異味，吸附效果好，燃燒時不會產生有毒有害氣體，不會造成周圍環(huán)境污染。其制備方法如下
(1)配料
按所述的質量百分比稱取各組分； 高熔點阻燃納米竹炭纖維 70% 低熔點阻燃納米竹炭纖維 30% ；
所述高熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為0. 9D、5D、12D、15D、18D，各取20%，熔點溫度為 245— 255°C ；
所述低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為1.5D、3D、6D、10D、12D，各取20%，熔點溫度為 105—115°C ；
考慮無膠棉具有很好的彈性、蓬松度，所述高、低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維截面可以為異形中空狀態(tài)，所述異形中空狀態(tài)可以是方形、圓形或者三角形；所述高、低熔點阻燃納米竹炭纖維為本公司生產并銷售的產品；
將稱取的原料混合均勻，獲得高、低熔點阻燃納米竹炭纖維混合物；
(2)熱熔無膠工藝
將步驟(1)獲得的高、低熔點阻燃納米竹炭纖維混合物在非織造設備上進行開松、梳理、鋪網(wǎng)，然后進入熱熔定型區(qū)獲得無膠棉，熱熔定型溫度為185—210°C之間；
此步反應中，低熔點阻燃納米竹炭纖維首先熔化，并與高熔點阻燃納米竹炭纖維完全熔融或為一體，因此不需要膠水粘合，故稱為無膠工藝，所以無甲醛存在；
(3)熱熔噴涂整理
將三防整理劑按質量百分比6%均勻噴涂在步驟(2)獲得的無膠棉上，然后進入預烘區(qū)，預烘區(qū)溫度為100— 120°C，焙烘定型溫度為150— 180°C，即制成所述無膠過濾棉材料。此步反應中，所述三防整理劑采用上海滬正納米科技公司生產的HZR—001型三防整理劑。實施例2
一種含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料，所含各組分質量百分比為 高熔點阻燃納米竹炭纖維 80% 低熔點阻燃納米竹炭纖維 20% ；
所述高熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為0. 9—18D，熔點溫度為245—255°C ；所述低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為1. 5 — 12D，熔點溫度為105—115°C。
所述高熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為0.90、50、120、150、180，使用時各取 20%。所述低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為1.5D、3D、6D、10D、12D，使用時各取 20%。所述高、低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維截面為異形中空狀態(tài)，所述異形中空狀態(tài)為方形、圓形或者三角形。所述的高、低熔點阻燃納米竹炭纖維為我公司開發(fā)生產并銷售的產品。其制備步驟為
(1)配料
按所述的質量百分比稱取各組分； 高熔點阻燃納米竹炭纖維 70% 低熔點阻燃納米竹炭纖維 30% ；
所述高熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為0. 9D、5D、12D、15D、18D，各取20%，熔點溫度為 245— 255°C ；
所述低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為1.5D、3D、6D、10D、12D，各取20%，熔點溫度為 105—115°C ；
考慮無膠棉具有很好的彈性、蓬松度，所述高、低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維截面可以為異形中空狀態(tài)，所述異形中空狀態(tài)可以是方形、圓形或者三角形；所述高、低熔點阻燃納米竹炭纖維為本公司生產并銷售的產品；
將稱取的原料混合均勻，獲得高、低熔點阻燃納米竹炭纖維混合物；
(2)熱熔無膠工藝同實施例1
(3)熱熔噴涂整理
將三防整理劑按質量百分比5%均勻噴涂在步驟(2)獲得的無膠棉上，然后進入預烘區(qū)，預烘區(qū)溫度為100— 120°C，焙烘定型溫度為150— 180°C，即制成所述無膠過濾棉材料。此步反應中，所述三防整理劑采用上海滬正納米科技公司生產的HZR—001型三防整理劑。本發(fā)明的積極效果是，獲得的無膠棉非織造過濾材料具有以下優(yōu)點
(1)具有良好的阻燃功能，且阻燃性能穩(wěn)定持久，達到國家標準(GB/T17591-2006)；
(2)無甲醛、無異味、無毒，使用安全又環(huán)保；
(3)防水、拒油、易去污，可有效提高材料的表面潔凈度，減少產品的清洗次數(shù)，從而大大提高了產品的使用壽命；
(4)能吸附有毒氣體，且吸附效果好
(5)用途廣泛，可作為家用電器、化工、醫(yī)藥、食品、糧油、交通工具如飛機、火車、動車、 高鐵的初效空氣過濾用材料。
權利要求
1.一種含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料，其特征在于，所含各組分的質量百分比為高熔點阻燃納米竹炭纖維 30-90% 低熔點阻燃納米竹炭纖維 10%_70% ；所述高熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為0. 9—18D，熔點溫度為245—255°C ； 所述低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為1.5—12D，熔點溫度為105—115°C。
2.根據(jù)權利要求1所述的含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料，其特征在于，所述高熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為0. 9D、5D、12D、15D、18D，使用時各取20%。
3.根據(jù)權利要求1所述的含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料，其特征在于，所述低熔點阻燃納米竹炭的纖維細度為1. 50、30、60、100、120，使用時各取20%。
4.根據(jù)權利要求1所述的含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料，其特征在于，所述高、 低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維截面為異形中空狀態(tài)，所述異形中空狀態(tài)為方形、圓形或者三角形。
5.一種權利要求1所述的含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)配料按如權利要求1所述的質量百分比稱取各組分； 高熔點阻燃納米竹炭纖維 30-90% 低熔點阻燃納米竹炭纖維 10%-70%所述高熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為0. 9—18D、熔點溫度為M5_255°C ； 所述低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為1.5—12D、熔點溫度為105—115°C ； 將稱取的原料混合均勻，獲得高、低熔點阻燃納米竹炭纖維混合物；(2)熱熔無膠工藝將步驟(1)獲得的高、低熔點阻燃納米竹炭纖維混合物在非織造設備上進行開松、梳理、鋪網(wǎng)，然后進入熱熔定型區(qū)進行定型，熱熔定型溫度為185—210°C，獲得無膠棉；(3)熱熔噴涂整理將三防整理劑按質量百分比3%—10%均勻噴涂在步驟(2)獲得的無膠棉上，然后進入預烘區(qū)，預烘區(qū)溫度為100— 120°C，焙烘定型溫度為150— 180°C，獲得無膠棉非織造過濾材料。
6.根據(jù)權利要求5所述的含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述高熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為0. 9D、5D、12D、15D、18D，使用時各取20%;所述低熔點阻燃納米竹炭纖維的纖維細度為1.5D、3D、6D、10D、12D，使用時各取 20%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用不同燃點的阻燃納米竹炭纖維通過非織造無膠熱熔工藝制備具有阻燃、防水、拒油、易去污功能的含竹炭纖維的無膠棉非織造過濾材料的方法，制備工藝包括如下步驟(1)配料；(2)熱熔無膠工藝；(3)熱熔噴涂整理。獲得的無膠棉非織造過濾材料具有良好的阻燃功能，且阻燃性能穩(wěn)定持久，達到國標(GB/T17591-2006)標準；無膠過濾棉材料無甲醛、無異味、無毒，使用安全又環(huán)保；能吸附有毒氣體，且防水、拒油、易去污，有效提高材料表面潔凈度，大大提高了產品的使用壽命，具有廣泛的用途。
文檔編號B01D39/16GK102485312SQ20101057411
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權日2010年12月6日
發(fā)明者姜偉偉, 潘躍進, 紀海霞 申請人:上海潔潤絲新材料股份有限公司