[發明專利]一種三維結構過濾織物及其制備方法

在審

• 申請號: 201711438752.6
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108159781A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 許福軍
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D39/14
• 分類號: B01D39/14;D03D25/00;D03D15/00;D03D15/02;D03D15/08
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王文穎

本發明公開了一種三維結構過濾織物及其制備方法。所述織物包括由經紗和緯紗組成的上、下面紗層及由間隔紗組成的介于上、下面紗層之間的間隔層，間隔層與上、下面紗層之間填充有過濾材料。制備方法為：織造上、下面紗層，每層面紗層包括兩層經紗和一層緯紗，然后采用兩組間隔紗相互交織將上、下面紗層捆綁成為一個整體；將填充物織入中空間隔層中；織造完畢后將三維織物浸入膨松劑與相容劑的混合溶液中，混合溶液浸入填充物內部分解產生的氣泡具有微爆破作用，使得填充物結構逐漸疏松膨脹填滿整個三維中空結構，從而制得三維結構過濾織物。本發明采用三維間隔織物作為骨架支撐材料，為蓬松后的碳管材料提供容納空間和力學支撐。

技術領域

本發明涉及一種三維結構過濾織物及其制備方法，屬于過濾材料技術領域。

背景技術

隨著工業發展，空氣污染和水體污染較為嚴重。在一些重工業企業中，高溫廢氣中酸性或堿性氣體對空氣質量影響很大。因此，過濾網，過濾氈和過濾織物等濾材的研究和應用都比較廣泛。用于過濾氣體或液體中雜物的紡織品。有濕濾和干濾兩類。分離液體中的固體顆粒稱濕濾，大多用于化工、油漆、染料、顏料、石油、陶瓷、制糖和食品等工業。凈化空氣、分離氣體中的塵埃和煙霧稱干濾，大多用于冶金、采礦、化工和電站等方面。機織物和絲網一般適于濕濾，其中表面平滑的織物，易于清除濾渣，適用于固體物質的回收。針刺氈型無紡織布適于干濾，尤其適宜凈化空氣。過濾織物有棉斜紋布、毛氈、絲絹和金屬絲網等多種。丙綸不受一般化學品腐蝕，不霉不蛀，但不耐高溫，丙綸短纖維經針刺制成的氈大多用于凈化空氣、廢水處理和制造粘膠纖維時的過濾等方面。聚四氟乙烯耐高溫、耐輻射又耐各種化學藥品腐蝕，涂有聚四氟乙烯的玻璃布可用于過濾煙道氣、放射性塵埃和腐蝕性化學品。此外，不繡鋼絲網可用于過濾高聚物熔體和汽油等物質，也是重要的過濾織物。也有采用靜電紡等方法將納米纖維混入纖維或織物中以提高過濾效果。但是以上的過濾織物還是存在力學性能較弱或者不耐高溫等缺點。

發明內容

本發明所要解決的問題是：現有現有過濾織物力學性能較弱或不耐高溫的問題。

為了解決上述問題，本發明提供了一種三維結構過濾織物，其特征在于，包括由經紗和緯紗組成的上、下面紗層及由間隔紗組成的介于上、下面紗層之間的間隔層，間隔層與上、下面紗層之間填充有過濾材料。

優選地，所述經紗、緯紗、間隔紗為芳綸，玻璃纖維，碳纖維、滌綸、錦綸、氨綸、維綸、棉纖維或麻纖維。

更優選地，所述經紗、緯紗的密度為2～50根/厘米，間隔紗的密度為2～50根/厘米。

優選地，所述過濾材料為碳納米管膜、碳納米管紗線或石墨烯紗線。

優選地，所述過濾材料為未經處理的原材料或經化學試劑修飾過的材料。

本發明還提供了上述三維結構過濾織物的制備方法，其特征在于，織造上、下面紗層，每層面紗層包括兩層經紗和一層緯紗，然后采用兩組間隔紗相互交織將上、下面紗層捆綁成為一個整體；控制間隔紗的高度，同時將填充物織入中空間隔層中；織造完畢后將三維織物浸入膨松劑與相容劑的混合溶液中，混合溶液浸入填充物內部分解產生的氣泡具有微爆破作用，使得填充物結構逐漸疏松膨脹填滿整個三維中空結構，從而制得三維結構過濾織物。

采用具有中空間隔層的三維間隔織物作為過濾織物的載體，為蓬松后的碳管材料過濾層提供容納空間和力學支撐，并對蓬松的碳納米管起到一定的密封作用。所述的三維間隔機織物，也可以采用三維間隔針織物，三維編織物或者其它結構的三維織物結構。

優選地，所述間隔紗的高度由隔距片來控制或采用定伸長送經紗的方式控制。

優選地，混合溶液中，所述相容劑為乙醇溶液、丙酮溶液或二氯甲烷溶液；膨松劑為質量濃度為10～70％的過氧化氫溶液、質量濃度為10～15％的稀硫酸與金屬鋅粉末以重量比20：1的比例混合的混合物或質量濃度為8～12％的稀硝酸于亞硫酸鈉以重量比20：1的比例混合的混合物。