[發(fā)明專利]高效過濾用中空纖維膜非織造材料的制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810419195.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN108894050B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李紅賓;石文英;王朔;秦龍威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南工程學(xué)院
• 主分類號(hào): D21H15/10
• 分類號(hào): D21H15/10;D21H15/02;D21H17/37;D21H17/53;D21H17/36;D21H17/14;D21H17/11;D21H27/08;B01D69/08;B01D67/00;B01D46/54;C02F1/44;D04H1/4382;D01D5/42
• 代理公司: 河南科技通律師事務(wù)所 41123
• 代理人: 樊羿;張曉輝

本發(fā)明公開了一種高效過濾用中空纖維膜非織造材料的制備方法和應(yīng)用。將成膜高聚物、溶劑、致孔劑混合后在50～60℃下攪拌充分溶解至形成透明粘稠溶液，真空脫泡得到紡絲液；將紡絲液置于紡絲釜中加熱，經(jīng)計(jì)量泵擠出，經(jīng)過0～15cm空氣間隙后浸入凝固浴中，經(jīng)卷繞后，裁成兩段后浸泡在凝固浴中，再取出浸入到純水中，取出晾干，得超細(xì)中空纖維膜；將所得超細(xì)中空纖維膜裁減成短纖維后，與化學(xué)短纖維混合分散在漿液中攪拌均勻，得纖維分散均勻的懸浮液；將漿液中的纖維及中空纖維膜抄出后陰干，將所得中空纖維膜纖維網(wǎng)點(diǎn)焊加固，即得。本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單且易控制，所制備的非織造材料強(qiáng)度高及通量大，過濾精度及過濾效率均有大幅度提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高效過濾技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高效過濾用中空纖維膜非織造材料的制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

非織造材料用于過濾除塵歷史悠久。由于紡織材料的結(jié)構(gòu)是具有無數(shù)微小孔隙的纖維三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，塵埃微粒必須沿著纖維彎彎曲曲的網(wǎng)狀路徑行進(jìn)，隨時(shí)都有可能與纖維發(fā)生碰撞而被截留，因此過濾效率很高。

非織造過濾材料作為一種新型濾材，其表面平整光滑，具有極高的孔隙率、透氣性、過濾阻力小、易清洗、成本低且易與其它過濾材料復(fù)合等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，且用量越來越大。非織造材料是單纖維經(jīng)隨意或有規(guī)則的排列的纖維制品，所以其孔隙是由纖維和纖維交叉排列形成的孔隙組成的。而過濾用非織造材料的過濾效率與這些孔隙的大小直接相關(guān)，因此常規(guī)過濾用非織造材料其過濾精度一般為微米級(jí)別。本發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，若進(jìn)一步提高非織造材料的過濾精度只能從纖維表面處理或進(jìn)一步減小纖維直徑入手，纖維表面處理對(duì)過濾效率的提高是有限的，而纖維直徑的減小又是比較困難的，即使得到更小直徑的纖維（如靜電紡纖維），其構(gòu)成的非織造材料的機(jī)械強(qiáng)度較低、過濾阻力大，難以應(yīng)用到各種苛刻的使用場(chǎng)合。

目前提高非織造材料的過濾效率的方法多是采用駐極（如中國(guó)專利文獻(xiàn)ZL201310652550.7）、復(fù)合技術(shù)（如中國(guó)專利文獻(xiàn)200980147237.X）。但是，這些方法并不能從根本上較大程度提高非織造材料的過濾精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高效過濾用中空纖維膜非織造材料的制備方法，以提高過濾精度和過濾效率。并將所制備中空纖維膜非織造材料應(yīng)用在空氣及水凈化領(lǐng)域。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)思路：

非織造材料采用超細(xì)中空纖維多孔膜（外徑1～50微米，內(nèi)徑0.5～25微米）作為纖維主體，經(jīng)加固后得到具有過濾精度梯度的非織造材料。其制備方法為首先配制含有高聚物的鑄膜液，后采用干-濕法紡絲工藝制備超細(xì)中空纖維多孔膜。將中空纖維多孔膜裁剪成短纖維，經(jīng)過濕法成網(wǎng)后，再經(jīng)超聲波粘合加固得到中空纖維膜非織造材料。

詳細(xì)技術(shù)方案為：

設(shè)計(jì)一種高效過濾用中空纖維膜非織造材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）超細(xì)中空纖維膜的制備

將成膜高聚物5～30wt%、溶劑50～80wt%、致孔劑1～20wt%混合后在50～60℃下攪拌充分溶解8～20h至形成透明粘稠溶液，真空脫泡8～20h，得到紡絲液；

將所述紡絲液置于紡絲釜中加熱至35～65℃，經(jīng)計(jì)量泵擠出，經(jīng)過0～15cm空氣間隙后浸入30～50℃的凝固浴中，經(jīng)卷繞后，裁成兩段后浸泡在凝固浴中10～15h，所述卷繞速率與所述計(jì)量泵擠出速率比控制為（1～10）：1；

再取出浸入到純水中，每隔5～7h更換一次純水，直到浸漬純水45～50h后，取出晾干，得超細(xì)中空纖維膜；

（2）中空纖維膜非織造材料的制備