[發明專利]一種具有雙重駐極效果的聚四氟乙烯非織造空氣過濾材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201911099422.8
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110833724B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 靳向煜;王玉曉;張星;劉金鑫;趙奕;吳海波
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D39/16
• 分類號: B01D39/16;B01D46/00;B01D46/10
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

本發明公開了一種具有雙重駐極效果的聚四氟乙烯非織造空氣過濾材料及其制備方法，該過濾材料由改性聚四氟乙烯纖維和纖維A組成；所述改性聚四氟乙烯纖維為采用納米二氧化硅顆粒填充改性聚四氟乙烯分散樹脂后用膜裂紡絲法制備的聚四氟乙烯膜裂纖維；所述纖維A為聚酰胺纖維、聚酯纖維、聚丙烯腈纖維、聚氯乙烯纖維、聚苯硫醚纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、皮芯型雙組份纖維等纖維中的一種或多種；所述改性聚四氟乙烯纖維和纖維A經開包混合、粗開松、混棉、精開松、梳理、鋪網、熱風粘合、冷卻壓光、電暈駐極制得具有雙重駐極效果的熱風非織造空氣過濾材料；該材料具有摩擦起電駐極以及電暈駐極雙重駐極效果。

技術領域

本發明涉及空氣過濾技術領域，尤其是涉及一種具有雙重駐極效果的聚四氟乙烯非織造空氣過濾材料及其制備方法。

背景技術

隨著經濟的快速發展，空氣污染對公眾健康和環境造成嚴重威脅，已引起人們廣泛關注。而可吸入顆粒物(PM)污染是空氣污染最嚴重的類型之一，其中，PM_2.5和PM₁₀(指空氣動力學直徑分別小于2.5和10μm的顆粒物)可以穿透到呼吸系統，干擾肺部的氣體交換，引發包括哮喘、支氣管炎和心血管病等方面的疾病，甚至導致死亡。PM的來源主要包括二級硫、汽車尾氣、化石燃料燃燒、道路粉塵、生物質燃燒、土壤粉塵和金屬加工等，它是一個高度復雜的混合物，主要由煙塵、飛灰、硅酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、銨、微量金屬、碳化合物等物質組成。研究表明，長期暴露于PM_2.5和PM₁₀會增加發病率和死亡率。當PM_2.5日平均濃度每增加10微克/立方米，呼吸系統疾病的死亡風險就增加0.97％，心血管疾病的死亡風險增加的幾率更高，為1.22％，心肺疾病死亡率和癌癥死亡率分別升高6％和8％。此外，PM_2.5極易吸附多環芳烴等有機污染物和重金屬，使致癌、致畸、致突變的機率明顯升高。

近年來，由于人們對PM污染的廣泛關注，世界范圍內對空氣過濾材料的需求大幅度增加?？諝膺^濾材料的首要目標是實現對顆粒物的有效過濾，因此各種材料和技術被發展以實現此目的。

駐極體空氣過濾材料是一種市場應用較為普遍的過濾材料，相比于傳統過濾材料主要依靠布朗運動、慣性碰撞、重力沉積以及截留等機械過濾機理來實現對顆粒物的過濾，駐極體過濾材料可以在機械過濾的基礎上，借助靜電吸引和靜電誘導作用實現對粒徑更小的顆粒物的有效捕集，從而進一步提高材料的過濾效果。

目前空氣過濾材料駐極方法主要有靜電紡絲法、電暈放電法以及摩擦起電法等，其中，靜電紡絲材料雖可以借助于其超細的纖維直徑、微小的孔徑以及材料中的電場實現對顆粒物的有效捕集，但是其生產速度慢，且由于纖維堆砌緊密，使得它具有很高的壓降以及較低的容塵量，實際應用時不利于減少能源損耗；此外，市場上常見的熔噴空氣過濾材料，大部分是通過電暈放電駐極法制得，但是熔噴材料具有過濾阻力高、容塵量低、機械性能差等缺點，嚴重限制了其應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有雙重駐極效果的聚四氟乙烯非織造空氣過濾材料及其制備方法。

為了達到上述目的，本發明提供了一種具有雙重駐極效果的聚四氟乙烯非織造空氣過濾材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將改性聚四氟乙烯纖維和纖維A喂入至開松機進行粗開松，粗開松后的松散纖維在氣流的作用下被輸送至混棉機進行均勻混合，得到改性聚四氟乙烯纖維和纖維A的共混料，隨后共混料被輸送至精開松機進行精細開松；

步驟2：將步驟1中精細開松后的纖維經氣流作用輸送到喂棉機的氣壓棉箱中，隨后纖維在壓力作用下被輸送至雜亂梳理機，經梳理機梳理后形成纖維高度雜亂排列的薄纖維網；

步驟3：將步驟2中的薄纖維網通過輸網簾輸送至鋪網機鋪疊，得到鋪疊后的纖維網；