[發(fā)明專利]芳綸納米空氣過濾紙制備方法及芳綸納米空氣過濾紙在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010317902.3 | 申請日： | 2020-04-21 |
| 公開（公告）號： | CN111350102A | 公開（公告）日： | 2020-06-30 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 惠嵐峰;孫晚紅;劉忠;袁麟;王紅旗;尹培農(nóng) | 申請（專利權(quán)）人： | 天津科技大學(xué) |
| 主分類號： | D21H27/08 | 分類號： | D21H27/08;D21H13/26;D21H19/10;D21H17/00;D21H17/25;D21H17/09;D21H17/14;D21H11/00;B01D39/18;B01D46/00 |
| 代理公司： | 北京力量專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11504 | 代理人： | 姚遠(yuǎn)方 |
| 地址： | 300457 天津市濱*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 納米 空氣 過濾紙 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種芳綸納米空氣過濾紙制備方法及芳綸納米空氣過濾紙。制備空氣過濾原紙；配制單壁碳納米管分散液，在單壁碳納米管分散液中加入粘合劑和水，攪拌后，制得納米涂料；將納米涂料涂布于空氣過濾原紙表面，經(jīng)干燥后得到芳綸納米空氣過濾紙。本發(fā)明的目的在于提供一種芳綸納米空氣過濾紙制備方法及芳綸納米空氣過濾紙，通過芳綸納米空氣過濾紙制備方法以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的納米級纖維在濾材中排列過于緊密，使得局部過濾阻力大大增加，單壁碳納米管在濾紙中的無法均勻分布，限制了單壁碳納米管在濾紙中的應(yīng)用的技術(shù)問題。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種芳綸納米空氣過濾紙制備方法及芳綸納米空氣過濾紙。
背景技術(shù)
超細(xì)微粒是指粒徑小于0.1μm的顆粒，其在空氣中可吸附大量有毒氣體、細(xì)菌、病毒等，被人體吸收可導(dǎo)致呼吸道感染及心血管疾病甚至死亡，此類顆粒物在人類生存環(huán)境的暴露，使得人們越來越重視空氣質(zhì)量問題，空氣過濾產(chǎn)品已逐漸成為必需品。濾紙是在二戰(zhàn)時期發(fā)明研制用于軍事工業(yè)和電子工業(yè)，以植物纖維為原料，依靠植物纖維的三級網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對微粒的重力效應(yīng)、擴(kuò)散效應(yīng)、靜電效應(yīng)、碰撞效應(yīng)及篩率效應(yīng)實現(xiàn)過濾。濾紙中纖維的直徑越小，濾紙的孔徑就越小，可過濾微粒的直徑就越小，從而過濾效率提高，與微米級纖維相比，納米級纖維的直徑接近空氣分子平均自由程，致使空氣過濾接近分子流區(qū)域，有著更好的過濾性能。傳統(tǒng)空氣過濾紙由直徑為微米級的天然纖維或合成纖維制成，濾紙孔徑大、過濾精度低，把納米級材料應(yīng)用到空氣過濾紙中，可以大大提高過濾紙過濾精度。碳納米管是1991年被日本學(xué)者飯島澄男發(fā)現(xiàn)的納米纖維，其結(jié)構(gòu)可以認(rèn)為是由石墨烯層繞中心軸并按照一定螺旋角卷曲而成的一層(單壁碳納米管)至數(shù)十層(多壁碳納米管)的無縫管狀物，其長徑比高(可達(dá)1000)，比表面積大，具有高強(qiáng)度、可拉伸、密度低、導(dǎo)電、抗菌、耐高溫及化學(xué)性能穩(wěn)定等特點；單壁碳納米管是目前人工合成的最細(xì)纖維(直徑一般為0.6-2nm)，將其作為過濾纖維，空氣過濾流動將處于分子流區(qū)域，將大大減小濾料結(jié)構(gòu)造成的過濾阻力，提高濾紙的過濾精度。工業(yè)中被過濾的微細(xì)顆粒大多屬于高溫?zé)煔猓胀諝膺^濾紙耐熱性差，達(dá)不到過濾要求，為解決這一缺陷，需在空氣過濾紙中加入耐高溫材料。芳香族聚酰胺纖維(芳綸)是一種質(zhì)輕、高強(qiáng)高模、耐化學(xué)腐蝕的耐火材料，可應(yīng)用于熱空氣、高溫?zé)煔獾倪^濾；對位芳綸具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，其模量與碳化溫度均高于間位芳綸，常用于增強(qiáng)防護(hù)型材料與保溫隔熱材料的原料，用于空氣過濾紙中可提高濾紙的物理性能與耐高溫性。
目前，將納米級纖維與微米級纖維過濾介質(zhì)結(jié)合的方法中，納米級纖維在濾材中排列過于緊密，使得局部過濾阻力大大增加，單壁碳納米管在濾紙中的無法均勻分布，限制了單壁碳納米管在濾紙中的應(yīng)用。
因此，針對上述問題本發(fā)明急需提供一種芳綸納米空氣過濾紙制備方法及芳綸納米空氣過濾紙。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種芳綸納米空氣過濾紙制備方法及芳綸納米空氣過濾紙，通過芳綸納米空氣過濾紙制備方法以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的納米級纖維在濾材中排列過于緊密，使得局部過濾阻力大大增加，單壁碳納米管在濾紙中的無法均勻分布，限制了單壁碳納米管在濾紙中的應(yīng)用的技術(shù)問題。
本發(fā)明提供的一種芳綸納米空氣過濾紙制備方法，包括如下步驟：
制備空氣過濾原紙；
配制單壁碳納米管分散液，在單壁碳納米管分散液中加入粘合劑和水，攪拌后，制得納米涂料；
將納米涂料涂布于空氣過濾原紙表面，經(jīng)干燥后得到芳綸納米空氣過濾紙。
進(jìn)一步地，單壁碳納米管分散液的配制過程：將分散劑加入到水中，配制成分散劑水溶液；將單壁碳納米管加入到分散劑水溶液中，在冰水浴條件下，超聲分散，制得單壁碳納米管分散液。
進(jìn)一步地，單壁碳納米管分散液中壁碳納米管質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01-0.05％。
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