[發明專利]一種基于碳納米纖維的防靜電納米纖維過濾材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110559900.X
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113262566B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 曾林濤;劉超;陳漢
• 申請（專利權）人: 蘇州克勞絲納米科技有限公司
• 主分類號: B01D39/20
• 分類號: B01D39/20;B05D7/00;B05D7/24;D01D5/00;B01D46/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 蘇張林

本發明公開了一種基于碳納米纖維的防靜電納米纖維過濾材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將防靜電液通過噴涂或輥涂的方式涂布于木漿纖維濾紙的表面，干燥；或將木漿纖維濾紙浸漬于防靜電液中，同時超聲分散，然后取出并干燥；(2)通過靜電紡絲工藝在干燥后的木漿纖維濾紙表面復合納米纖維過濾層，即得到所述防靜電納米纖維過濾材料；其中，步驟(1)中，按照重量份計，所述防靜電液包括：溶劑900?1000份、碳納米纖維5?80份、分散劑3?20份、粘合劑3?40份、附著力促進劑2?10份、流平劑1?8份；所述防靜電液在25～35℃下的粘度為20?80mPa·S。本發明的防靜電處理工藝幾乎不影響濾材原有的透氣度，且導電物質在濾材上的附著力強，不會脫落。

技術領域

本發明涉及濾料技術領域，尤其涉及一種基于碳納米纖維的防靜電納米纖維過濾材料及其制備方法。

背景技術

由于空氣過濾凈化的實際工況要求，出于安全考慮，不少應用環境要求過濾材料以及過濾器具備防靜電性能，以避免因靜電引起的電火花和可能由此引發的爆炸，如粉塵爆炸。

現有的防靜電過濾材料絕大部分采用鋁覆膜的技術，在聚酯無紡布上形成導電鋁膜，從而提高材料的抗靜電性能。但由于鋁自身的化學不穩定性，容易在使用過程中被氧化，從而導致其抗靜電性能衰減。例如申請號為CN201410468615.7、CN201410468613.8和CN201410470113.8的中國專利中涉及的防靜電材料均基于在化學纖維表面鍍覆金屬層技術，該技術工藝過程復雜，容易對環境造成破壞。在濾材使用過程中，金屬導電體會發生氧化導致導電性能降低。此外，該技術僅限于對化學纖維進行防靜電處理，木漿纖維濾材上尚沒有應用。

碳基導電材料因為其穩定的化學性能，常常被用作導電劑來改善材料的導電性能，如碳黑，石墨，石墨烯，碳納米管等。公開號為CN110947240A的發明專利公開了一種基于氧化石墨烯的防靜電材料制備方法，應用于聚酯、聚丙烯等合成纖維過濾材料中。但該技術采用氧化石墨烯，濾材經浸漬干燥后還需將氧化石墨烯還原成石墨烯，并進行和二次干燥。還原反應需要用到還原劑，還涉及二次干燥等能耗問題，該方法雖然提高了合成纖維的導電性能，但工藝復雜，制備過程不環保，能耗高。公開號為CN101165820A的中國專利公開了一種炭黑導電液，采用碳黑制備了一種適合高分子薄膜材料的導電劑。但該導電液不適用于過濾材料。

使用導電液對過濾材料在做防靜電處理時，除了提高材料的導電性以外，還必須保證濾材的透氣度，以及導電劑與原有纖維材料的附著力。所需的導電液必須有良好的穩定性和流動性，能夠均勻分布在纖維材料表面，附著良好，并且不能堵塞濾材原有的孔隙。而目前的防靜電處理工藝并不能達到這樣的要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于碳納米纖維的防靜電納米纖維過濾材料的制備方法，該防靜電處理工藝幾乎不影響濾材原有的透氣度，且導電物質在濾材上的附著力強，不會脫落。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

本發明提供了一種基于碳納米纖維的防靜電納米纖維過濾材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將防靜電液通過噴涂或輥涂的方式涂布于木漿纖維濾紙的表面，干燥；或將木漿纖維濾紙浸漬于防靜電液中，同時超聲分散，然后取出并干燥；

(2)通過靜電紡絲工藝在干燥后的木漿纖維濾紙表面復合納米纖維過濾層，即得到所述防靜電納米纖維過濾材料；

其中，步驟(1)中，按照重量份計，所述防靜電液包括：溶劑900-1000份、碳納米纖維5-80份、分散劑3-20份、粘合劑3-40份、附著力促進劑2-10份、流平劑1-8份；所述防靜電液在25～35℃下的粘度為20-80mPa·S。

進一步地，所述碳納米纖維的長度為2～30μm，直徑為20～1000nm。這一尺寸的碳納米纖維能夠在濾材纖維上形成相互連接的網狀結構，且易于與基材纖維之間產生鉤合等機械作用。