加电性能优异的玻璃纤维空气滤纸及其制备方法

摘要

本发明涉及加电性能优异的玻璃纤维空气滤纸及其制备方法，所得玻璃纤维空气滤纸加上高压静电后漏电电流小。所述加电性能优异的玻璃纤维空气滤纸的制备方法为，由14～34°SR的无碱微纤维玻璃棉、细度0.7～6.7dtex、长3～12mm的聚酯纤维和直径7～11μm、长度6～12mm的无碱玻璃纤维短切丝的均匀混合物经湿法工艺制得，所述无碱微纤维玻璃棉、聚酯纤维和无碱玻璃纤维短切丝的质量比为(12～18)∶(1～2)∶(5～10)。本发明所得加电性能优异的玻璃纤维空气滤纸的过滤效率属于中效过滤纸(F6-F9)，在高压静电环境下放电(漏电)率小，滤纸的过滤效率大大提高但阻力变化不大。

说明书

技术领域

本发明涉及一种加电性能优异的玻璃纤维空气滤纸及其制备方法。

背景技术

制作空气过滤纸的主要原材料有植物纤维、有机纤维、微纤维玻璃棉(玻璃纤维)等。衡量空气过滤纸的两个重要指标是过滤效率和阻力。

过滤效率是指空气以一定的面速(速度)通过空气过滤纸后，过滤纸能拦截到的各种粒径固体微粒的能力。一般说来，空气过滤纸的效率高，拦截到的各种粒径固体微粒就多，则相应的空气阻力就大；过滤纸的效率低，则阻力就小(如过滤纸的效率低而阻力大，则属于不良过滤材料)。所以，过滤效率高而阻力小的过滤纸是过滤行业一直追求的目标。

随着生活水平的提高和生活方式的改变，人们在室内生活的时间越来越长，室内空气质量的优劣直接影响到人们的工作和生活。室内的空气中含有1.人体的呼吸、烟气；2.装修材料、日常用品缓释出的甲醛、氨、苯等；3.微生物、病毒、细菌；4.厨房油烟等。低劣的空气质量会使人注意力分散，工作效率下降，严重时还会使人产生头痛、恶心、疲劳、皮肤红肿等症状，统称为“病态建筑综合症”。人们急切盼望改善日益恶劣的居室、办公环境，提高生存质量，最简便易行的办法就是对室内的空气进行过滤，这就需要高效低阻的滤纸，保证过滤效率的前提下有足够的通风量。

目前制造高效低阻空气滤纸在原材料和工艺上难以突破的情况下，若在过滤效率低的材料上加上高压静电，就可以实现高效低阻目的。当在过滤器上加上6000V高压静电时，过滤器周围形成高压静电场。带有尘粒的气体通过过滤器时即要通过高压静电场。高压静电场能使气体电离，从而使尘粒带电，带电尘粒很易吸附到滤芯上。如F6级别(中国制冷空调工业协会标准，CRAA 430.3-2008)(过滤效率15％，阻力8Pa)的滤纸制作成滤器后加上高压静电，过滤效率可以达到99.9％而空气的阻力基本不变，比不加静电的滤纸的过滤效率高出6-10倍，且能降低过滤系统中风机运行的能耗。过滤器上加上6000V高压静电时还能瞬间杀灭细菌、病毒以及花粉，小至0.1μm的微尘和细菌也无法逃脱。通常用玻璃纤维制作的空气过滤纸因放电电流大(大于20μA)而难以加上高压静电，难以达到满意的效果。

发明内容

本发明提供一种加电性能优异的玻璃纤维空气滤纸的制备方法，所得玻璃纤维空气滤纸加上高压静电后漏电电流小。

本发明还提供上述制备方法得到的玻璃纤维空气滤纸。

所述加电性能优异的玻璃纤维空气滤纸的制备方法为，由14～34°SR的无碱微纤维玻璃棉、细度0.7～6.7dtex、长3～12mm的聚酯纤维和直径7～11μm、长度6～12mm的无碱玻璃纤维短切丝的均匀混合物经湿法工艺制得，所述无碱微纤维玻璃棉、聚酯纤维和无碱玻璃纤维短切丝的质量比为(12～18)∶(1～2)∶(5～10)。

湿法工艺制造玻璃纤维滤纸为现有技术，具体的，可以采用如下步骤：将微纤维玻璃棉投入到水中打浆，然后加入聚酯纤维、玻璃纤维短切丝继续打浆，形成均匀的浓浆料；将浓浆料稀释、成型、脱水后形成质地均匀的湿纸页；在湿纸页上施加粘结剂后进入烘箱烘干，得到空气滤纸。优选所述浓浆料的质量百分比浓度为1.8-3.0％，将浓浆料用水稀释至质量百分比浓度为1.8-3.0‰。所述粘结剂优选为苯乙烯-丙烯酸酯类共聚物乳液(简称苯丙乳液)、丙烯酸酯类共聚物乳液(简称纯丙乳液)、醋酸乙烯-丙烯酸酯类共聚物乳液(简称醋丙乳液)中的2～3种进行复配得到的混合物，所述苯乙烯-丙烯酸酯类共聚物乳液的分子量18-21万，玻璃化温度为30～35℃、丙烯酸酯类共聚物乳液的分子量21-22万，玻璃化温度为-2～-8℃、醋酸乙烯-丙烯酸酯类共聚物乳液的分子量16-17万，玻璃化温度为15～20℃，粘结剂的复配比例(质量比)为苯乙烯-丙烯酸酯类共聚物乳液∶丙烯酸酯类共聚物乳液∶醋酸乙烯-丙烯酸酯类共聚物乳液＝(0-1)∶(0-1)∶(0-1)，所得玻璃纤维空气滤纸中粘结剂的质量为玻璃纤维空气滤纸的6-12％，所述分子量均为重均分子量。

为了便于纤维分散得到混合均匀的浆液，打浆和稀释用水中均含有质量百分比为0.3-0.7％的纤维分散剂。所述纤维分散剂优选为烷基胺胍乙氧代乙醇阳离子表面活性剂，可以使用本领域的市售产品，如美国氰特公司的纤维分散剂Aerosol C-61。

所述湿法工艺中采用的水的电导率≤0.5mS/m(25℃)，即比电阻≥0.2MΩ·cm。采用电导率低的水，可以进一步降低所得滤纸在高压静电环境下的放电(漏电)率。

本发明所得加电性能优异的玻璃纤维空气滤纸的过滤效率属于中效过滤纸(F6-F9)，在高压静电环境下放电(漏电)率小，滤纸的过滤效率大大提高但阻力变化不大(对于加上高压静电后漏电电流足够小的空气滤纸，加电前过滤效率低，阻力也低；加电后过滤效率大大提高但阻力变化不大)。根据加高压静电前滤纸的过滤效率和滤纸使用时所加高压静电及漏电率，过滤效率可以达到95％-99.99％。

具体实施方式

以下实施例采用的水的电导率≤0.5mS/m(25℃)，即比电阻≥0.2MΩ·cm；纤维分散剂为Aerosol C-61(美国氰特公司)；苯丙乳液的玻璃化温度为32℃，分子量20万(湖州天阁粘合剂有限公司，WD96乳液)；纯丙乳液的玻璃化温度为-8℃，分子量22万(江苏日出化工有限公司，TRC-02乳液)；醋丙乳液的玻璃化温度为18℃，分子量16万(青州贝特化工有限公司，GK-09A醋丙乳液)，所述分子量均为重均分子量。

实施例1

将12kg微纤维玻璃棉(打浆度为14°SR)投入到已加水的水力碎浆机中(水中已预先加入了0.3％的纤维分散剂)，打浆7分钟，然后加入1kg 0.7dtex×3mm规格的有机纤维、5kg7μm×6mm规格的玻璃纤维短切丝等继续打浆2分钟，形成均匀的浓浆料(浓度1.8％)；浓浆料用泵抽到带有搅拌的配浆池中，稀释到浓度为1.8‰均匀的成型浆料；成型浆料泵送到成型网上，在成型网上脱水后形成质地均匀的湿纸页；在湿纸页上施加粘结剂(苯丙乳液1kg，纯丙乳液1kg)，然后进入烘箱烘干，得到空气过滤纸。经检测过滤效率为17.2％，阻力9.5Pa，漏电电流2.9μA。

实施例2

将12kg微纤维玻璃棉(打浆度为34°SR)投入到已加水的水力碎浆机中(水中已预先加入了0.7％的纤维分散剂)，打浆10分钟，然后加入2kg 6.7dtex×12mm规格的有机纤维、10kg7μm×6mm规格的玻璃纤维短切丝等继续打浆5分钟，形成均匀的浓浆料(浓度2.4％)；浓浆料用泵抽到带有搅拌的配浆池中，稀释到浓度为2.4‰均匀的成型浆料；成型浆料泵送到成型网上，在成型网上脱水后形成质地均匀的湿纸页；在湿纸页上施加粘结剂(苯丙乳液1kg，纯丙乳液0.5kg，醋丙乳液1kg)，然后进入烘箱烘干，得到空气过滤纸。经检测过滤效率为85％，阻力82Pa，漏电电流3.5μA。

实施例3

将18kg微纤维玻璃棉(打浆度为14°SR)投入到已加水的水力碎浆机中(水中已预先加入了0.5％的纤维分散剂)，打浆8分钟，然后加入2kg 0.7dtex×3mm规格的有机纤维、10kg11μm×12mm规格的玻璃纤维短切丝等继续打浆4分钟，形成均匀的浓浆料(浓度3.0％)；浓浆料用泵抽到带有搅拌的配浆池中，稀释到浓度为3.0‰均匀的成型浆料；成型浆料泵送到成型网上，在成型网上脱水后形成质地均匀的湿纸页；在湿纸页上施加粘结剂(苯丙乳液0.5kg，纯丙乳液1kg，醋丙乳液1kg)，然后进入烘箱烘干，得到空气过滤纸。经检测过滤效率为15.5％，阻力7Pa，漏电电流3.1μA。

实施例4-8各种原料比例见下列表格，操作步骤与实施例1-3同。

表中数据单位：kg