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一种石墨烯复合隔音过滤棉及其制备方法

文献发布时间:2023-06-19 12:11:54



技术领域

本发明涉及一种石墨烯隔音过滤棉及其制备方法,具体地,涉及一种石墨烯复合隔音过滤棉及其制备方法。

背景技术

空气过滤棉有很多种类,用途也略有差异。但总体来说,空气过滤棉有以下用途。第一,粉尘过滤:空气过滤棉用于收集过滤1-10微米的灰尘粒子,保证第二道过滤的精度。第二,鱼缸水过滤:收集鱼的排泄物以及一些过期鱼食,保证鱼缸水的清洁。第三,隔音吸音:在一些公共场所装在内墙或音响里,可达到一定的吸音效果。

空气过滤棉用途非常广泛,常见的用于净化车间、无尘喷烤漆房、无尘室、手术室等地都通风系统。空气过滤棉按过滤效率一般分为:初效过滤棉,中效过滤棉,高效过滤棉。每一种效率的过滤棉使用在不同的环境。空气过滤棉的效果在很大关系上取决于采用的材料。

石墨烯是一种有碳原子按六边形排列而成的二维材料,氧化石墨烯在石墨烯的表层具有羧基,环氧基,羟基等含有基团修饰。由于氧化石墨烯制备工艺较简单,原材料成本低廉,同时在实际操作时氧化石墨烯与石墨烯相比更不易团聚,因此可广泛应用于大规模工业生产中。

发明内容

本发明的目的是提供一种石墨烯隔音过滤棉及其制备方法,该隔音过滤棉具有优异的隔音效果,且较为柔软,并具有优异的过滤效率,可应用于各种隔音领域、空气过滤领域等。

为了达到上述目的,本发明提供了一种石墨烯复合隔音过滤棉的制备方法,其中,所述的方法包含:步骤1,按比例选取各原料,制备石墨烯复合丙纶中空短纤;步骤2,采用石墨烯复合丙纶中空短纤和基础纤维制备水刺无纺布;步骤3,以水刺无纺布为基底,上下两面分别复合熔喷无纺布,制得石墨烯复合隔音过滤棉。

上述的石墨烯复合隔音过滤棉的制备方法,其中,所述的步骤1中,各原料按质量百分比计包含丙纶切片80~99%,石墨烯材料0.1~10%,改性剂0.1~10%,阻燃剂0.1~10%。

上述的石墨烯复合隔音过滤棉的制备方法,其中,所述的石墨烯材料为机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法中的任意一种制备的石墨烯或氧化石墨烯。

上述的石墨烯复合隔音过滤棉的制备方法,其中,所述的改性剂由聚乙烯醇、羟丙基纤维素、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮按质量比1:(1-2):(1-3):(2-4):(2-5)组成。

上述的石墨烯复合隔音过滤棉的制备方法,其中,所述的阻燃剂为磷酸酯、亚磷酸酯、磷酸酯、有机磷盐中的任意一种或多种。

上述的石墨烯复合隔音过滤棉的制备方法,其中,所述的步骤1中,通过熔融纺丝法,将石墨烯材料、丙纶切片、阻燃剂、改性剂混合后加入到螺杆挤出机中,加热熔融,经纺丝箱体过滤后纺丝成束,纺丝温度为210-280℃,纺丝速度为1000-2000m/min,得到石墨烯复合丙纶中空短纤。

上述的石墨烯复合隔音过滤棉的制备方法,其中,所述的步骤2包含:步骤2.1,纤维混合铺网:使用梳理机将石墨烯复合丙纶中空短纤与基础纤维混合开松,并交叉铺网;步骤2.2,预湿:将步骤2.1所得的纤维网压实,排除纤维网中的空气,加固纤维网,预湿的水射流压力为0.1-50Bar;步骤2.3,正反水刺加固:水刺头喷水板射出多股微细水射流,水射流以不同方位射到纤网,使得纤维缠结、抱合,纤网得到加固;喷水空孔径为0.05-0.20mm,采用双排喷孔,孔密度为10-30孔/cm,双排间距为0.5-2.0mm;步骤2.4,脱水:利用真空吸水,除去纤网中滞留水分,真空度为10000-30000Pa;步骤2.5,烘燥:采用烘干机烘干水刺无纺布,烘干温度为80-120℃。

上述的石墨烯复合隔音过滤棉的制备方法,其中,所述的步骤3包含:步骤3.1,制备石墨烯丙纶复合纤维:将石墨烯材料、丙纶切片、阻燃剂、改性剂混合后放入螺杆挤出机中,设置进料区温度为200-220℃,熔融区为220-230℃,熔体经由过滤器进入纺丝箱体,纺丝箱体温度为220-230℃,调整设备参数,使纺丝熔体压力为5-15Mpa,纺丝速度为3000-5000m/min,螺杆速度为60-80r/min;步骤3.2,成网:将步骤3.1所得的石墨烯丙纶复合纤维经过分丝装置,相互分离开来,分丝后将石墨烯丙纶复合纤维收集在水刺无纺布上,在上下两面分别成网,成网速度为200-500m/min;步骤3.3,热轧粘合:将步骤3.2所得的纤网经过热定型区,由热压辊热压,形成花纹状结点,即完成以水刺无纺布为基底,上下两面分别复合熔喷无纺布,得到石墨烯复合隔音过滤棉。

上述的石墨烯复合隔音过滤棉的制备方法,其中,所述的方法制备的石墨烯复合隔音过滤棉,厚度为0.5mm-50mm,克重为50-500克/㎡。

本发明还提供了通过上述的方法制备的石墨烯复合隔音过滤棉。

本发明制备一种石墨烯复合隔音过滤棉,该隔音过滤棉具有优异的隔音效果,且较为柔软,并具有优异的过滤效率,可应用于各种隔音领域、空气过滤领域等。

该隔音棉主要由两层熔喷布及一层水刺无纺布构成,并通过热粘合工艺复合成整体。无纺布采用优化的水刺工艺加工,可加工多种克重规格无纺布,并在上下表面覆盖一层石墨烯熔喷布,不但具有优异的隔音效果以及一定的阻燃效果,同时还增强隔音棉强度,而且石墨烯复合隔音棉具有优异的抗菌、抗病毒效果,因此石墨烯复合隔音棉更健康环保。

本发明制备的石墨烯复合隔音过滤棉具有较好的隔音效果,且具有优异的抗菌抗病毒功能。其抗菌性能大肠杆菌≥99%,金黄色葡萄球菌≥99%,白色念珠菌≥99%,PM2.5过滤效率≥99%,并且在长时间使用条件下可以杀灭病毒,减少细菌和病毒对人体的危害,保护人体健康。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

本发明提供的石墨烯复合隔音过滤棉的制备方法,其包含:

步骤1,按比例选取各原料,制备石墨烯复合丙纶中空短纤;步骤2,采用石墨烯复合丙纶中空短纤和基础纤维制备水刺无纺布;步骤3,以水刺无纺布为基底,上下两面分别复合熔喷无纺布,制得石墨烯复合隔音过滤棉。

优选地,步骤1中,各原料按质量百分比计包含丙纶(polypropylene,PP)切片80~99%,石墨烯材料0.1~10%,改性剂0.1~10%,阻燃剂0.1~10%。

石墨烯材料为机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法等中的任意一种制备的石墨烯或氧化石墨烯。

改性剂由聚乙烯醇、羟丙基纤维素、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮(PVP),按质量比1:(1-2):(1-3):(2-4):(2-5)组成。

阻燃剂为磷酸酯、亚磷酸酯、磷酸酯、有机磷盐等中的任意一种或多种。

步骤1中,通过熔融纺丝法,将石墨烯材料、丙纶切片、阻燃剂、改性剂等混合后加入到螺杆挤出机中,加热熔融,经纺丝箱体过滤后纺丝成束,纺丝温度为210-280℃,纺丝速度为1000-2000m/min,得到石墨烯复合丙纶中空短纤。

步骤2包含:步骤2.1,纤维混合铺网:使用梳理机将石墨烯复合丙纶中空短纤,即石墨烯纤维与基础纤维混合开松,并交叉铺网,此时制备的纤维网成蓬松状态;步骤2.2,预湿:将步骤2.1所得的纤维网压实,排除纤维网中的空气,使纤维网进入水刺区后能有效吸收水射流能量,加固纤维网,预湿工艺的水射流压力为0.1-50Bar;步骤2.3,正反水刺加固:水刺头喷水板射出多股微细水射流,水射流以不同方位射到纤网,使得纤维缠结、抱合,纤网得到加固;喷水空孔径为0.05-0.20mm,采用双排喷孔,孔密度为10-30孔/cm,双排间距为0.5-2.0mm;步骤2.4,脱水:利用真空吸水,除去纤网中滞留水分,真空度为10000-30000Pa;步骤2.5,烘燥:采用烘干机烘干水刺无纺布,烘干温度为80-120℃。

基础纤维包含再生纤维素纤维、涤纶纤维、锦纶纤维、丙纶纤维等中的任意一种或多种。

按质量百分比计,采用的石墨烯复合丙纶中空短纤与基础纤维的比例为(30~80%):(70~20%)。

步骤3包含:步骤3.1,制备石墨烯丙纶复合纤维:将石墨烯材料、丙纶切片、阻燃剂、改性剂等混合后放入螺杆挤出机中,设置进料区温度为200-220℃,熔融区为220-230℃,熔体经由过滤器进入纺丝箱体,纺丝箱体温度为220-230℃,调整设备参数,使纺丝熔体压力为5-15Mpa,纺丝速度为3000-5000m/min,螺杆速度为60-80r/min;步骤3.2,成网:将步骤3.1所得的石墨烯丙纶复合纤维经过分丝装置,相互分离开来,分丝后将石墨烯丙纶复合纤维收集在水刺无纺布上,在上下两面分别成网,成网速度为200-500m/min;步骤3.3,热轧粘合:将步骤3.2所得的纤网经过热定型区,由热压辊热压,形成一定的花纹状结点,即完成以水刺无纺布为基底,上下两面分别复合熔喷无纺布,得到具有一定强力的石墨烯复合隔音过滤棉。

该方法制备的石墨烯复合隔音过滤棉,厚度为0.5mm-50mm,克重为50-500克/㎡。

本发明还提供了通过该方法制备的石墨烯复合隔音过滤棉。

下面结合实施例对本发明提供的石墨烯复合隔音过滤棉及其制备方法做更进一步描述。

实施例1

一种石墨烯复合隔音过滤棉的制备方法,其包含:

步骤1,按比例选取各原料,制备石墨烯复合丙纶中空短纤。

优选地,各原料按质量百分比计包含丙纶切片99%,石墨烯材料0.1%,改性剂0.8%,阻燃剂0.1%。

石墨烯材料为机械剥离法制备的石墨烯。

改性剂由聚乙烯醇、羟丙基纤维素、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮按质量比1:1:1:2:2组成。

阻燃剂为磷酸酯。

步骤1中,通过熔融纺丝法,将石墨烯材料、丙纶切片、阻燃剂、改性剂混合后加入到螺杆挤出机中,加热熔融,经纺丝箱体过滤后纺丝成束,纺丝温度为210-280℃,纺丝速度为1000-2000m/min,得到石墨烯复合丙纶中空短纤。

步骤2,采用石墨烯复合丙纶中空短纤和基础纤维制备水刺无纺布。

步骤2包含:

步骤2.1,纤维混合铺网:使用梳理机将石墨烯复合丙纶中空短纤与基础纤维混合开松,并交叉铺网。

基础纤维包含再生纤维素纤维。

按质量百分比计,采用的石墨烯复合丙纶中空短纤与基础纤维的比例为30%:70%。

步骤2.2,预湿:将步骤2.1所得的纤维网压实,排除纤维网中的空气,加固纤维网,预湿的水射流压力为0.1-50Bar。

步骤2.3,正反水刺加固:水刺头喷水板射出多股微细水射流,水射流以不同方位射到纤网,使得纤维缠结、抱合,纤网得到加固;喷水空孔径为0.05-0.20mm,采用双排喷孔,孔密度为10-30孔/cm,双排间距为0.5-2.0mm。

步骤2.4,脱水:利用真空吸水,除去纤网中滞留水分,真空度为10000-30000Pa。

步骤2.5,烘燥:采用烘干机烘干水刺无纺布,烘干温度为80-120℃。

步骤3,以水刺无纺布为基底,上下两面分别复合熔喷无纺布,制得石墨烯复合隔音过滤棉。

步骤3包含:

步骤3.1,制备石墨烯丙纶复合纤维:将石墨烯材料、丙纶切片、阻燃剂、改性剂混合后放入螺杆挤出机中,设置进料区温度为200-220℃,熔融区为220-230℃,熔体经由过滤器进入纺丝箱体,纺丝箱体温度为220-230℃,调整设备参数,使纺丝熔体压力为5-15Mpa,纺丝速度为3000-5000m/min,螺杆速度为60-80r/min。

步骤3.2,成网:将步骤3.1所得的石墨烯丙纶复合纤维经过分丝装置,相互分离开来,分丝后将石墨烯丙纶复合纤维收集在水刺无纺布上,在上下两面分别成网,成网速度为200-500m/min。

步骤3.3,热轧粘合:将步骤3.2所得的纤网经过热定型区,由热压辊热压,形成花纹状结点,即完成以水刺无纺布为基底,上下两面分别复合熔喷无纺布,得到石墨烯复合隔音过滤棉。

该方法制备的石墨烯复合隔音过滤棉,厚度为0.5mm-50mm,克重为50-500克/㎡。

本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯复合隔音过滤棉。

实施例2

一种石墨烯复合隔音过滤棉的制备方法,其包含:

步骤1,按比例选取各原料,制备石墨烯复合丙纶中空短纤。

优选地,各原料按质量百分比计包含丙纶切片87%,石墨烯材料2%,改性剂10%,阻燃剂1%。

石墨烯材料为化学气相沉积法制备的石墨烯。

改性剂由聚乙烯醇、羟丙基纤维素、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮按质量比1:1:1.5:2.5:3组成。

阻燃剂为亚磷酸酯。

步骤1中,通过熔融纺丝法,将石墨烯材料、丙纶切片、阻燃剂、改性剂混合后加入到螺杆挤出机中,加热熔融,经纺丝箱体过滤后纺丝成束,纺丝温度为210-280℃,纺丝速度为1000-2000m/min,得到石墨烯复合丙纶中空短纤。

步骤2,采用石墨烯复合丙纶中空短纤和基础纤维制备水刺无纺布。

步骤2包含:

步骤2.1,纤维混合铺网:使用梳理机将石墨烯复合丙纶中空短纤与基础纤维混合开松,并交叉铺网。

基础纤维包含涤纶纤维。

按质量百分比计,采用的石墨烯复合丙纶中空短纤与基础纤维的比例为40%:60%。

步骤2.2,预湿:将步骤2.1所得的纤维网压实,排除纤维网中的空气,加固纤维网,预湿的水射流压力为0.1-50Bar。

步骤2.3,正反水刺加固:水刺头喷水板射出多股微细水射流,水射流以不同方位射到纤网,使得纤维缠结、抱合,纤网得到加固;喷水空孔径为0.05-0.20mm,采用双排喷孔,孔密度为10-30孔/cm,双排间距为0.5-2.0mm。

步骤2.4,脱水:利用真空吸水,除去纤网中滞留水分,真空度为10000-30000Pa。

步骤2.5,烘燥:采用烘干机烘干水刺无纺布,烘干温度为80-120℃。

步骤3,以水刺无纺布为基底,上下两面分别复合熔喷无纺布,制得石墨烯复合隔音过滤棉。

步骤3包含:

步骤3.1,制备石墨烯丙纶复合纤维:将石墨烯材料、丙纶切片、阻燃剂、改性剂混合后放入螺杆挤出机中,设置进料区温度为200-220℃,熔融区为220-230℃,熔体经由过滤器进入纺丝箱体,纺丝箱体温度为220-230℃,调整设备参数,使纺丝熔体压力为5-15Mpa,纺丝速度为3000-5000m/min,螺杆速度为60-80r/min。

步骤3.2,成网:将步骤3.1所得的石墨烯丙纶复合纤维经过分丝装置,相互分离开来,分丝后将石墨烯丙纶复合纤维收集在水刺无纺布上,在上下两面分别成网,成网速度为200-500m/min。

步骤3.3,热轧粘合:将步骤3.2所得的纤网经过热定型区,由热压辊热压,形成花纹状结点,即完成以水刺无纺布为基底,上下两面分别复合熔喷无纺布,得到石墨烯复合隔音过滤棉。

该方法制备的石墨烯复合隔音过滤棉,厚度为0.5mm-50mm,克重为50-500克/㎡。

本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯复合隔音过滤棉。

实施例3

一种石墨烯复合隔音过滤棉的制备方法,其包含:

步骤1,按比例选取各原料,制备石墨烯复合丙纶中空短纤。

优选地,各原料按质量百分比计包含丙纶切片84.9%,石墨烯材料5%,改性剂0.1%,阻燃剂10%。

石墨烯材料为氧化还原法制备的石墨烯。

改性剂由聚乙烯醇、羟丙基纤维素、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮按质量比1:1.5:2:3:3.5组成。

阻燃剂为磷酸酯。

步骤1中,通过熔融纺丝法,将石墨烯材料、丙纶切片、阻燃剂、改性剂混合后加入到螺杆挤出机中,加热熔融,经纺丝箱体过滤后纺丝成束,纺丝温度为210-280℃,纺丝速度为1000-2000m/min,得到石墨烯复合丙纶中空短纤。

步骤2,采用石墨烯复合丙纶中空短纤和基础纤维制备水刺无纺布。

步骤2包含:

步骤2.1,纤维混合铺网:使用梳理机将石墨烯复合丙纶中空短纤与基础纤维混合开松,并交叉铺网。

基础纤维包含锦纶纤维。

按质量百分比计,采用的石墨烯复合丙纶中空短纤与基础纤维的比例为50%:50%。

步骤2.2,预湿:将步骤2.1所得的纤维网压实,排除纤维网中的空气,加固纤维网,预湿的水射流压力为0.1-50Bar。

步骤2.3,正反水刺加固:水刺头喷水板射出多股微细水射流,水射流以不同方位射到纤网,使得纤维缠结、抱合,纤网得到加固;喷水空孔径为0.05-0.20mm,采用双排喷孔,孔密度为10-30孔/cm,双排间距为0.5-2.0mm。

步骤2.4,脱水:利用真空吸水,除去纤网中滞留水分,真空度为10000-30000Pa。

步骤2.5,烘燥:采用烘干机烘干水刺无纺布,烘干温度为80-120℃。

步骤3,以水刺无纺布为基底,上下两面分别复合熔喷无纺布,制得石墨烯复合隔音过滤棉。

步骤3包含:

步骤3.1,制备石墨烯丙纶复合纤维:将石墨烯材料、丙纶切片、阻燃剂、改性剂混合后放入螺杆挤出机中,设置进料区温度为200-220℃,熔融区为220-230℃,熔体经由过滤器进入纺丝箱体,纺丝箱体温度为220-230℃,调整设备参数,使纺丝熔体压力为5-15Mpa,纺丝速度为3000-5000m/min,螺杆速度为60-80r/min。

步骤3.2,成网:将步骤3.1所得的石墨烯丙纶复合纤维经过分丝装置,相互分离开来,分丝后将石墨烯丙纶复合纤维收集在水刺无纺布上,在上下两面分别成网,成网速度为200-500m/min。

步骤3.3,热轧粘合:将步骤3.2所得的纤网经过热定型区,由热压辊热压,形成花纹状结点,即完成以水刺无纺布为基底,上下两面分别复合熔喷无纺布,得到石墨烯复合隔音过滤棉。

该方法制备的石墨烯复合隔音过滤棉,厚度为0.5mm-50mm,克重为50-500克/㎡。

本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯复合隔音过滤棉。

实施例4

一种石墨烯复合隔音过滤棉的制备方法,其包含:

步骤1,按比例选取各原料,制备石墨烯复合丙纶中空短纤。

优选地,各原料按质量百分比计包含丙纶切片82%,石墨烯材料8%,改性剂7%,阻燃剂3%。

石墨烯材料为机械剥离法制备的氧化石墨烯。

改性剂由聚乙烯醇、羟丙基纤维素、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮按质量比1:2:2.5:3.5:4组成。

阻燃剂为有机磷盐。

步骤1中,通过熔融纺丝法,将石墨烯材料、丙纶切片、阻燃剂、改性剂混合后加入到螺杆挤出机中,加热熔融,经纺丝箱体过滤后纺丝成束,纺丝温度为210-280℃,纺丝速度为1000-2000m/min,得到石墨烯复合丙纶中空短纤。

步骤2,采用石墨烯复合丙纶中空短纤和基础纤维制备水刺无纺布。

步骤2包含:

步骤2.1,纤维混合铺网:使用梳理机将石墨烯复合丙纶中空短纤与基础纤维混合开松,并交叉铺网。

基础纤维包含丙纶纤维。

按质量百分比计,采用的石墨烯复合丙纶中空短纤与基础纤维的比例为65%:35%。

步骤2.2,预湿:将步骤2.1所得的纤维网压实,排除纤维网中的空气,加固纤维网,预湿的水射流压力为0.1-50Bar。

步骤2.3,正反水刺加固:水刺头喷水板射出多股微细水射流,水射流以不同方位射到纤网,使得纤维缠结、抱合,纤网得到加固;喷水空孔径为0.05-0.20mm,采用双排喷孔,孔密度为10-30孔/cm,双排间距为0.5-2.0mm。

步骤2.4,脱水:利用真空吸水,除去纤网中滞留水分,真空度为10000-30000Pa。

步骤2.5,烘燥:采用烘干机烘干水刺无纺布,烘干温度为80-120℃。

步骤3,以水刺无纺布为基底,上下两面分别复合熔喷无纺布,制得石墨烯复合隔音过滤棉。

步骤3包含:

步骤3.1,制备石墨烯丙纶复合纤维:将石墨烯材料、丙纶切片、阻燃剂、改性剂混合后放入螺杆挤出机中,设置进料区温度为200-220℃,熔融区为220-230℃,熔体经由过滤器进入纺丝箱体,纺丝箱体温度为220-230℃,调整设备参数,使纺丝熔体压力为5-15Mpa,纺丝速度为3000-5000m/min,螺杆速度为60-80r/min。

步骤3.2,成网:将步骤3.1所得的石墨烯丙纶复合纤维经过分丝装置,相互分离开来,分丝后将石墨烯丙纶复合纤维收集在水刺无纺布上,在上下两面分别成网,成网速度为200-500m/min。

步骤3.3,热轧粘合:将步骤3.2所得的纤网经过热定型区,由热压辊热压,形成花纹状结点,即完成以水刺无纺布为基底,上下两面分别复合熔喷无纺布,得到石墨烯复合隔音过滤棉。

该方法制备的石墨烯复合隔音过滤棉,厚度为0.5mm-50mm,克重为50-500克/㎡。

本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯复合隔音过滤棉。

实施例5

一种石墨烯复合隔音过滤棉的制备方法,其包含:

步骤1,按比例选取各原料,制备石墨烯复合丙纶中空短纤。

优选地,各原料按质量百分比计包含丙纶切片80%,石墨烯材料10%,改性剂5%,阻燃剂5%。

石墨烯材料为化学气相沉积法或氧化还原法制备的氧化石墨烯。

改性剂由聚乙烯醇、羟丙基纤维素、聚乙二醇、木质素磺酸钠、聚乙烯吡络烷酮按质量比1:2:3:4:5组成。

阻燃剂为磷酸酯、亚磷酸酯、磷酸酯、有机磷盐中的任意多种。

步骤1中,通过熔融纺丝法,将石墨烯材料、丙纶切片、阻燃剂、改性剂混合后加入到螺杆挤出机中,加热熔融,经纺丝箱体过滤后纺丝成束,纺丝温度为210-280℃,纺丝速度为1000-2000m/min,得到石墨烯复合丙纶中空短纤。

步骤2,采用石墨烯复合丙纶中空短纤和基础纤维制备水刺无纺布。

步骤2包含:

步骤2.1,纤维混合铺网:使用梳理机将石墨烯复合丙纶中空短纤与基础纤维混合开松,并交叉铺网。

基础纤维包含再生纤维素纤维、涤纶纤维、锦纶纤维、丙纶纤维中的任意多种。

按质量百分比计,采用的石墨烯复合丙纶中空短纤与基础纤维的比例为80%:20%。

步骤2.2,预湿:将步骤2.1所得的纤维网压实,排除纤维网中的空气,加固纤维网,预湿的水射流压力为0.1-50Bar。

步骤2.3,正反水刺加固:水刺头喷水板射出多股微细水射流,水射流以不同方位射到纤网,使得纤维缠结、抱合,纤网得到加固;喷水空孔径为0.05-0.20mm,采用双排喷孔,孔密度为10-30孔/cm,双排间距为0.5-2.0mm。

步骤2.4,脱水:利用真空吸水,除去纤网中滞留水分,真空度为10000-30000Pa。

步骤2.5,烘燥:采用烘干机烘干水刺无纺布,烘干温度为80-120℃。

步骤3,以水刺无纺布为基底,上下两面分别复合熔喷无纺布,制得石墨烯复合隔音过滤棉。

步骤3包含:

步骤3.1,制备石墨烯丙纶复合纤维:将石墨烯材料、丙纶切片、阻燃剂、改性剂混合后放入螺杆挤出机中,设置进料区温度为200-220℃,熔融区为220-230℃,熔体经由过滤器进入纺丝箱体,纺丝箱体温度为220-230℃,调整设备参数,使纺丝熔体压力为5-15Mpa,纺丝速度为3000-5000m/min,螺杆速度为60-80r/min。

步骤3.2,成网:将步骤3.1所得的石墨烯丙纶复合纤维经过分丝装置,相互分离开来,分丝后将石墨烯丙纶复合纤维收集在水刺无纺布上,在上下两面分别成网,成网速度为200-500m/min。

步骤3.3,热轧粘合:将步骤3.2所得的纤网经过热定型区,由热压辊热压,形成花纹状结点,即完成以水刺无纺布为基底,上下两面分别复合熔喷无纺布,得到石墨烯复合隔音过滤棉。

该方法制备的石墨烯复合隔音过滤棉,厚度为0.5mm-50mm,克重为50-500克/㎡。

本实施例还提供了通过该方法制备的石墨烯复合隔音过滤棉。

对本发明各实施例制备的石墨烯复合隔音过滤棉进行测试,所得的抗菌和过滤效率测试结果为:抗菌性能大肠杆菌≥99%,金黄色葡萄球菌≥99%,白色念珠菌≥99%,PM2.5过滤效率≥99%。隔音效果明显优于现有隔音过滤棉。

本发明提供的石墨烯复合隔音过滤棉及其制备方法,首先制备一种石墨烯阻燃中空丙纶短纤,然后由水刺设备制备一种水刺无纺布,并以此为基底,在该无纺布两面各覆盖一层熔喷无纺布,最后热粘合而成。该方法能够达到制备一种抗菌抗病毒石墨烯复合隔音过滤棉的目的,制备的隔音棉具有良好的隔音效果以及过滤效果,由于具有抗菌抗病毒功能,可应用于各种隔音领域、空气过滤领域。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

相关技术
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06120113203831