一种3D蜂窝式漆雾过滤袋及其制备方法与流程

专利2022-05-10  2

一种3d蜂窝式漆雾过滤袋及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及过滤袋制备技术领域,具体涉及一种3d蜂窝式漆雾过滤袋及其制备方法。


背景技术:

2.漆雾毡是一种蓬松的玻璃纤维粗丝制成的过滤材料,单纯的物理拦截原理,因其非常蓬松不易被大的漆渣杂质堵塞的特点,在一定时期内广泛用于小型喷房的排风过程,用来去除较大的漆雾颗粒。漆雾毡常见过滤等级为g3(en779标准)对10um以上的颗粒过滤效率远低于85%,在有高浓度漆雾处理需求的工艺过程中漆雾穿透总量极大易造成后道设备污染或过滤器堵塞,且玻璃纤维材料本身对人体呼吸道危害极大还易造成皮肤过敏,易脱落碎裂变小的物理特点,对生产车间和涂装环境都是直接污染源。
3.目前出现的3d式漆雾过滤袋,使用合成材料制成,过滤器的迎风面采用3d蜂窝层状结构设计符合深层过滤原理,具有容纳能力大,使用寿命长的特点,但过滤精度不高,对漆雾的吸附效果不好。


技术实现要素:

4.针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种3d蜂窝式漆雾过滤袋及其制备方法,解决现有的过滤袋对漆雾吸附效果不好的技术问题。
5.为了实现上述目的,本发明采取如下技术方案:
6.一种3d蜂窝式漆雾过滤袋的制备方法,包括如下步骤:
7.(1)制备吡咯基聚苯乙烯:向己烷溶剂中加入苯乙烯与1

(4

乙烯基苄基)吡咯烷,搅拌溶解,然后向其中加入四甲基乙二胺和正丁基锂进行反应,待反应结束后,再向溶剂中加入乙醇,蒸干溶剂,即得到吡咯基聚苯乙烯;
8.(2)制备吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维:将步骤(1)得到的吡咯基聚苯乙烯溶解在四氯化碳中,然后向其中加入玻璃纤维,超声分散均匀后,再向其中加入氯化铝进行交联反应,待反应结束后,将反应产物进行过滤、洗涤、干燥,即得到吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维;
9.(3)制备3d蜂窝式过滤材料:将丙烯酰胺和步骤(2)所制备的吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维加入到去离子水中,混合均匀,然后向其中加入聚乙烯醇,搅拌均匀,接着向其中加入十水合四硼酸钠,搅拌均匀后得到混合液,再将混合液转移至反应釜中进行水热反应,待反应结束后,将反应产物进行过滤、洗涤和干燥,即得到3d蜂窝式过滤材料;
10.(4)制备漆雾过滤袋:将羧甲基淀粉、丙烯酰胺和步骤(3)所制备的3d蜂窝式过滤材料加入到去离子水中,搅拌均匀得到混合液,然后将玻璃纤维滤袋基体浸入混合液中,再加入过硫酸铵进行反应,待反应结束后,将玻璃纤维滤袋基体取出,经洗涤、干燥,即得到3d蜂窝式漆雾过滤袋。
11.优选的,步骤(1)中,苯乙烯,1

(4

乙烯基苄基)吡咯烷,四甲基乙二胺和正丁基锂
的质量比为100:15

40:30

40:18

22。
12.优选的,步骤(1)中,反应温度为50

80℃,反应时间为2

3h。
13.优选的,步骤(2)中,吡咯基聚苯乙烯,四氯化碳,玻璃纤维和氯化铝的质量比为80

100:600

1000:120

150:40

60。
14.优选的,步骤(2)中,交联反应的温度为80

95℃,反应时间为24

30h。
15.优选的,步骤(3)中,去离子水、丙烯酰胺、吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维、聚乙烯醇和十水合四硼酸钠的质量比为100:25

40:15

25:20

28:10

15。
16.优选的,步骤(3)中,水热反应的温度为100

125℃,水热反应时间为5

10h。
17.优选的,步骤(4)中,去离子水,羧甲基淀粉,3d蜂窝式过滤材料,丙烯酰胺和过硫酸铵的质量比为100:5

8:8

12:10

15:1

3。
18.优选的,步骤(4)中,反应温度为50

70℃,反应时间为4

6h。
19.本发明还提供一种由上述制备方法得到的3d蜂窝式漆雾过滤袋。
20.与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
21.(1)本发明提供一种3d蜂窝式漆雾过滤袋及其制备方法,本发明将丙烯酰胺、聚乙烯醇与吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维复合得到3d蜂窝式过滤材料,聚乙烯醇的羟基和硼酸根离子的动态离子交联作用赋予了过滤材料良好的恢复能力,吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维和聚乙烯醇形成良好的3d网络结构。
22.(2)本发明提供一种3d蜂窝式漆雾过滤袋及其制备方法,本发明提供的羧甲基淀粉和丙烯酰胺在玻璃纤维表面形成一层致密的复合滤膜,能有效的将3d蜂窝式过滤材料固定在玻璃纤维表面,同时增强了玻璃纤维的致密性和连接强度,并且淀粉表面的羟基能跟聚乙烯醇形成稳定的氢键,有利于3d蜂窝式过滤材料分散在玻璃纤维表面,3d蜂窝式过滤材料的网络结构和玻璃纤维表面丰富的孔结构有利于其对漆雾进行吸附。
具体实施方式
23.以下通过具体较佳实施例对本发明作进一步详细说明,但本发明并不仅限于以下的实施例。
24.需要说明的是,无特殊说明外,本发明中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。
25.实施例1
26.一种3d蜂窝式漆雾过滤袋的制备方法,包括如下步骤:
27.(1)制备吡咯基聚苯乙烯:向400g己烷溶剂中加入100g苯乙烯与15g1

(4

乙烯基苄基)吡咯烷,搅拌溶解,然后向其中加入30g四甲基乙二胺和18g正丁基锂,在80℃下进行聚合反应3h,待反应结束后,再向溶剂中加入乙醇,蒸干溶剂,即得到吡咯基聚苯乙烯;
28.(2)制备吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维:称取80g步骤(1)得到的吡咯基聚苯乙烯溶解在600g四氯化碳中,然后向其中加入120g玻璃纤维,超声分散均匀后,再向其中加入40g氯化铝,在85℃下进行交联反应24h,待反应结束后,将反应产物进行过滤、洗涤、干燥,即得到吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维;
29.(3)制备3d蜂窝式过滤材料:将28g丙烯酰胺和18g步骤(2)所制备的吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维加入到100g去离子水中,混合均匀,然后向其中加入22g聚乙烯醇,搅拌均匀,接着向其中加入12g十水合四硼酸钠,搅拌均匀后得到混合液,再将混合液转移至反应
釜中,在105℃下进行水热反应6h,待反应结束后,将反应产物进行过滤、洗涤和干燥,即得到3d蜂窝式过滤材料;
30.(4)制备漆雾过滤袋:将6g羧甲基淀粉、12g丙烯酰胺和9g步骤(3)所制备的3d蜂窝式过滤材料加入到100g去离子水中,搅拌均匀得到混合液,然后将玻璃纤维滤袋基体浸入混合液中,再加入2g过硫酸铵,在60℃下反应4h,待反应结束后,将玻璃纤维滤袋基体取出,经洗涤、干燥,即得到3d蜂窝式漆雾过滤袋。
31.实施例2
32.一种3d蜂窝式漆雾过滤袋的制备方法,包括如下步骤:
33.(1)制备吡咯基聚苯乙烯:向400g己烷溶剂中加入100g苯乙烯与20g1

(4

乙烯基苄基)吡咯烷,搅拌溶解,然后向其中加入35g四甲基乙二胺和20g正丁基锂,在60℃下进行聚合反应2h,待反应结束后,再向溶剂中加入乙醇,蒸干溶剂,即得到吡咯基聚苯乙烯;
34.(2)制备吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维:称取90g步骤(1)得到的吡咯基聚苯乙烯溶解在800g四氯化碳中,然后向其中加入130g玻璃纤维,超声分散均匀后,再向其中加入50g氯化铝,在80℃下进行交联反应26h,待反应结束后,将反应产物进行过滤、洗涤、干燥,即得到吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维;
35.(3)制备3d蜂窝式过滤材料:将25g丙烯酰胺和15g步骤(2)所制备的吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维加入到100g去离子水中,混合均匀,然后向其中加入20g聚乙烯醇,搅拌均匀,接着向其中加入10g十水合四硼酸钠,搅拌均匀后得到混合液,再将混合液转移至反应釜中,在100℃下进行水热反应5h,待反应结束后,将反应产物进行过滤、洗涤和干燥,即得到3d蜂窝式过滤材料;
36.(4)制备漆雾过滤袋:将5g羧甲基淀粉、10g丙烯酰胺和8g步骤(3)所制备的3d蜂窝式过滤材料加入到100g去离子水中,搅拌均匀得到混合液,然后将玻璃纤维滤袋基体浸入混合液中,再加入1g过硫酸铵,在55℃下反应5h,待反应结束后,将玻璃纤维滤袋基体取出,经洗涤、干燥,即得到3d蜂窝式漆雾过滤袋。
37.实施例3
38.一种3d蜂窝式漆雾过滤袋的制备方法,包括如下步骤:
39.(1)制备吡咯基聚苯乙烯:向400g己烷溶剂中加入100g苯乙烯与30g1

(4

乙烯基苄基)吡咯烷,搅拌溶解,然后向其中加入32g四甲基乙二胺和19g正丁基锂,在70℃下进行聚合反应3h,待反应结束后,再向溶剂中加入乙醇,蒸干溶剂,即得到吡咯基聚苯乙烯;
40.(2)制备吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维:称取80g步骤(1)得到的吡咯基聚苯乙烯溶解在900g四氯化碳中,然后向其中加入130g玻璃纤维,超声分散均匀后,再向其中加入45g氯化铝,在90℃下进行交联反应24h,待反应结束后,将反应产物进行过滤、洗涤、干燥,即得到吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维;
41.(3)制备3d蜂窝式过滤材料:将35g丙烯酰胺和20g步骤(2)所制备的吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维加入到100g去离子水中,混合均匀,然后向其中加入26g聚乙烯醇,搅拌均匀,接着向其中加入12g十水合四硼酸钠,搅拌均匀后得到混合液,再将混合液转移至反应釜中,在120℃下进行水热反应6h,待反应结束后,将反应产物进行过滤、洗涤和干燥,即得到3d蜂窝式过滤材料;
42.(4)制备漆雾过滤袋:将7g羧甲基淀粉、13g丙烯酰胺和10g步骤(3)所制备的3d蜂
窝式过滤材料加入到100g去离子水中,搅拌均匀得到混合液,然后将玻璃纤维滤袋基体浸入混合液中,再加入2g过硫酸铵,在65℃下反应6h,待反应结束后,将玻璃纤维滤袋基体取出,经洗涤、干燥,即得到3d蜂窝式漆雾过滤袋。
43.实施例4
44.一种3d蜂窝式漆雾过滤袋的制备方法,包括如下步骤:
45.(1)制备吡咯基聚苯乙烯:向400g己烷溶剂中加入100g苯乙烯与28g1

(4

乙烯基苄基)吡咯烷,搅拌溶解,然后向其中加入38g四甲基乙二胺和21g正丁基锂,在75℃下进行聚合反应2h,待反应结束后,再向溶剂中加入乙醇,蒸干溶剂,即得到吡咯基聚苯乙烯;
46.(2)制备吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维:称取95g步骤(1)得到的吡咯基聚苯乙烯溶解在950g四氯化碳中,然后向其中加入140g玻璃纤维,超声分散均匀后,再向其中加入55g氯化铝,在85℃下进行交联反应28h,待反应结束后,将反应产物进行过滤、洗涤、干燥,即得到吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维;
47.(3)制备3d蜂窝式过滤材料:将38g丙烯酰胺和22g步骤(2)所制备的吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维加入到100g去离子水中,混合均匀,然后向其中加入24g聚乙烯醇,搅拌均匀,接着向其中加入12g十水合四硼酸钠,搅拌均匀后得到混合液,再将混合液转移至反应釜中,在115℃下进行水热反应8h,待反应结束后,将反应产物进行过滤、洗涤和干燥,即得到3d蜂窝式过滤材料;
48.(4)制备漆雾过滤袋:将6g羧甲基淀粉、12g丙烯酰胺和10g步骤(3)所制备的3d蜂窝式过滤材料加入到100g去离子水中,搅拌均匀得到混合液,然后将玻璃纤维滤袋基体浸入混合液中,再加入2g过硫酸铵,在70℃下反应4h,待反应结束后,将玻璃纤维滤袋基体取出,经洗涤、干燥,即得到3d蜂窝式漆雾过滤袋。
49.实施例5
50.一种3d蜂窝式漆雾过滤袋的制备方法,包括如下步骤:
51.(1)制备吡咯基聚苯乙烯:向400g己烷溶剂中加入100g苯乙烯与40g1

(4

乙烯基苄基)吡咯烷,搅拌溶解,然后向其中加入38g四甲基乙二胺和21g正丁基锂,在80℃下进行聚合反应3h,待反应结束后,再向溶剂中加入乙醇,蒸干溶剂,即得到吡咯基聚苯乙烯;
52.(2)制备吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维:称取100g步骤(1)得到的吡咯基聚苯乙烯溶解在1000g四氯化碳中,然后向其中加入150g玻璃纤维,超声分散均匀后,再向其中加入55g氯化铝,在95℃下进行交联反应28h,待反应结束后,将反应产物进行过滤、洗涤、干燥,即得到吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维;
53.(3)制备3d蜂窝式过滤材料:将40g丙烯酰胺和25g步骤(2)所制备的吡咯基聚苯乙烯交联玻璃纤维加入到100g去离子水中,混合均匀,然后向其中加入28g聚乙烯醇,搅拌均匀,接着向其中加入15g十水合四硼酸钠,搅拌均匀后得到混合液,再将混合液转移至反应釜中,在125℃下进行水热反应8h,待反应结束后,将反应产物进行过滤、洗涤和干燥,即得到3d蜂窝式过滤材料;
54.(4)制备漆雾过滤袋:将8g羧甲基淀粉、13g丙烯酰胺和12g步骤(3)所制备的3d蜂窝式过滤材料加入到100g去离子水中,搅拌均匀得到混合液,然后将玻璃纤维滤袋基体浸入混合液中,再加入3g过硫酸铵,在70℃下反应6h,待反应结束后,将玻璃纤维滤袋基体取出,经洗涤、干燥,即得到3d蜂窝式漆雾过滤袋。
55.对比例1
56.一种漆雾过滤袋的制备方法,包括如下步骤:
57.将8g羧甲基淀粉和13g丙烯酰胺加入到100g去离子水中,搅拌均匀得到混合液,然后将玻璃纤维滤袋基体浸入混合液中,再加入3g过硫酸铵,在70℃下反应6h,待反应结束后,将玻璃纤维滤袋基体取出,经洗涤、干燥,即得到一种漆雾过滤袋。
58.将实施例1

5和对比例1所制备的漆雾过滤袋进行烟雾中漆雾去除率的测试,具体步骤为:用空气泵将人造烟箱中含有漆雾成分的烟雾吸入管道,由流量计控制气体流量及颗粒物的质量浓度,随后由漆雾测试仪测试烟雾中漆雾质量浓度,烟雾经过滤袋过滤后重新测试烟雾中漆雾的质量浓度,实验结果如下表所示:
[0059] 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例1过滤前g/l101010101010过滤后g/l0.140.120.100.060.083.29去除率%98.698.89999.499.267.1
[0060]
从表中可以看出,本实施例所制备的过滤袋对漆雾具有良好的吸附效果,对比例1中没有加入3d蜂窝式过滤材料,其对漆雾的吸附明显降低,说明3d蜂窝式过滤材料的加入,丰富了过滤材料的网络结构,提升了其对漆雾的吸附性能。
[0061]
最后需要说明的是:以上实施例不以任何形式限制本发明。对本领域技术人员来说,在本发明基础上,可以对其作一些修改和改进。因此,凡在不偏离本发明精神的基础上所做的任何修改或改进,均属于本发明要求保护的范围之内。
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