一种带热熔型吸水胶网的高吸附效率复合夹炭布及其制备方法与流程

本发明涉及过滤材料，尤其是涉及一种带热熔型吸水胶网的高吸附效率复合夹炭布及其制备方法。

背景技术：

1、活性炭夹炭布凭借活性炭发达的微孔结构与超大比表面积，被广泛应用于家用空气净化器、车载净化滤芯、空调过滤模块、工业废气除臭、厨卫异味净化等场景，可高效吸附甲醛、苯系物、氨、硫化氢、挥发性有机污染物等空气有害物与异味气体。

2、现有常规夹炭布多采用上下无纺布层搭配活性炭颗粒，通过喷涂热熔胶或撒胶粉的方式热压复合成型，例如，专利cn112389050a中公开的一种夹炭布复合材料，包括上、下无纺布面层，在上、下无纺布面层之间依次设置有第一纤维胶丝层、第一活性碳颗粒层、第二纤维胶丝层、双组分复合纤维丝层、第三纤维胶丝层、第二活性碳颗粒层、第四纤维胶丝层；采用热辊轧机压制时，首先将活性碳颗粒预热到150~160℃再进行铺撒；加热辊和压制辊的温度要达到双组分复合纤维丝外层和纤维胶丝层的熔化温度。

3、但现有的夹炭布在实际应用中存在两大无法规避的技术缺陷：

4、第一，高湿环境下水汽竞争吸附问题突出。水分子极性强、分子动力学直径小，可优先进入活性炭微孔并占据有效吸附位点，与异味分子形成强烈竞争吸附，直接堵塞活性炭孔隙通道，导致活性炭对异味气体的吸附容量、吸附速率大幅下降，潮湿环境下净化效率衰减严重，同时活性炭吸水饱和后易结块、滋生微生物、产生酸臭等二次异味，大幅缩短产品使用寿命。

5、第二，传统粘结工艺存在固有弊端。常规夹炭布需额外喷涂胶水或撒热熔胶粉实现活性炭固定，胶水易大面积包裹活性炭颗粒、封堵微孔，进一步降低吸附性能；胶层分布不均易导致掉炭、掉粉、层间剥离，且额外上胶工序复杂、生产成本高，胶黏剂受热后还存在微量有害物释放风险。

6、目前现有技术多聚焦于提升活性炭碘值、优化炭颗粒粒径改善吸附效果，未同时解决水汽竞争吸附与活性炭粘结封堵微孔两大核心问题，无法实现高湿环境下长效、高效、稳定的异味净化，难以满足高端净化耗材的性能要求。

技术实现思路

1、本发明是为了克服现有技术中存在的上述问题，提供一种带热熔型吸水胶网的高吸附效率复合夹炭布及其制备方法，通过采用热熔自粘结型吸水胶网，同步实现定向吸水隔湿、热压自固定活性炭、不封堵微孔、层间牢固复合四大核心功能，从根源上解决水汽竞争吸附问题，同时省去额外喷胶工序，最大化保留活性炭吸附活性，提升夹炭布净化效率、结构稳定性与使用寿命。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种带热熔型吸水胶网的高吸附效率复合夹炭布，采用五层一体热压复合结构；中间层为活性炭填充层，活性炭填充层两侧设有热熔型吸水胶网层；热熔型吸水胶网层外层设有聚酯无纺布层；

4、所述的热熔型吸水胶网层为sap树脂与热熔粘结树脂、es纤维及气相二氧化硅的交联产物。

5、本发明通过sap树脂与热熔粘结树脂、es纤维及气相二氧化硅进行交联，形成的热熔型吸水胶网层兼具高倍率吸水锁水、透气不透水、热压自粘结三重功能，常温下为刚性网状结构，受热软化熔融产生粘结力，冷却后固化定型；吸水倍率为自身重量的 300~800 倍，保水率≥90%，不溶胀、不溢水、不堵塞气流通道。将其用在夹炭布中可同步实现定向吸水隔湿、热压自固定活性炭、不封堵微孔、层间牢固复合四大核心功能，从根源上解决水汽竞争吸附问题，同时省去额外喷胶工序，最大化保留活性炭吸附活性，提升夹炭布净化效率、结构稳定性与使用寿命。

6、本发明的热熔型吸水胶网层中，es纤维和热熔粘结树脂在加入熔融后可以在sap树脂颗粒之间形成粘结桥，冷却固化后所得的热熔型吸水胶网层同时具备较高的强度和孔隙率。气相二氧化硅的加入可以防止sap粉体团聚、防吸潮结块、改善粉体流动、并防止分层，提升所得热熔型吸水胶网层的均匀性。

7、作为优选，热熔型吸水胶网层中，sap树脂、热熔粘结树脂、es纤维及气相二氧化硅的质量比为35~47:20~35:10~25:0.5~3。

8、作为优选，所述的es纤维为皮芯型热熔粘合纤维，皮层材料为pe，芯层材料为pp。本发明的es纤维采用pe/pp 双组分皮芯型热熔粘合纤维，皮层 pe 熔融后与热熔粘结树脂一起在sap树脂颗粒间形成粘结桥，芯层pp可以保持纤维原有形态，提升所得热熔型吸水胶网层的孔隙率。

9、作为优选，聚酯无纺布层的克重为40~80g/m2。

10、作为优选，聚酯无纺布层和热熔型吸水胶网层复合后的克重为80~120g/m2。

11、作为优选，活性炭填充层采用碘值≥1000mg/g，ctc值≥60%的椰壳活性炭颗粒，粒径为20~100 目；铺炭量为150±20g/m2。

12、第二方面，本发明提供了一种带热熔型吸水胶网的高吸附效率复合夹炭布的制备方法，包括如下步骤：

13、（1）在搅拌状态下向sap树脂表面雾化喷洒交联剂，使其包覆sap树脂表面；然后依次加入热熔粘结树脂、es纤维及气相二氧化硅，混合均匀得到混合物料；

14、（2）将混合物料均匀平铺在聚酯无纺布基底上，热压成型进行热熔交联，然后恒温熟化后得到复合材料；

15、（3）在复合材料上均匀铺撒活性炭，然后在活性炭上再铺设一层复合材料，热压粘合得到所述高吸附效率复合夹炭布。

16、作为优选，步骤（1）中喷洒的交联剂的质量为sap树脂质量的0.1~2 %。

17、作为优选，步骤（2）中热压成型时的温度为125~145℃，压力为4~8mpa，保温保压时间30~60s。

18、作为优选，步骤（2）中恒温熟化的温度为75~87℃，时间为1.5~2h。

19、作为优选，步骤（3）中热压粘合时的温度为100~120℃，压力为0.4~0.6mpa，热压时间为10~15s。

20、因此，本发明具有如下有益效果：

21、（1）本发明的热熔型吸水胶网层由sap树脂与热熔粘结树脂、es纤维及气相二氧化硅交联形成，兼具高倍率吸水锁水、透气不透水、热压自粘结三重功能，将其用在夹炭布中可同步实现定向吸水隔湿、热压自固定活性炭、不封堵微孔、层间牢固复合四大核心功能，从根源上解决水汽竞争吸附问题，同时省去额外喷胶工序，最大化保留活性炭吸附活性，提升夹炭布净化效率、结构稳定性与使用寿命；

22、（2）本发明的热熔型吸水胶网层中，通过es纤维和热熔粘结树脂共同对sap树脂颗粒进行粘结，所得的热熔型吸水胶网层可同时具备较高的强度和孔隙率。

1.一种带热熔型吸水胶网的高吸附效率复合夹炭布，其特征是，采用五层一体热压复合结构；中间层为活性炭填充层，活性炭填充层两侧设有热熔型吸水胶网层；热熔型吸水胶网层外层设有聚酯无纺布层；

2.根据权利要求1所述的带热熔型吸水胶网的高吸附效率复合夹炭布，其特征是，热熔型吸水胶网层中，sap树脂、热熔粘结树脂、es纤维及气相二氧化硅的质量比为35~47:20~35:10~25:0.5~3。

3.根据权利要求1或2所述的带热熔型吸水胶网的高吸附效率复合夹炭布，其特征是，所述的es纤维为皮芯型热熔粘合纤维，皮层材料为pe，芯层材料为pp。

4.根据权利要求1所述的带热熔型吸水胶网的高吸附效率复合夹炭布，其特征是，聚酯无纺布层的克重为40~80g/m2。

5.根据权利要求1或4所述的带热熔型吸水胶网的高吸附效率复合夹炭布，其特征是，聚酯无纺布层和热熔型吸水胶网层复合后的克重为80~120g/m2。

6.根据权利要求1所述的带热熔型吸水胶网的高吸附效率复合夹炭布，其特征是，活性炭填充层采用碘值≥1000mg/g，ctc值≥60%的椰壳活性炭颗粒，粒径为20~100 目；铺炭量为150±20g/m2。

7.一种如权利要求1~6任一所述的带热熔型吸水胶网的高吸附效率复合夹炭布的制备方法，其特征是，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的带热熔型吸水胶网的高吸附效率复合夹炭布的制备方法，其特征是，步骤（1）中喷洒的交联剂的质量为sap树脂质量的0.1~2 %。

9.根据权利要求7所述的带热熔型吸水胶网的高吸附效率复合夹炭布的制备方法，其特征是，步骤（2）中热压成型时的温度为125~145℃，压力为4~8mpa，保温保压时间30~60s；恒温熟化的温度为75~87℃，时间为1.5~2h。

10.根据权利要求7或9所述的带热熔型吸水胶网的高吸附效率复合夹炭布的制备方法，其特征是，步骤（3）中热压粘合时的温度为100~120℃，压力为0.4~0.6mpa，热压时间为10~15s。