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CN108660739B - 一种无纺布材料的用途及其制备方法 - Google Patents

一种无纺布材料的用途及其制备方法 Download PDF

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CN108660739B CN201810591005.4A CN201810591005A CN108660739B CN 108660739 B CN108660739 B CN 108660739B CN 201810591005 A CN201810591005 A CN 201810591005A CN 108660739 B CN108660739 B CN 108660739B
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Abstract

本发明涉及一种无纺布材料的用途，所述无纺布用于封闭设置于油烟处理设备的进风口。所述无纺布的整体克重为1‑50g/m2，厚度为1‑6mm。本发明的无纺布作除油烟具有很好的吸油烟效果，能够高效吸附0.1‑10微米以内的颗粒物质。本发明得到的无纺布不含无害物质，可以用于厨房除油烟。

Description

一种无纺布材料的用途及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种无纺布材料的用途。本发明还涉及一种无纺布材料的制备方法。
背景技术
高温烹调是我国独特的烹饪习惯，在高温烹调过程中形成的厨房油烟已成为我国室内生活环境中主要的空气污染物之一。近年来，随着人民生活水平的提高和餐饮业的发展，食用油消耗量不断增加，烹调油烟对健康的危害愈来愈受到重视。
油烟机或排烟罩用于将烹调过程中产生的油烟收集或排出去，来改善食品加工场所的气体环境，提高其空气质量和健康程度。然而，油烟气体中极易掺杂一些灰尘、粉尘颗粒，它们甚至粘附在一起，通过油烟机等设备的通气口进入油烟机或排烟罩内部时很容易粘附在扇叶、驱动轴、电机、管道等烟气经过的地方，形成油污。同时，烹调中产生的大量高浓度油烟，排放后长时间游离在城市上空，直接威胁着城市居民的健康。而呈液态和固态颗粒的油烟一般都在10微米以下，是城市主要污染物可吸入颗粒物的组成部分。
目前国内的市面上，对于吸油烟机基本停留在一个安全网(金属网格)或一块导流板，而它们本身对于油烟并没有过滤和吸附作用，油烟一部分被收集到油杯，但大部分都被排至室外；对于家用换/排气扇中的过滤产品，基本上是空白。
为了解决油烟问题，已有的无纺布都比较致密，阻力比较大，而降低无纺布的致密度可以减小阻力，但是对于油烟的，尤其是小于1微米的过滤大大降低，反而影响了排油烟的效果。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无纺布材料的用途，所述无纺布用于封闭设置于油烟处理设备的进风口。
作为一种优选的技术方案，所述无纺布材料为表面改性无纺布，所述无纺布的整体克重为1-50g/m2，厚度为1-6mm。
作为一种优选的技术方案，所述无纺布中含有0.1-10wt%的两性聚丙烯酰胺，所述表面改性无纺布的改性方法为采用将无纺布浸泡在金属离子酸性水溶液中，加入硅酸盐进行改性。
作为一种优选的技术方案，所述金属离子酸性水溶液的用量为无纺布总体积的10-100倍。
作为一种优选的技术方案，所述金属离子酸性水溶液中金属离子的浓度为0.001-0.05mol/L，pH值为1-5。
作为一种优选的技术方案，所述硅酸盐为硅酸钾。
作为一种优选的技术方案，所述金属离子酸性水溶液为氯化钙、硝酸钙、硝酸钡中的一种或几种。
一种无纺布材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
无纺布聚合物与聚丙烯酰胺熔融混合，制备得无纺布纤维；
将无纺布纤维制备成整体克重为1-50g/m2，厚度为1-6mm的无纺布；
将100重量份的无纺布浸泡于钙离子或钡离子的水溶液中，静置12-36小时；
继续加入2-30重量份的硅酸盐，反应1-5小时后，取出无纺布，干燥得到无纺布材料。
一种油烟处理设备，所述油烟处理设备包括无纺布，所述无纺布用于封闭设置于油烟处理设备的进风口。
所述无纺布的整体克重为1-50g/m2，厚度为1-6mm。
本发明的通过制备得到了特定的无纺布，用于除油烟，能够大大提高除油烟设备的除油烟效率，能够有效吸附油烟中的小颗粒物质，大大降低了油烟对空气的污染和人体的伤害。本发明得到的无纺布不含无害物质，可以用于厨房除油烟。
参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。
说明书附图
图1为本发明的除油烟设备的结构示意图。
其中，无纺布材料1，排油烟管道2。
具体实施方式
除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如图1所示，一种除油烟设备，所述除油烟设备包括排油烟管道2，所述排油烟管道的进风口设置无纺布材料1，所述无纺布材料为表面改性无纺布，所述无纺布的整体克重为1-50g/m2，厚度为1-6mm。
一种无纺布材料，所述材料为表面改性无纺布，所述无纺布的整体克重为1-50g/m2，厚度为1-6mm，所述无纺布中含有0.1-10wt%的聚丙烯酰胺，所述表面改性无纺布的改性方法为采用将无纺布浸泡在金属离子酸性水溶液中，加入硅酸盐进行改性。
无纺布
本发明的无纺布通过热塑性树脂纤维制作而成，例如可以选择聚烯烃、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚氨酯等热塑性树脂，优选聚烯烃弹性体、聚苯乙烯弹性体、聚酯弹性体、聚酰胺弹性体、聚氨酯弹性体。特别优选易于进行细纤维纺丝的聚烯烃弹性体，在不损害聚合物性质的范围内还可共聚其他成分。
作为所述聚烯烃弹性体，有由烯烃单体构成的无规共聚物。聚烯烃弹性体的无规共聚物是指带有双键的烃乙烯、丙烯、丁烯等单体与除这些之外的至少1种其他单体的共聚物，特别是单体无规排列的无规共聚物。
所述无规共聚物优选是乙烯与碳数为3～10的烯烃的共聚物或丙烯与碳数为4～10的烯烃的共聚物。更优选由乙烯与碳数为3～10的烯烃所形成的共聚物，例如可举出与丙烯、1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯等的共聚物。在所述烯烃中，特别优选1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯。特别是这些烯烃可单独使用1种或者组合使用2种以上。优选组合有它们的乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物等乙烯-烯烃共聚物。另外，对于本发明中使用的乙烯与碳数为3～10的烯烃的共聚物或丙烯与碳数为4～10的烯烃的共聚物的分子量分布(Mw/Mn)，从纺丝性的观点出发优选为1.5～4。
另外，本发明中使用的聚烯烃共聚物还可以是通过金属茂催化剂制造的共聚物。此外，所述聚烯烃弹性体中还包含在烯烃上加有交联用二烯单体的三元共聚物，具体地可举出乙烯-丙烯-二烯橡胶、乙烯-丁烯-二烯橡胶。
作为所述聚烯烃弹性体，除此之外还可优选使用弹性聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物。弹性聚丙烯采取聚合物链由结晶性的等规聚丙烯或间规聚丙烯与非晶性的无规聚丙烯所构成的立构嵌段结构，是以等规聚丙烯或间规聚丙烯为硬链段、无规聚丙烯为软链段进行共聚而成的结构物。共聚物除了丙烯单元之外，在分子中还可含有除丙烯单元以外的其他烯烃单元、例如乙烯、丁烯、戊烯或己烯单元。它们在链结构中实质上具有立构规整性嵌段排列，例如由聚合物链中选择性排列的等规聚丙烯及无规聚丙烯序列的嵌段构成。
在不妨碍本发明效果的范围内，可以添加抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、中和剂、成核剂、环氧基稳定剂、润滑剂、抗菌剂、阻燃剂、颜料、增塑剂及其他的热塑性树脂等。
聚丙烯酰胺
作为本发明的最重要部分，本发明的无纺布纤维还需要共混0.1-10wt%的聚丙烯酰胺，本发明的聚丙烯酰胺为非离子聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的主链上带有大量的酰胺基能够与金属离子发生一定的配位。
一种无纺布材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
无纺布聚合物与聚丙烯酰胺熔融混合，制备得无纺布纤维；
将无纺布纤维制备成整体克重为1-50g/m2，厚度为1-6mm的无纺布；
将100重量份的无纺布浸泡于钙离子或钡离子的水溶液中，静置12-36小时；
继续加入2-30重量份的硅酸盐，反应1-5小时后，取出无纺布，干燥得到无纺布材料。
聚丙烯酰胺与金属离子形成的配位化合物，以此为模板，促进二氧化硅在无纺布表面进行生长，制备得到了表面具有针状二氧化硅的无纺布材料。本发明的无纺布材料具有很好的吸油烟效果，能够高效吸附0.1-10微米以内的颗粒物质。
在下文中，通过实施例对本发明进行更详细地描述，但应理解，这些实施例仅仅是例示的而非限制性的。如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
下面参照几个例子详细描述本发明。
在安装有抽油烟机的某大学食堂内对烹饪时产生的油烟可吸入颗粒进行采用，采样仪器为ELPI电子低压冲击仪(北京东方润鹏科技有限公司)，流量为30L/min，分别在油烟机入口和出口处采用，油烟机管道内采用本发明的无纺布进行封闭。采用时间为30分钟。检测得到油烟1-10级可吸入颗粒的数量。ELPI各级的切割粒径范围从1-10级分别为0.030，0.063，0.109，0.173，0.267，0.407，0.655，1.012，1,655，2.520，4.085，6.56，9.99。
阳离子聚丙烯酰胺，购置于新奇化工公司。
两性离子聚丙烯酰胺，购置于新奇化工公司。
实施例1
将100重量份的丙烯-乙烯嵌段共聚物、与1重量份的两性聚丙烯酰胺（平均分子量为100万）熔融混合挤出纤维，采用熔喷法成网法制备成整体克重为15g/m2，厚度为3mm的无纺布；
将100重量份的前述制备得到无纺布浸泡于氯化钙浓度为0.01mol/L的氯化钙水溶液中，pH值为3，静置24小时；
继续加入15重量份的硅酸钾，反应4小时后，取出无纺布，干燥得到无纺布材料。
采用本发明的无纺布材料处理前后的可吸入颗粒数量见下表(1-2，8-9，9-10，10-11，11-12，12-13均为0，故未列出)：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
实施例2
将100重量份的聚氨酯弹性体、与0.5重量份的两性聚丙烯酰胺（平均分子量为80万）熔融混合挤出纤维，采用熔喷法成网法制备成整体克重为21g/m2，厚度为3mm的无纺布；
将100重量份的前述制备得到无纺布浸泡于1000ml水中，加入10重量份的氯化钙，静置24小时；
继续加入10重量份的硅酸钾，反应4小时后，取出无纺布，干燥得到无纺布材料。
采用本发明的无纺布材料处理前后的可吸入颗粒数量见下表(1-2，8-9，9-10，10-11，11-12，12-13均为0，故未列出)：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
实施例3
将100重量份的PA66、与0.7重量份的两性聚丙烯酰胺（平均分子量为120万）熔融混合挤出纤维，采用熔喷法成网法制备成整体克重为18g/m2，厚度为3mm的无纺布；
将100重量份的前述制备得到无纺布浸泡于1000ml水中，加入18重量份的硅酸钾，静置24小时；
继续加入17重量份的硅酸钾，反应4小时后，取出无纺布，干燥得到无纺布材料。
采用本发明的无纺布材料处理前后的可吸入颗粒数量见下表(1-2，8-9，9-10，10-11，11-12，12-13均为0，故未列出)：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
对比例1
与实施例1相同，采用平均分子量为1000万的两性聚丙烯酰胺
将100重量份的丙烯-乙烯嵌段共聚物、与1重量份的两性聚丙烯酰胺（平均分子量为1000万）熔融混合挤出纤维，采用熔喷法成网法制备成整体克重为15g/m2，厚度为3mm的无纺布；
将100重量份的前述制备得到无纺布浸泡于氯化钙浓度为0.01mol/L的氯化钙水溶液中，pH值为3，静置24小时；
继续加入15重量份的硅酸钾，反应4小时后，取出无纺布，干燥得到无纺布材料。
采用本发明的无纺布材料处理前后的可吸入颗粒数量见下表(1-2，8-9，9-10，10-11，11-12，12-13均为0，故未列出)：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
对比例2
与实施例1相同，采用平均分子量为100万的阴离子聚丙烯酰胺
将100重量份的丙烯-乙烯嵌段共聚物、与1重量份的阴离子聚丙烯酰胺（平均分子量为100万）熔融混合挤出纤维，采用熔喷法成网法制备成整体克重为15g/m2，厚度为3mm的无纺布；
将100重量份的前述制备得到无纺布浸泡于氯化钙浓度为0.01mol/L的氯化钙水溶液中，pH值为3，静置24小时；
继续加入15重量份的硅酸钾，反应4小时后，取出无纺布，干燥得到无纺布材料。
采用本发明的无纺布材料处理前后的可吸入颗粒数量见下表(1-2，8-9，9-10，10-11，11-12，12-13均为0，故未列出)：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
对比例3
与实施例1相同，无纺布克重为45 g/m2
将100重量份的丙烯-乙烯嵌段共聚物、与1重量份的两性聚丙烯酰胺（平均分子量为100万）熔融混合挤出纤维，采用熔喷法成网法制备成整体克重为45g/m2，厚度为3mm的无纺布；
将100重量份的前述制备得到无纺布浸泡于氯化钙浓度为0.01mol/L的氯化钙水溶液中，pH值为3，静置24小时；
继续加入15重量份的硅酸钾，反应4小时后，取出无纺布，干燥得到无纺布材料。
采用本发明的无纺布材料处理前后的可吸入颗粒数量见下表(1-2，8-9，9-10，10-11，11-12，12-13均为0，故未列出)：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
对比例4
与实施例1相同，无纺布克重为80 g/m2
将100重量份的丙烯-乙烯嵌段共聚物、与1重量份的两性聚丙烯酰胺（平均分子量为100万）熔融混合挤出纤维，采用熔喷法成网法制备成整体克重为80g/m2，厚度为3mm的无纺布；
将100重量份的前述制备得到无纺布浸泡于氯化钙浓度为0.01mol/L的氯化钙水溶液中，pH值为3，静置24小时；
继续加入15重量份的硅酸钾，反应4小时后，取出无纺布，干燥得到无纺布材料。
采用本发明的无纺布材料处理前后的可吸入颗粒数量见下表(1-2，8-9，9-10，10-11，11-12，12-13均为0，故未列出)：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
对比例5
与实施例1相同，没有氯化钙步骤。
将100重量份的丙烯-乙烯嵌段共聚物、与1重量份的两性聚丙烯酰胺（平均分子量为100万）熔融混合挤出纤维，采用熔喷法成网法制备成整体克重为15g/m2，厚度为3mm的无纺布；
继续加入15重量份的硅酸钾，反应4小时后，取出无纺布，干燥得到无纺布材料。
采用本发明的无纺布材料处理前后的可吸入颗粒数量见下表(1-2，8-9，9-10，10-11，11-12，12-13均为0，故未列出)：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
对比例6
与实施例1相同，没有硅酸钾步骤。
将100重量份的丙烯-乙烯嵌段共聚物、与1重量份的两性聚丙烯酰胺（平均分子量为100万）熔融混合挤出纤维，采用熔喷法成网法制备成整体克重为15g/m2，厚度为3mm的无纺布；
将100重量份的前述制备得到无纺布浸泡于氯化钙浓度为0.01mol/L的氯化钙水溶液中，pH值为3，静置24小时；取出无纺布，干燥得到无纺布材料。
采用本发明的无纺布材料处理前后的可吸入颗粒数量见下表(1-2，8-9，9-10，10-11，11-12，12-13均为0，故未列出)：
Figure 327313DEST_PATH_IMAGE009
对比例7
与实施例1相同，没有氯化钙和硅酸钾步骤。
将100重量份的丙烯-乙烯嵌段共聚物、与1重量份的两性聚丙烯酰胺（平均分子量为100万）熔融混合挤出纤维，采用熔喷法成网法制备成整体克重为15g/m2，厚度为3mm的无纺布。
采用本发明的无纺布材料处理前后的可吸入颗粒数量见下表(1-2，8-9，9-10，10-11，11-12，12-13均为0，故未列出)：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
可以看出，本发明经过处理的无纺布具有极好的吸油烟效果，可大大降低可吸入颗粒的数量。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (9)

1.一种无纺布材料的用途，其特征在于，所述无纺布用于封闭设置于油烟处理设备的进风口，所述无纺布材料为表面改性无纺布，所述无纺布中含有0.1-10wt%的两性聚丙烯酰胺，所述表面改性无纺布的改性方法为采用将无纺布浸泡在金属离子酸性水溶液中，加入硅酸盐进行改性。
2.根据权利要求1所述的一种无纺布材料的用途，其特征在于，所述无纺布的整体克重为1-50g/m2，厚度为1-6mm。
3.根据权利要求1所述的一种无纺布材料的用途，其特征在于，所述金属离子酸性水溶液的用量为无纺布总体积的10-100倍。
4.根据权利要求1所述的一种无纺布材料的用途，其特征在于，所述金属离子酸性水溶液中金属离子的浓度为0.001-0.05mol/L，pH值为1-5。
5.根据权利要求1所述的一种无纺布材料的用途，其特征在于，所述硅酸盐为硅酸钾。
6.根据权利要求1所述的一种无纺布材料的用途，其特征在于，所述金属离子酸性水溶液为氯化钙、硝酸钙、硝酸钡中的一种或几种。
7.一种无纺布材料的制备方法，其特征在于，所述无纺布用于封闭设置于油烟处理设备的进风口，所述制备方法包括以下步骤：
无纺布聚合物与聚丙烯酰胺熔融混合，制备得无纺布纤维；
将无纺布纤维制备成整体克重为1-50g/m2，厚度为1-6mm的无纺布；
将100重量份的无纺布浸泡于钙离子或钡离子的水溶液中，静置12-36小时；
继续加入2-30重量份的硅酸盐，反应1-5小时后，取出无纺布，干燥得到无纺布材料。
8.一种油烟处理设备，其特征在于，所述油烟处理设备包括无纺布，所述无纺布用于封闭设置于油烟处理设备的进风口，所述无纺布材料为表面改性无纺布，所述无纺布中含有0.1-10wt%的两性聚丙烯酰胺，所述表面改性无纺布的改性方法为采用将无纺布浸泡在金属离子酸性水溶液中，加入硅酸盐进行改性。
9.根据权利要求8所述的一种油烟处理设备，其特征在于，所述无纺布的整体克重为1-50g/m2，厚度为1-6mm。
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