一种无胶改性活性炭纤维复合材料GACF及其制备方法与流程

本发明涉及活性炭纤维材料复合技术领域，具体涉及一种无胶改性活性炭纤维复合材料及其制备方法。

背景技术：

活性炭纤维是一种很好的吸附材料，对苯类、醛类、酮类、酯类、石油类的废气均能吸附回收，且吸附速度快，吸附量大，可广泛用于水净化、空气净化领域，但目前只是工业环保上有所运用，民用方面几乎是空白，主要原因是活性炭纤维是先碳化再经高温活化而成，其性状为灰质，没有强力拉力、粘结力，因此无法进行二次加工成型，更没有办法使用生产线量产，从而导致市场上民用产品几乎是空白。

cn110292909a是本申请人的去年申请的复合材料与制备方法，主要解决活性炭纤维的复合问题，使复合后的活性炭纤维仍然保持其吸附功能，同时有能用于生产线量产，从而加工成各种产品，如汽车空调滤芯、家用空调滤芯、工业滤芯、大客车空调滤芯、中央空调滤芯、空气净化器滤芯、滤芯卷、防毒面具等，扩大活性炭纤维的应用范围。

cn110302755a也是本申请人的去年申请的活性炭纤维复合材料gacf及其制备方法；干法改性活性炭纤维gacf复合材料通过长纤维作为本干法改性活性炭纤维gacf复合材料的定型载体，用超细胶粉将活性炭纤维与长纤维高温粘合在一起后，长纤维既能起到对活性炭纤维进行定型的作用，还能起到使活性炭纤维具备较好的拉伸力的作用；且采用超细胶粉作为粘合剂，能够使活性炭纤维与长纤维形成立体粘合。

这两种复合方法已经量产活性炭纤维复合材料gacf，现根据市场需要提供一种无胶改性活性炭纤维复合材料及其制备方法。所以本发明涉及主要改性活性炭纤维gacf复合材料无胶改性复合的问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种无胶改性活性炭纤维复合材料及其制备方法。既能够使活性炭纤维定型，又能保证活性炭纤维的功能的充分发挥。

本发明的技术方案是：一种无胶改性活性炭纤维gacf复合材料，采用低熔点高分子纤维35-40wt％与活性炭纤维60-65wt％充分混合、喂料梳理吸风成毡坯、预定型处理、热风循环风熔化低熔点纤维、压辊定型而成。

低熔点高分子纤维选用130-160℃的纤维；包括选用乙纶、丙纶纤维、聚醋酸酯、聚乙烯醇纤维。

低熔点高分子纤维的直径小于5d的超短纤维。

一种无胶改性活性炭纤维gacf复合材料制备方法，低熔点高分子纤维35-40wt％与活性炭纤维60-65wt％充分混合、喂料梳理底布上吸风成毡坯、压辊或热辊预定型、热风循环风熔化纤维、压辊定型，毡坯上有透气底布与盖布。

预定型采用间隙的压辊，间隙的厚度为2-8毫米，热风循环风熔化纤维时指采用经150-230℃的隧道炉或立式圆筒热风炉或根据产品的工艺要求进行调节，压辊定型指在隧道炉立即采用压辊压制，压辊定型压辊的间隙比处理预定型采用压辊的间隙小1-2毫米。

低熔点高分子纤维尤其是选用乙纶、丙纶纤维、聚醋酸酯、聚乙烯醇纤维。

低熔点高分子纤维的直径选用5d以内。越细熔化越快，产能高。

低熔点高分子纤维35-40wt％与活性炭纤维60-65wt％充分混合、喂料梳理吸风成毡坯、压辊压缩预定型、热风循环风熔化纤维、压辊定型。

低熔点高分子纤维35-40wt％与活性炭纤维60-65wt％充分混合、喂料梳理后纤维在透气底布上经吸风成成毡布网，再经预定型压辊压制；热风循环风熔化纤维的温度为150-230℃、定型压辊；再经冷却打卷、分切包装。

底布或再加盖布亦为透气布，采用230℃以上熔点的纤维布或纤维材质同与活性炭纤维相混的低熔点高分子纤维。

热风循环风熔化纤维指通过隧道窑或立式圆筒热风炉加热，并在加热后立即经压辊冷却定型。

热风循环风熔化纤维时指采用经隧道炉，压辊定型指在隧道炉立即采用压辊压制，压辊定型压辊的间隙比压辊预定型采用压辊的间隙小1-2毫米；或根据产品工艺要求调整，但压辊的间隙从前到后愈来愈小。

低熔点高分子纤维35-40wt％与活性炭纤维60-65wt％充分混合、喂料梳理吸风成毡坯、在底布上毡坯可再加盖布，再经预定型压辊压缩；热风循环风熔化纤维的温度为150-230℃(15分钟之内)、定型压辊压制定型；再经冷却打卷、分切包装。

所述的底布亦为网状布，纤维材质同与活性炭纤维相混的低熔点高分子纤维，或者是熔点高于230℃的纤维织物。最好采用熔点高于230℃的纤维织物，因为本发明人采用的活性炭纤维为灰质，很细小，如果没有这层透气底布就不能形成毡坯；而且形成毡坯后最好加盖盖布，盖布亦为透气布，预防热环风吹飞碳纤维从而形成炉内污染，并影响到产品的品质；本申请人订制的碳纤维是一种具有比表面积并具有孔隙的碳纤维；但如果低品质碳纤维(可能有些韧性和耐受一定的撕扯力)可以不用盖布。

总体而言，低熔点超短纤维35-40wt％与活性炭纤维60-65wt％充分混合、梳理喂料、吸风底布上吸风成网、预定型压辊、热风循环风熔化纤维、冷却定型压辊、冷却打卷、分切包装。低熔点超短纤维35-40wt％直径5d以下，长度5毫米以下。

本发明的有益效果，本发明的无胶改性活性炭纤维复合材料是一个均匀的材料，用低熔点高分子纤维与活性炭纤维均匀复合，解决无胶复合的问题，解决现有活性炭纤维复合材料的再成型和再加工的问题，具有均匀的透气和吸附功能，本发明的材质是均匀的低熔点高分子纤维与活性炭纤维的复合，吸附的性能与原始的活性炭纤维几乎相同(相同重量的活性炭纤维在自由状态与结合在本发明制品状态的吸附性能的差距只有10％的差距)，本发明能确保复合后的活性炭纤维仍然保持其吸附性能；本发明活性炭纤维复合材料的成型效果好，适合各种机械加工定型，特别是解决了无胶复合材料的问题，从而使得本发明的应用范围极其广阔。本发明可以应用到市场上各种民用产品：各种滤芯、抑菌、净味口罩、卫生巾、卫生护垫、尿不湿、净水产品、宠物净味窝、垫等等。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种无胶改性活性炭纤维复合材料，包括：乙纶纤维5d、2毫米长、40重量份与活性炭纤维60重量份(不排除添加其它材料)、喂料梳理吸风成毡坯、预定型压辊、盖布热风循环风熔化纤维、压辊定型而成。

改性活性炭纤维复合材料制备方法，上述充分混合、喂料梳理在底布上吸风成毡坯、预定型压辊、热风循环风熔化纤维、压辊定型而成。

所述的无胶改性活性炭纤维复合材料制备方法，压辊预定型采用间隙的压辊，间隙的厚度为8毫米(虚压成型，网状纤维的厚度10毫米以上)，热风循环风熔化纤维时指采用经135-230℃以上的隧道炉，连续经过隧道炉6-15分钟，压辊定型指出隧道炉后趁热立即采用压辊压制，压辊定型压辊的间隙根据工艺要求所需要的厚度压制比压辊预定型采用压辊的间隙小数毫米，即受热后稍加压实，碳纤维无折断。

本例的改进：总体而言，上述乙纶或其它低熔点纤维与活性炭纤维混合料进行均匀梳理喂入吸风空气腔道吸风成毡坯；通过调节梳理喂料速度可以调节成品的克重；投料比例根据市场的要求作调整，手感要硬要增加超短纤维的重量比增加，反之手感就软。

乙纶由线型聚乙烯(高密度聚乙烯)纺制成的聚烯烃纤维。密度0.95～0.96g/cm3，熔融温度124～138℃，玻璃化温度75～-120℃，纤维性能分普通型和高强高模型，普通型纤维强度4.4～7.9cn/dtex，模量31～88.3cn/dtex。

梳理自动喂料，将乙纶或其它低熔点纤维与活性炭纤维充分混合、梳理喂料、在透气的盖布底布(可为涤纶布)上吸风成毡坯与网状的底布一道复合、再经预定型压辊、热风循环风熔化纤维、定型压辊、冷却打卷、分切包装。

实施例2

无胶改性活性炭纤维复合材料，包括：丙纶一毫米短纤维7d、35重量份与活性炭纤维65重量份(不排除添加其它材料充分混和)、喂料梳理在透气底布上吸风成毡坯、预定型压辊、盖布热风循环风熔化纤维、压辊定型而成。

改性活性炭纤维复合材料制备方法，上述充分混合、喂料梳理吸风成毡坯、预定型压辊、热风循环风熔化纤维、压辊定型而成。

所述的无胶改性活性炭纤维复合材料制备方法，压辊预定型采用间隙的压辊，间隙的厚度为8毫米(虚压成型，网状纤维的厚度10毫米以上)，热风循环风熔化纤维时指采用经200℃以上的隧道炉，连续经过隧道炉6-15分钟，压辊定型指出隧道炉后趁热立即采用压辊压制，压辊定型的间隙比压辊预定型采用的间隙小2毫米，即受热后稍加压实或根据工艺要求进行压制。丙纶即聚丙烯纤维，密度为0.90-0.92g/cm3，在所有化学纤维中是最轻的，比锦纶轻20％，比涤纶轻30％，比粘胶纤维轻40％，聚丙烯纤维电阻率很高(7×10ω.cm)，导热系数小，与其他化学纤维相比，丙纶的电绝缘性和保暖性最好，但加工时易产生静电。聚丙烯纤维的熔点低(160℃)，对光和热的稳定性差。

本例的改进：总体而言，上述丙纶与活性炭纤维充分混合、梳理喂料、网格丙纶或涤纶透气底布上梳理喂料吸风成毡坯后与盖坯布底布一道复合、再经预定型压辊、热循环风熔化纤维、定型压辊、冷却打卷、分切包装。

实施例3

丙纶纤维10d、35重量份与活性炭纤维65重量份(不排除添加其它材料)、喂料梳理吸风成毡坯、预定型压辊、热风循环风熔化纤维、压辊定型而成。

实验表明，10d纤维的复合材料的吸附效果7d纤维相差不大。

实施例4

低熔点高分子纤维也可以选择聚醋酸酯、聚乙烯醇等纤维。热风循环的温度达到250℃以上。与活性炭纤维充分混合、喂料梳理吸风成毡坯、预定型压辊、热风循环风熔化纤维、压辊定型而成。

采用本发明配方与工艺可以确保本改性活性炭纤维复合材料的无胶成型效果，如具有相当的弹性而不会在折叠时断裂。确保本改性活性炭纤维复合材料有足够的拉力，满足日用产品成型形状的需求，是一种自定型的碳纤维无胶复合材料。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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