Способ получения фильтрующего материала

 

Волокна сорбционного материала сначала смешивают с водой при массовом соотношении волокон и воды 1 : 25 - 30, а затем с добавкой, содержащей 0,10 - 0,25 мас. ч. гидрофобизатора, 0,95 - 2,20 мас. ч. поверхностно-активного вещества, 0,04 - 0,10 мас. ч. порошка алюминия и 0,07 - 0,15 мас. ч. гидроокиси калия на 1 мас. ч. волокон, после чего сушат до постоянной массы. 1 табл.

Изобретение относится к производству фильтрующих материалов, а именно к производству нетканых композитных сорбционно-фильтрующих материалов, используемых для изготовления фильтрующих элементов в средствах защиты окружающей среды и индивидуальной защиты органов дыхания.

Известен способ получения фильтрующего материала, осуществляемый путем смешивания исходных ионообменного и неионообменного волокна и изготовления из полученной смеси нетканого полотна, которое дублируют отдельно сформированным холстом из неионообменного волокна иглопробивным способом [1] Приведенный способ совпадает с предлагаемым способом по следующим существенным признакам: смешивание исходных волокон и формирование из смеси нетканого материала.

Однако известный способ не обеспечивает достижения технического результата предлагаемого изобретения, что обусловлено выполнением операции формования и структурой получаемого материала.

Наиболее близким к изобретению является способ получения фильтрующего материала, включающий смешивание волокон сорбционного материала с добавкой и последующего формирования из смеси волокон нетканого материала иглопробивным способом [2] Данный способ совпадает с предлагаемым по большинству существенных признаков, а именно: смешивание исходного волокна и формирование из него нетканого материала.

Однако совокупность существенных признаков прототипа не позволяет достичь технического результата предлагаемого, что обусловлено выполнением операции по формированию материала и структурой получаемого материала.

Задача изобретения решается за счет достижения технического результата, состоящего в формировании структуры материала с максимальной сорбционной емкостью, в способе получения фильтрующего материала, включающем смешивание волокон сорбционного материала с добавкой и отличающемся тем, что предварительно волокна смешивают с водой при массовом соотношении волокон и воды 1: 25-30, в качестве добавки используют 0,10-0,25 мас.ч. гидрофобизатора, 0,95-2,20 мас. ч. поверхностно-активного вещества, 0,04-0,10 мас.ч. порошка алюминия и 0,07-0,15 мас.ч. гидроокиси калия на 1 мас.ч. волокон, а после смешивания осуществляют сушку до постоянной массы.

Между предлагаемой совокупностью признаков и техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

Материал, приготовленный в соответствии с предлагаемой совокупностью признаков, обладает указанным техническим результатом, в частности высокой сорбционной емкостью. Причем, если химическая сорбция обусловлена количеством привитого маномера, то физическая сорбция структурными характеристиками материала (плотность, удельная поверхность).

Технический результат, обусловленный предлагаемой совокупностью признаков, обеспечивается за счет физической сорбции, т.е. путем организации определенной структуры материала.

Структура материала, приготовленного с выходом за верхние и нижние граничные значения предлагаемых интервалов, не соответствует структуре материала, полученного в соответствии с предлагаемым способом, происходит резкое ухудшение механических свойств материала (материал рыхлый, непрочный, отсутствует равномерность по массе), т.е. технический результат не достигается.

Получение фильтрующего материала по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.

Исходное сырье со степенью помола менее 24^оШР, в качестве которого можно использовать ионообменные и углеродные волокна, непригодные к текстильной переработке, войлоки, отходы ионообменных и углеродных тканей, смешивают с водой при модуле 1:25-30. В полученную суспензию добавляют в пересчете на 1 массовую часть сырья 0,10-0,25 массовых частей гидрофобизатора, например кремний-органического лака КО-926 или ГКЖ-94; 0,9-2,20 мас.ч. поверхностно-активного вещества (ПАВ), например СФ-102, 0,04-0,10 мас.ч. порошка алюминия и 0,7-0,15 мас. ч. гидроокиси калия. Далее суспензию заливают в форму и сушат при температуре выше 100^оС до постоянной массы.

П р и м е р 1. Исходное сырье (отходы сорбционно-активной углеродной ткани или активированного углеродного войлока на основе волокна мтилон) со степенью помола менее 24 ^оШР в количестве 100 г заливают 2500 мл воды и размешивают до получения однородной суспензии, после чего в нее вводят 10 г кремний-органического лака КО-926, 90 г ПАВ СФ-102, 4 г порошка алюминия и 7 г гидроокиси калия. Смесь тщательно перемешивают, выливают в поддон и сушат 4 ч при 120^оС, далее 2 ч при 160^оС до достижения постоянной массы.

Полученный материал обладает следующими свойствами: плотность 0,06 г/см³; толщина образца 6,0 мм; объем микропор 0,20 см²/г, статическая активность по бензолу 130 мг/г.

П р и м е р ы 2-8 выполняются аналогично примеру 1.

Сведения о режимах осуществления примеров 1-8 и свойствах полученного материала приведены в таблице.

Примеры 1-4 иллюстрируют свойства материала, приготовленного из активированного углеродного войлока на основе волокна мтилон. В примере 1 в колонках 10 и 11 цифровые обозначения в скобках характеризуют аналогичные показатели для материала, полученного по способу-прототипу.

Примеры 5-8 иллюстрируют свойства материала, приготовленного из отходов сорбционно-фильтрующего материала на основе целлюлозы, модифицированной метилвинилпиридином. В примере 5 в колонках 10 и 11 цифровые обозначения в скобках характеризуют аналогичные показатели для материала, полученного по способу-прототипу.

Примеры 1, 2, 5 и 6 иллюстрируют свойства материала, полученного в соответствии с заявляемым способом.

Примеры 3, 4, 7 и 8 иллюстрируют свойства материала, полученного при осуществлении способа с выходом за предлагаемые интервалы режимов: 3 и 7 за минимальные граничные значения, 4 и 8 за максимальные граничные значения.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА, включающий смешивание волокон сорбционного материала с добавкой, отличающийся тем, что предварительно волокна смешивают с водой при массовом соотношении волокон и воды 1 25 30, в качестве добавки используют 0,10 0,25 мас.ч. гидрофобизатора, 0,95 2,20 мас. ч. поверхностно-активного вещества, 0,04 0,10 мас.ч. порошка алюминия и 0,07 0,15 мас. ч. гидроокиси калия на 1 мас. ч. волокон, а после смешивания осуществляют сушку до постоянной массы.

РИСУНКИ

Рисунок 1