Фільтрувальний матеріал для уловлювання аерозолю

Изобретение относится к области фильтровальных материалов на основе волокнистых композитов, предназначенных для очистки воздуха в производстве и быту от субмикронных аэрозолей. Из известного уровня техники, относящегося к рассматриваемой области, наиболее близким по совокупности существенных признаков является фильтровальный материал для улавливания аэрозоля, представляющий смесь стекловолокна диаметром от 1 мкм и менее и связующего, в качестве которого используют асбестовое волокно и целлюлозу. Толщина материала 0,8 мм [Отчет о НИР "Изыскание возможности создания фильтрующих элементов с развернутой поверхностью для очистки аэрозолей с низкой концентрацией". 7253-87-91, № гос.-рег. 01870030525, с. 25]. Известный фильтрующий материал, выбранный в качестве прототипа, не обеспечивает достижение технического результата заявляемого изобретения, что обусловлено структурой известного материала. Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании фильтровального материала на основе стекловолокна и целлюлозы, структура которого обеспечила бы улавливание твердых субмикронных аэрозолей всем объемом материала, и тем самым улучшила фильтрующие характеристики материала, за счет снижения сопротивления воздушному потоку и повышения пылеемкости при уменьшении значения коэффициента проскока. Поставленная задача решается в фильтровальном материале, содержащем стекловолокно и целлюлозу тем, что в отличие от прототипа, он содержит стекловолокно диаметром 0,5-0,9 мкм и 2,0-8,0 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%: Материал, состав которого соответствует заявленному соотношению компонентов и диметру стекловолокна, обладает структурой, которая улавливает субмикронные частицы аэрозоля (диаметр частиц до 0,1 мкм) всем обьемом материала, а не только его поверхностью, что обусловлено уменьшением диаметра пор от его поверхности в глубину материла. Благодаря новой структуре материала, его фильтрующие свойства меняются в процессе улавливания аэрозоля незначительно: при начальном сопротивлении 12 Па, при поглощении 440 г/м аэрозоля с минимальным диаметром частиц 0,1 мкм, сопротивление увеличивается до 1 кПа. При выходе за граничные значения заявляемых интервалов, указанный технический результат не достигается по следующим причинам: - в материале, состав которого по количественному содержанию компонентов и по диаметру волокна выходит за максимальные значения заявленных интервалов, изменения структуры приводят к снижению начального сопротивления, но при этом резко возрастает коэффициент проскока и падает пылеемкость (начальное сопротивление 1,0 Па, коэффициент проскока 5% при минимальном диаметре частиц аэрозоля 0,1 мкм, пылеемкость 206 г/м2 при сопротивлении 1,0 кПа); - в материале, состав которого по количественному содержанию компонентов и по диаметру волокна выходит за минимальные значения заявленных материалов, изменения структуры материала приводит к резкому росту сопротивления и снижению пылеемкости при практически не меняющемся коэффициенте проскока (начальное сопротивление 170 Па, пылеемкость 128 г/м при 1,0 кПа, коэффициент проскока 0,6% при минимальном диаметре частиц аэрозоля 0,1 мкм): Предложенный фильтровальный материал готовят следующим образом: Размешивают стекловолокно диаметром 0,5-0,9 мкм 47-53 г (47-53 мас.%), диаметром 2,0-8,0 в количестве 28-32 г (28-32 мас.%) и целлюлозы степенью помола 32-36°С Шопера-Риглера в количестве 15-25 г (15-25 мас.%). Из полученной смеси готовят 1-2% водную суспензию, смешивая ее с 5000-10000 г воды. Далее из полученной суспензии формируют материла путем его отлива на сетку с последующей сушкой при температуре до 110°С. Полученный фильтровальный материал обладает начальным сопротивлением потоку 12 Па, пылеемкостыо до 440 г/м2 при сопротивлении 1,0 кПа и коэффициент проскока 0,8% при минимальном диаметре частиц аэрозоля 0,1 мкм. Пример 1. Готовят смесь из стекловолокна диаметром 0,5-0,9 мкм в количестве 47 г (47 мас.%), стекловолокна диаметром 2,0-8,0 мкм в количестве 28 г (28 мас.%) и целлюлозы степенью помола 32-36° Шолера-Риглера. Из полученной смеси готовят водную суспензию, для чего ее размешивают в 10000 г воды. Далее из полученной суспензии формируют материал путем его отлива на сетку с последующей сушкой при температуре до 110°С. Полученный материал обладает следующими свойствами: начальное сопротивление воздушному потоку - 18 Па, пылеемкость 440 г/м2 при сопротивлении 1 кПа, коэффициент проскока 0,8% при минимальном диаметре частиц 0,1 мкм. Примеры 2-4 выполняются аналогично примеру 1. Сведения о свойствах фильтровального материала, полученного по примерам 1-4, приведены в таблице. Примеры 1 и 2 иллюстрируют фильтровальные свойства материала полученного в соответствии с заявленной совокупностью признаков. Примеры 3 и 4 иллюстрируют свойства материала полученного выходом за граничные значения заявляемых материалов.