一种制备过滤材料的组合物、过滤材料及其制备方法与流程

1.本发明属于过滤材料技术领域，特别涉及一种制备过滤材料的组合物、过滤材料及其制备方法。


背景技术：

2.与传统医疗、卫生及其他工业多级过滤、配套大功率通风设备的户内使用环境不同，养殖场的空气过滤系统在户外暴露面积大，决定了养殖场里使用的过滤器的滤材需具备优异的防水，耐腐蚀及抗物理损伤等性能。
3.然而，目前养殖场所用过滤器的玻璃纤维滤材存在强度低、防水性差、低温环境寿命短问题；尤其在北方冬季寒冷环境中，滤器内外温差大，养殖场内湿度大，容易造成滤器表面结冰和冰层融化，导致滤纸破裂造成过滤器失效；因此，亟需开发出一种强度高、防水性好、耐低温性好、使用寿命长的过滤材料，以满足养殖场的需求。


技术实现要素：

4.针对现有技术中养殖场所用过滤器的过滤材料存在强度低、防水性差、耐低温寿命短的问题，本发明提供了一种制备过滤材料的组合物、过滤材料及其制备方法，本发明提供的过滤材料强度高、防水性好、耐湿性好、耐低温性好、使用寿命长，可以满足养殖场对于过滤材料的需求，并显著延长过滤器的使用寿命。
5.第一方面，本发明提供了一种制备过滤材料的组合物，所述组合物包含玻璃纤维原料、增强改性剂和阳离子聚丙烯酰胺；所述玻璃纤维原料包含玻璃纤维棉和无碱短切丝；所述增强改性剂包含表面改性剂、防水剂和湿强剂。
6.优选地，所述组合物包含以质量份数计的，玻璃纤维原料90～95份、增强改性剂5～10份、阳离子聚丙烯酰胺0.0005～0.002份，优选为0.001～0.002份；所述玻璃纤维原料包含以质量分数计的玻璃纤维棉80～90％、无碱短切丝10～20％；所述增强改性剂包含以质量分数计的表面改性剂85～93％、防水剂5～10％和湿强剂2～10％，优选为5～10％。
7.优选地，所述玻璃纤维棉的叩解度为14～54
°
sr；
8.所述无碱短切丝的直径为7～13μm，长度为6mm；
9.所述阳离子聚丙烯酰胺的数均分子量为500～1000万。
10.优选地，所述表面改性剂为酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚醋酸乙烯树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种；
11.所述防水剂为c6防水剂、无氟防水剂和有机硅防水剂中的一种或多种；和/或
12.所述湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂和邻苯二甲酸酯中的一种或多种。
13.第二方面，本发明提供了一种过滤材料，所述过滤材料的制备原料包含第一方面所述的组合物。
14.第三方面，本发明提供了一种第二方面所述的过滤材料的制备方法，所述制备方
法包括如下步骤：
15.s1.将玻璃纤维棉和无碱短切丝分散在酸性溶液中，得到第一浆料；
16.s2.将第一浆料和阳离子聚丙烯酰胺分散液混合得到的混合浆料进行冲浆上网、脱水成型，得到湿纸幅；所述阳离子聚丙烯酰胺分散液由阳离子聚丙烯酰胺和水混合得到；
17.s3.采用增强改性剂对所述湿纸幅进行增强改性处理、烘干固化处理，得到所述过滤材料；所述增强改性剂包含表面改性剂、防水剂和湿强剂。
18.优选地，所述酸性溶液的ph为2～3.5；
19.所述酸性溶液为硫酸水溶液、盐酸水溶液、硝酸水溶液、磷酸水溶液、柠檬酸水溶液、醋酸水溶液中的至少一种；
20.所述玻璃纤维棉和无碱短切丝的质量之和占所述第一浆料总质量0.5～2.5％。
21.优选地，所述阳离子聚丙烯酰胺占所述阳离子聚丙烯酰胺分散液质量的0.1～0.5％。
22.优选地，在所述混合浆料中，所述阳离子聚丙烯酰胺的含量为5～20ppm，优选为10～20ppm；
23.所述混合浆料的上网浓度为0.05～0.2％；
24.所述脱水成型包括重力脱水和真空脱水，所述真空脱水的真空度为0.01～0.048mpa；
25.所述烘干固化处理包括第一阶段烘干固化处理、第二阶段烘干固化处理和第三阶段烘干固化处理；所述第一阶段烘干固化处理的温度为40～60℃，所述第二阶段烘干固化处理的温度为120～140℃，第三阶段烘干固化处理的温度为150～160℃。
26.优选地，所述增强改性剂以增强改性剂溶液的形式加入，所述增强改性剂溶液中表面改性剂、防水剂和湿强剂的质量之和占4～6％；
27.所述增强改性处理采用雾化方式进行。
28.本发明与现有技术相比至少具有如下有益效果：
29.本发明阳离子聚丙烯酰胺作为增强剂可提升过滤材料的强度(干强度和湿强度)；将湿强剂与传统的表面改性剂、防水剂进行复配后作为增强改性剂，提高滤纸的防水性和耐湿性；采用该组合物制得的过滤材料的强度高、防水性好、耐湿性好、耐低温性好、使用寿命长，可以满足养殖场对于过滤材料的需求，并显著延长过滤器的使用寿命。
具体实施方式
30.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.第一方面，本发明提供了一种制备过滤材料的组合物，所述组合物包含玻璃纤维原料、增强改性剂、阳离子聚丙烯酰胺；所述玻璃纤维原料包含玻璃纤维棉和无碱短切丝；所述增强改性剂包含表面改性剂、防水剂和湿强剂。
32.本发明阳离子聚丙烯酰胺作为增强剂可提升过滤材料的强度(干强度和湿强度)；将湿强剂与传统的表面改性剂、防水剂进行复配后作为增强改性剂，提高滤纸的防水性和
耐湿性；采用该组合物制得的过滤材料强度高、防水性好、耐湿性好、耐低温性好、使用寿命长，可以满足养殖场对于过滤材料的需求，并显著延长过滤器的使用寿命。此外，本发明阳离子聚丙烯酰胺还可以作为助留剂，减少过滤材料的制备过程中纤维的流失到白水中，减少原料的浪费；因白水是循环使用的，阳离子聚丙烯酰胺的加入也可以减少白水中纤维对后续过滤材料制备过程的影响。
33.根据一些优选的实施方式，所述组合物包含以质量份数计的，玻璃纤维原料90～95份(例如，可以为90份、91份、92份、93份、94份或95份)、增强改性剂5～10份(例如，可以为5份、6份、7份、8份、9份或10份)、阳离子聚丙烯酰胺0.0005～0.002份(例如，可以为0.0005份、0.0006份、0.0007份、0.0008份、0.0009份、0.001份、0.0012份、0.0014份、0.0016份、0.0018份和0.002份)，优选为0.001～0.002份(例如，可以为0.001份、0.0012份、0.0014份、0.0016份、0.0018份和0.002份)；所述玻璃纤维原料包含以质量分数计的玻璃纤维棉80～90％(例如，可以为80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％或90％)、无碱短切丝10～20％(例如，可以为10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％)；所述增强改性剂包含以质量分数计的表面改性剂85～93％(例如，可以为85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％或93％)、防水剂5～10％(例如，可以为5％、6％、7％、8％、9％或10％)和湿强剂2～10％(例如，可以为2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或10％)，优选为5～10％(例如，可以为5％、5.5％、6％、7％、7.5％、8％、8.5％、9％、9.5％或10％)。
34.发明人发现，阳离子聚丙烯酰胺的含量过低，无法提升过滤材料的强度；阳离子聚丙烯酰胺的含量过高，会增大过滤材料的过滤阻力，降低过滤材料的过滤效率；增强改性剂中湿强剂的含量过高，不但起不到提升湿强度的效果，相反还会使纸页的干湿强度有所降低。
35.根据一些优选的实施方式，所述玻璃纤维棉的叩解度为14～54
°
sr(例如，可以为14
°
sr、17
°
sr、19
°
sr、24
°
sr、34
°
sr、49
°
sr或54
°
sr)；
36.所述无碱短切丝的直径为7～13μm(例如，可以为7μm、8μm、10μm、12μm或13μm)，长度为6mm。
37.根据一些优选的实施方式，所述阳离子聚丙烯酰胺的数均分子量为500～1000万；本发明采用上述数均分子量的阳离子聚丙烯酰胺可以有效提高过滤材料的湿强度；阳离子聚丙烯酰胺的分子量过大或过小均无法有效提高过滤材料的强度。
38.根据一些优选的实施方式，所述表面改性剂为酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚醋酸乙烯树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种；
39.所述防水剂为c6防水剂、无氟防水剂和有机硅防水剂中的一种或多种；和/或
40.所述湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂和邻苯二甲酸酯中的一种或多种。
41.需要说明的是，本发明上述表面改性剂、防水剂和湿强剂仅用以说明本发明的技术方案，而不限于上述种类。
42.第二方面，本发明提供了一种过滤材料，所述过滤材料的制备原料包含第一方面所述的组合物。
43.第三方面，本发明提供了一种第二方面所述的过滤材料的制备方法，所述制备方
法包括如下步骤：
44.s1.将玻璃纤维棉和无碱短切丝分散在酸性溶液中，得到第一浆料；
45.s2.将第一浆料和阳离子聚丙烯酰胺分散液混合得到的混合浆料进行冲浆上网、脱水成型，得到湿纸幅；所述阳离子聚丙烯酰胺分散液由阳离子聚丙烯酰胺和水混合得到；
46.s3.采用增强改性剂对所述湿纸幅进行增强改性处理、烘干固化处理，得到所述过滤材料；所述增强改性剂包含表面改性剂、防水剂和湿强剂。
47.本发明首先将玻璃纤维棉和无碱短切丝分散在酸性溶液中，并加入阳离子聚丙烯酰胺，利用酸性环境中玻璃纤维棉表面的sio-和alo-两种基团可以与阳离子聚丙烯酰胺发生吸附，达到增强过滤材料的强度(干强度和湿强度)的作用；然后通过包含表面改性剂、防水剂和湿强剂的增强改性剂对湿纸幅进行增强改性，进一步提高过滤材料的防水性、耐湿性和耐低温性能。
48.根据一些优选的实施方式，所述酸性溶液的ph为2～3.5(例如，可以为2、2.2、2.4、2.5、2.6、2.8、3、3.2或3.5)；
49.所述酸性溶液为硫酸水溶液、盐酸水溶液、硝酸水溶液、磷酸水溶液、柠檬酸水溶液、醋酸水溶液中的至少一种；
50.所述玻璃纤维棉和无碱短切丝的质量之和占所述第一浆料总质量0.5～2.5％(例如，可以为0.5％、0.6％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.2％或2.5％)。
51.根据一些优选的实施方式，所述阳离子聚丙烯酰胺占所述阳离子聚丙烯酰胺分散液质量的0.1～0.5％(例如，可以为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％)。
52.为了确保得到更均一的混合浆料，将第一浆料的制备过程的ph控制在2～3.5，第一浆液浓度控制为0.5～2.5％，并将阳离子聚丙烯酰胺以阳离子聚丙烯酰胺分散液的形式引入混合浆料。
53.根据一些优选的实施方式，在所述混合浆料中，所述阳离子聚丙烯酰胺的含量为5～20ppm(例如，可以为5ppm、5.5ppm、6ppm、6.5ppm、7ppm、7.5ppm、8ppm、8.5ppm、9ppm、9.5ppm、10ppm、10.5ppm、11ppm、11.5ppm、12ppm、12.5ppm、13ppm、13.5ppm、14ppm、14.5ppm、15ppm、15.5ppm、16ppm、16.5ppm、17ppm、17.5ppm、18ppm、18.5ppm、19ppm、19.5ppm或20ppm)，优选为10～20ppm(例如，可以为10ppm、12ppm、13ppm、14ppm、15ppm、15ppm、17ppm、18ppm、19ppm或20ppm)；本发明通过在浆料中添加阳离子聚丙烯酰胺增强过滤材料的强度(干强度和湿强度)，若阳离子聚丙烯酰胺的添加量过小起不到增强过滤材料的强度的作用，若阳离子聚丙烯酰胺的添加量过大，会增大过滤材料的过滤阻力，降低过滤材料的过滤效率。
54.所述混合浆料的上网浓度为0.05～0.2％(例如，可以为0.05％、0.06％、0.08％、0.1％、0.12％、0.15％、0.18％或0.2％)；
55.所述脱水成型包括重力脱水和真空脱水，所述真空脱水的真空度为0.01～0.048mpa(例如，可以为0.01mpa、0.02mpa、0.03mpa、0.04mpa或0.048mpa)；真空脱水的真空度大于0.48mpa将不利于湿纸幅的成型。
56.所述烘干固化处理包括第一阶段烘干固化处理、第二阶段烘干固化处理和第三阶段烘干固化处理；所述第一阶段烘干固化处理的温度为40～60℃(例如，可以为40℃、42℃、44℃、45℃、46℃、48℃、50℃、52℃、54℃、56℃、58℃或60℃)，所述第二阶段烘干固化处理
的温度为120～140℃(例如，可以为120℃、122℃、124℃、125℃、126℃、128℃、130℃、132℃、134℃、136℃、138℃或140℃)，第三阶段烘干固化处理的温度为150～160℃(例如，可以为150℃、151℃、152℃、153℃、154℃、155℃、156℃、157℃、158℃、159℃或160℃)。为了保证过滤材料的综合性能，烘干固化处理采用三段式接触式烘干固化方式，纸幅在整个过程是随设备运动的，每个阶段烘干固化处理的时间为1～3min；其中，第一阶段采用较低的温度可以有效防止温度过高导致增强后的湿纸幅发生变形；其中第二阶段和第三阶段是确保湿纸幅充分干燥以及增强改性剂充分固化，起到增强过滤材料性能的作用。
57.根据一些优选的实施方式，所述增强改性剂以增强改性剂溶液的形式加入，所述增强改性剂溶液中表面改性剂、防水剂和湿强剂的质量之和占4～6％(例如，可以为4％、4.5％、5％、5.5％或6％)；需要说明的是，所述增强改性剂溶液由表面改性剂、防水剂、湿强剂和水混合得到。
58.所述增强改性处理采用雾化方式进行。
59.本发明通过在浆料中添加阳离子聚丙烯酰胺，增强过滤材料的强度，采用湿强剂与传统增强剂、防水剂复配得到增强改性剂，然后通过雾化处理的方式对湿纸幅进行增强改性，然后通过三段式烘干固化得到具有优异耐湿性和耐低温的过滤材料，可显著延长过滤材料的使用寿命。
60.为了更加清楚地说明本发明的技术方案及优点，下面结合实施例对本发明作进一步说明。
61.本发明中的材料和试剂均可以是在市面上直接购买得到或自行合成得到，对具体型号不做限制。
62.需要说明的是，本发明实施例中第一浆料的浓度指的是玻璃纤维棉和无碱短切丝的质量之和占第一浆料总质量的百分比；阳离子聚丙烯酰胺分散液的浓度指的是阳离子聚丙烯酰胺的质量占阳离子聚丙烯酰胺分散液总质量的百分比；增强改性剂溶液的浓度指的是表面改性剂、防水剂和湿强剂的质量之和占增强改性剂溶液总质量的百分比；实施例和对比例中的份数指的是质量份数。
63.冻融循环实验：
64.(1)选取30块a4纸大小的过滤材料，测试各过滤材料的纵向强度，防水性数据，并取其平均值；
65.(2)将各过滤材料在水中浸泡30min，确保各过滤材料全部湿透；然后在-20℃环境下恒温冷冻12小时(从温度达到-20℃起开始计时)；
66.(3)将冷冻后的各过滤材料在室温环境下(可以为25℃)逐步开始融化，融化完成后(滤纸柔软、疏松)，测试其纵向强度、防水性数据，并取其平均值；
67.(4)将融化后的各过滤材料再次重复步骤(2)-(3)，进行冻融循环，分别记录各过滤材料的纵向强度、防水性数据，并取其平均值。
68.实施例1
69.s1.将76份玻璃纤维棉(包括叩解度为17
°
sr的玻璃纤维棉53份和叩解度为49
°
sr玻璃纤维棉23份)与19份无碱短切丝(直径为7μm，长度为6mm)分散在ph为2.5的硫酸溶液中搅拌120s，得到浓度为1.0％的第一浆料；
70.s2.将第一浆料和浓度为0.5％的阳离子聚丙烯酰胺分散液(0.001份分子量为
1000万的阳离子聚丙烯酰胺加入水中，控制搅拌速度为300rpm，并搅拌40min得到)进行混合得到混合浆料，其中，混合浆料中阳离子聚丙烯酰胺(cpam)的浓度为5ppm；并将混合浆料通过冲浆泵冲浆上网(上网浓度为0.2％)、重力脱水、真空脱水(真空度为0.03mpa)，得到湿纸幅；
71.s3.采用浓度为6％的增强改性剂溶液通过雾化方式对湿纸幅进行增强改性处理、其中，增强改性剂溶液由表面改性剂、防水剂和湿强剂和水混合得到；以表面改性剂、防水剂和湿强剂的总质量计，表面改性剂占93％，防水剂占5％，湿强剂占2％；将增强改性后的湿纸幅经第一阶段烘干固化处理(温度为40℃)，第二阶段烘干固化处理(温度为120℃)，第三阶段烘干固化处理(温度为150℃)，得到过滤材料。
72.实施例2
73.s1.将76份玻璃纤维棉(包括叩解度为17
°
sr的玻璃纤维棉53份和叩解度为49
°
sr玻璃纤维棉23份)与19份无碱短切丝(直径为7μm，长度为6mm)分散在ph为2.5的硫酸溶液中搅拌120s，得到浓度为1.0％的第一浆料；
74.s2.将第一浆料和浓度为0.5％的阳离子聚丙烯酰胺分散液(0.001份分子量为1000万的阳离子聚丙烯酰胺加入水中，控制搅拌速度为300rpm，并搅拌40min得到)进行混合得到混合浆料，其中，混合浆料中阳离子聚丙烯酰胺的浓度为10ppm；并将混合浆料通过冲浆泵冲浆上网(上网浓度为0.2％)、重力脱水、真空脱水(真空度为0.03mpa)，得到湿纸幅；
75.s3.采用浓度为6％的增强改性剂溶液通过雾化方式对湿纸幅进行增强改性处理、其中，增强改性剂溶液由表面改性剂、防水剂和湿强剂和水混合得到；以表面改性剂、防水剂和湿强剂的总质量计，表面改性剂占93％，防水剂占5％，湿强剂占2％；将增强改性后的湿纸幅经第一阶段烘干固化处理(温度为40℃)，第二阶段烘干固化处理(温度为120℃)，第三阶段烘干固化处理(温度为150℃)，得到过滤材料。
76.实施例3
77.s1.将76份玻璃纤维棉(包括叩解度为17
°
sr的玻璃纤维棉53份和叩解度为49
°
sr玻璃纤维棉23份)与19份无碱短切丝(直径为7μm，长度为6mm)分散在ph为2.5的硫酸溶液中搅拌120s，得到浓度为1.0％的第一浆料；
78.s2.将第一浆料和浓度为0.5％的阳离子聚丙烯酰胺分散液(0.001份分子量为1000万的阳离子聚丙烯酰胺加入水中，控制搅拌速度为300rpm，并搅拌40min得到)进行混合得到混合浆料，其中，混合浆料中阳离子聚丙烯酰胺的浓度为10ppm；并将混合浆料通过冲浆泵冲浆上网(上网浓度为0.2％)、重力脱水、真空脱水(真空度为0.03mpa)，得到湿纸幅；
79.s3.采用浓度为6％的增强改性剂溶液通过雾化方式对湿纸幅进行增强改性处理、其中，增强改性剂溶液由表面改性剂、防水剂和湿强剂和水混合得到；以表面改性剂、防水剂和湿强剂的总质量计，表面改性剂占90％，防水剂占5％，湿强剂占5％；将增强改性后的湿纸幅经第一阶段烘干固化处理(温度为40℃)，第二阶段烘干固化处理(温度为120℃)，第三阶段烘干固化处理(温度为150℃)，得到过滤材料。
80.实施例4
81.s1.将76份玻璃纤维棉(包括叩解度为17
°
sr的玻璃纤维棉53份和叩解度为49
°
sr
玻璃纤维棉23份)与19份无碱短切丝(直径为7μm，长度为6mm)分散在ph为2.5的硫酸溶液中搅拌120s，得到浓度为1.0％的第一浆料；
82.s2.将第一浆料和浓度为0.5％的阳离子聚丙烯酰胺分散液(0.001份分子量为1000万的阳离子聚丙烯酰胺加入水中，控制搅拌速度为300rpm，并搅拌40min得到)进行混合得到混合浆料，其中，混合浆料中阳离子聚丙烯酰胺的浓度为10ppm；并将混合浆料通过冲浆泵冲浆上网(上网浓度为0.2％)、重力脱水、真空脱水(真空度为0.03mpa)，得到湿纸幅；
83.s3.采用浓度为6％的增强改性剂溶液通过雾化方式对湿纸幅进行增强改性处理、其中，增强改性剂溶液由表面改性剂、防水剂和湿强剂和水混合得到；以表面改性剂、防水剂和湿强剂的总质量计，表面改性剂占85％，防水剂占10％，湿强剂占5％；将增强改性后的湿纸幅经第一阶段烘干固化处理(温度为40℃)，第二阶段烘干固化处理(温度为120℃)，第三阶段烘干固化处理(温度为150℃)，得到过滤材料。
84.实施例5
85.s1.将76份玻璃纤维棉(包括叩解度为17
°
sr的玻璃纤维棉53份和叩解度为49
°
sr玻璃纤维棉23份)与19份无碱短切丝(直径为7μm，长度为6mm)分散在ph为2.5的硫酸溶液中搅拌120s，得到浓度为1.0％的第一浆料；
86.s2.将第一浆料和浓度为0.5％的阳离子聚丙烯酰胺分散液(0.001份分子量为1000万的阳离子聚丙烯酰胺加入水中，控制搅拌速度为300rpm，并搅拌40min得到)进行混合得到混合浆料，其中，混合浆料中阳离子聚丙烯酰胺的浓度为10ppm；并将混合浆料通过冲浆泵冲浆上网(上网浓度为0.2％)、重力脱水、真空脱水(真空度为0.03mpa)，得到湿纸幅；
87.s3.采用浓度为6％的增强改性剂溶液通过雾化方式对湿纸幅进行增强改性处理、其中，增强改性剂溶液由表面改性剂、防水剂和湿强剂和水混合得到；以表面改性剂、防水剂和湿强剂的总质量计，表面改性剂占85％，防水剂占10％，湿强剂占5％；将增强改性后的湿纸幅经第一阶段烘干固化处理(温度为40℃)，第二阶段烘干固化处理(温度为140℃)，第三阶段烘干固化处理(温度为160℃)，得到过滤材料。
88.实施例6
89.s1.将76份玻璃纤维棉(包括叩解度为17
°
sr的玻璃纤维棉53份和叩解度为49
°
sr玻璃纤维棉23份)与19份无碱短切丝(直径为7μm，长度为6mm)分散在ph为2.5的硫酸溶液中搅拌120s，得到浓度为1.0％的第一浆料；
90.s2.将第一浆料和浓度为0.5％的阳离子聚丙烯酰胺分散液(0.001份分子量为1000万的阳离子聚丙烯酰胺加入水中，控制搅拌速度为300rpm，并搅拌40min得到)进行混合得到混合浆料，其中，混合浆料中阳离子聚丙烯酰胺的浓度为20ppm；并将混合浆料通过冲浆泵冲浆上网(上网浓度为0.2％)、重力脱水、真空脱水(真空度为0.03mpa)，得到湿纸幅；
91.s3.采用浓度为6％的增强改性剂溶液通过雾化方式对湿纸幅进行增强改性处理、其中，增强改性剂溶液由表面改性剂、防水剂和湿强剂和水混合得到；以表面改性剂、防水剂和湿强剂的总质量计，表面改性剂占85％，防水剂占10％，湿强剂占5％；将增强改性后的湿纸幅经第一阶段烘干固化处理(温度为40℃)，第二阶段烘干固化处理(温度为140℃)，第
三阶段烘干固化处理(温度为160℃)，得到过滤材料。
92.实施例7
93.s1.将76份玻璃纤维棉(包括叩解度为17
°
sr的玻璃纤维棉53份和叩解度为49
°
sr玻璃纤维棉23份)与19份无碱短切丝(直径为7μm，长度为6mm)分散在ph为2.5的硫酸溶液中搅拌120s，得到浓度为1.0％的第一浆料；
94.s2.将第一浆料和浓度为0.5％的阳离子聚丙烯酰胺分散液(0.001份分子量为1000万的阳离子聚丙烯酰胺加入水中，控制搅拌速度为300rpm，并搅拌40min得到)进行混合得到混合浆料，其中，混合浆料中阳离子聚丙烯酰胺的浓度为10ppm；并将混合浆料通过冲浆泵冲浆上网(上网浓度为0.2％)、重力脱水、真空脱水(真空度为0.03mpa)，得到湿纸幅；
95.s3.采用浓度为6％的增强改性剂溶液通过雾化方式对湿纸幅进行增强改性处理、其中，增强改性剂溶液由表面改性剂、防水剂和湿强剂和水混合得到；以表面改性剂、防水剂和湿强剂的总质量计，表面改性剂占80％，防水剂占10％，湿强剂占10％；将增强改性后的湿纸幅经第一阶段烘干固化处理(温度为40℃)，第二阶段烘干固化处理(温度为140℃)，第三阶段烘干固化处理(温度为160℃)，得到过滤材料。
96.对比例1
97.对比例1与实施例6基本相同，区别在于：
98.在步骤s2中，混合浆料中未加入阳离子聚丙烯酰胺分散液。
99.对比例2
100.对比例2与实施例6基本相同，区别在于：
101.在步骤s2中，混合浆料中阳离子聚丙烯酰胺的浓度为2ppm。
102.对比例3
103.对比例3与实施例4基本相同，区别在于：
104.在步骤s3中，保持增强改性剂溶液的浓度、表面改性剂、防水剂的质量不变，增强改性剂不加入湿强剂。
105.对比例4
106.对比例4与实施例6基本相同，区别在于：
107.在步骤s3中，保持增强改性剂溶液的浓度、表面改性剂、防水剂的质量不变，不加入湿强剂。
108.对比例5
109.对比例5与实施例6基本相同，区别在于：
110.在步骤s2中，混合浆料中未加入阳离子聚丙烯酰胺；
111.在步骤s3中，保持增强改性剂溶液的浓度、表面改性剂、防水剂的质量不变，增强改性剂中不加入湿强剂。
112.表1.实施例和对比例制得的过滤材料的性能数据
[0113][0114]
需要说明的是，表中初纵向强度为未浸泡的过滤材料的纵向强度，终纵向强度为最后一次融化后纵向强度；初始防水值为未浸泡的过滤材料的防水值。
[0115]
由表1可知，本发明通过在浆料中添加阳离子聚丙烯酰胺(cpam)作为增强剂和助留剂，可有效增强滤纸的强度；通过在改性增加剂中添加湿强剂，可有效提高了滤纸的防水性，制得的过滤材料具有优异的耐湿性和耐低温性能，冻融循环次数最高可达到6次，显著延长了过滤材料的使用寿命，可满足养殖场对过滤器的使用需求。
[0116]
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种制备过滤材料的组合物，其特征在于，所述组合物包括玻璃纤维原料、增强改性剂和阳离子聚丙烯酰胺；所述玻璃纤维原料包含玻璃纤维棉和无碱短切丝；所述增强改性剂包含表面改性剂、防水剂和湿强剂。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含以质量份数计的，玻璃纤维原料90～95份、增强改性剂5～10份、阳离子聚丙烯酰胺0.0005～0.002份，优选为0.001～0.002份；所述玻璃纤维原料包含以质量分数计的玻璃纤维棉80～90％、无碱短切丝10～20％；所述增强改性剂包含以质量分数计的表面改性剂85～93％、防水剂5～10％和湿强剂2～10％，优选为5～10％。3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述玻璃纤维棉的叩解度为14～54
°
sr；所述无碱短切丝的直径为7～13μm，长度为6mm；所述阳离子聚丙烯酰胺的数均分子量为500～1000万。4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述表面改性剂为酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚醋酸乙烯树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种；所述防水剂为c6防水剂、无氟防水剂和有机硅防水剂中的一种或多种；和/或所述湿强剂为聚酰胺环氧氯丙烷树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂和邻苯二甲酸酯中的一种或多种。5.一种过滤材料，其特征在于，所述过滤材料的制备原料包含权利要求1-4任一项所述的组合物。6.一种权利要求5所述的过滤材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：s1.将玻璃纤维棉和无碱短切丝分散在酸性溶液中，得到第一浆料；s2.将第一浆料和阳离子聚丙烯酰胺分散液混合得到的混合浆料进行冲浆上网、脱水成型，得到湿纸幅；所述阳离子聚丙烯酰胺分散液由阳离子聚丙烯酰胺和水混合得到；s3.采用增强改性剂对所述湿纸幅进行增强改性处理、烘干固化处理，得到所述过滤材料；所述增强改性剂包含表面改性剂、防水剂和湿强剂。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液的ph为2～3.5；所述玻璃纤维棉和无碱短切丝的质量之和占所述第一浆料总质量0.5～2.5％。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子聚丙烯酰胺占所述阳离子聚丙烯酰胺分散液质量的0.1～0.5％。9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述混合浆料中，所述阳离子聚丙烯酰胺的含量为5～20ppm，优选为10～20ppm；所述混合浆料的上网浓度为0.05～0.2％；所述脱水成型包括重力脱水和真空脱水，所述真空脱水的真空度为0.01～0.048mpa；所述烘干固化处理包括第一阶段烘干固化处理、第二阶段烘干固化处理和第三阶段烘干固化处理；所述第一阶段烘干固化处理的温度为40～60℃，所述第二阶段烘干固化处理的温度为120～140℃，第三阶段烘干固化处理的温度为150～160℃。10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述增强改性剂以增强改性剂溶液的形式加入，所述增强改性剂溶液中表面改性剂、防水剂和湿强剂的质量之和占4～6％；所述增强改性处理采用雾化方式进行。

技术总结
本发明提供了一种制备过滤材料的组合物、过滤材料及其制备方法，涉及过滤材料技术领域，该组合物包括玻璃纤维原料、增强改性剂、阳离子聚丙烯酰胺；玻璃纤维原料包含玻璃纤维棉和无碱短切丝；增强改性剂包含表面改性剂、防水剂和湿强剂；采用该组合物制得的过滤材料强度高、防水性好、耐湿性好、耐低温性好、使用寿命长，可以满足养殖场对于过滤材料的需求，并显著延长过滤器的使用寿命。显著延长过滤器的使用寿命。


技术研发人员：疏凡 夏凯 朱潇 陈晓燕 秦小渝 代丰
受保护的技术使用者：南玻院（宿迁）新材料有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/13