CN100448508C

CN100448508C - 玄武岩纤维高温复合过滤材料

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Publication number: CN100448508C
Application number: CNB2007100199104A
Authority: CN
Inventors: 程士平
Original assignee: JIANGSU ZHENGDA SENYUAN GROUP
Current assignee: JIANGSU ZHENGDA SENYUAN GROUP
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2027-02-02
Also published as: CN101053718A

Abstract

本发明提供一种玄武岩纤维高温复合过滤材料。采用玄武岩纤维或玄武岩纤维同其它耐高温纤维混合，通过织造或针刺，制成高温复合过滤材料。其它耐高温纤维为玻璃纤维、不锈钢纤维、陶瓷纤维中的一种或多种。所说的高温复合过滤材料为滤布，或者为针刺毡或针刺毡基布。上述高温复合过滤材料为滤布或针刺毡时，再经化学溶剂浸渍后烘干，以进一步提高其理化性能。本发明能有效地提高过滤材料的耐高温性能，延长其在高温环境下的使用寿命，可回收利用热能，节约了能源，且过滤效果好，满足了烟气高温过滤行业的需要。

Description

玄武岩纤维高温复合过滤材料

技术领域

本发明涉及一种过滤材料，特别是一种玄武岩纤维高温复合过滤材料。

背景技术

工业燃料的尾气大都含有大量的有害物质，如硫化物、氮氧化合物、氰化物、多环烃类等，一旦排入大气就成为重大的空气污染源。目前，对于工业燃料尾气的过滤，主要采用玻璃、涤纶、芳纶、PPS(聚苯硫醚)、P84、聚四氟乙烯(PTFE)等各种纤维过滤材料或各类基布覆聚四氟乙烯(PTFE)膜的过滤材料。现有的过滤材料，在≥280℃的工况条件下，存在着过滤材料被烧灼、软化液化碳化，最终不能起到过滤作用的问题。并且，由于现有的过滤材料的工作温度的上限较低，使得一些厂家不得不在除尘器的前端进行降温设计，以满足过滤材料对温度的要求，这就大大的增加了设备投资，同时，也使热能无法进行回收利用，浪费了能源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种耐高温、使用寿命长、提高热能的回收利用率的玄武岩纤维高温复合过滤材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用玄武岩纤维或玄武岩纤维同玻璃纤维、不锈钢纤维、陶瓷纤维中的一种或多种其它耐高温纤维以1∶0～1的重量比混合，通过织造或针刺，制成为滤布、或者为针刺毡或针刺毡基布的高温复合过滤材料；为进一步提高高温复合过滤材料的理化性能，上述高温复合过滤材料为滤布或针刺毡时，再经化学溶剂浸渍后烘干；上述化学溶剂由硅-氧无机树脂、石墨乳液和水组成，其重量百分比为：硅-氧无机树脂1.5～12.5％、石墨乳液3～6％、其余为水；滤布或针刺毡基布通过浸渍液的速度为1.0～3.0m/min，烘干温度及时间为150℃～260℃、25～45min。

上述化学溶剂也可为由有机硅高温树脂、石墨乳液和水组成，其重量百分比为：有机硅高温树脂2.0～14.0％、石墨乳液3～6％、其余为水。

所述的玄武岩纤维和其它耐高温纤维为长纤维，或者为短纤维。

当玄武岩纤维和其它耐高温纤维为长纤维时，制成同种纤维股纱后混纺织布，或者制成多种纤维混纺复合纱后织布，所织得的布作为滤布，或者为针刺毡基布。

当玄武岩纤维和其它耐高温纤维为短纤维时，采用针刺工艺在针刺毡基布上梳制成针刺毡。

玄武岩是一种火山熔岩，经过一定的工艺，熔化后就可得到连续玄武岩纤维，它的工作温度范围一般为-269～+700℃(软化点为960℃)，而玻璃纤维为-60～+450℃，碳纤维最高使用温度也只能达500℃。特别是，玄武岩纤维在400℃工作时，其断后强度能保持85％的原始强度，在600℃工作时，其断后强度仍能保持80％的原始强度。

陶瓷纤维又称硅酸铝耐火纤维，是一种新型无机绝热耐火材料，具有重量轻、耐高温、抗热震、热容小、耐酸碱、化学性能稳定、无毒性等优点，使用温度800～1500℃，各项性能均优于玻璃、涤纶、芳纶、PPS(聚苯硫醚)、P84、聚四氟乙烯等各种纤维，还具有良好的高抗拉强度和柔韧性。

不锈钢纤维具有防电磁波、防静电、导电、耐高温、耐切割和磨擦、可过滤、吸隔音等功能。不锈钢纤维与其它纤维性质比较，其抗拉强度及切断强度大，熔点高，电阻小，热传导性佳，耐高温、柔软、耐磨、耐腐蚀、透气性佳。不锈钢金属纤维具有的耐高温特性，瞬间耐高温可达1100℃，长时间耐高温500℃/365天，其本身的特性并不会改质，所以在耐高温过滤材料制造方面，是目前最佳的材料。不锈钢金属纤维耐酸碱，对于硝酸、硫酸及各种的强碱，具有非常好的防腐蚀功能，亦是目前所发现的最佳材料之一。

本发明由于采用玄武岩纤维或玄武岩和其它耐高温材料制成高温过滤材料，因而有效地提高了过滤材料的耐高温性能，延长了其在高温环境下的使用寿命，热能可回收利用，节约了能源，且过滤效果好，满足了烟气高温过滤行业的需要。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案进行详细说明：

本发明制造的滤布和基布的工艺分两种：

一种是将玄武岩长纤维并捻或并合为纱线，织造过滤布或基布；另一种是采用混纺工序，将玄武岩长纤维用退解--并捻纺成细纱线，再将其它耐高温长纤维也用相同的方法纺成细纱线，再将上述两种细纱混纺成纱，再用混纺纱线织成滤布或基布。

用本发明的方法制造针刺毡的工艺：采用玄武岩纤维和其它耐高温纤维短丝经过开松～混合～喂棉～均棉～梳理～叠网～预针刺～主针刺～修面～热定型～烧毛～压光等工序，制成复合纤维耐高温针刺毡。这种耐高温针刺毡可直接用作袋式除尘器滤料。

高温复合过滤材料为滤布或针刺毡时，再经化学溶剂浸渍后烘干，以进一步提高其理化性能。

实施例1：

将45支玄武岩长纤维经并线工序制成45支玄武岩纱线。再用普通织布工艺，采用无梭织机织成380克/M²的滤布或用作针刺毡的基布。其抗拉强度为：1200N/5cm，透气量为8m³/m²·min。

滤布以1.6m/min的速度经过由5.2％硅-氧无机树脂、3％石墨乳液和其余为水组成的化学溶剂中浸渍，然后在183℃的烘干炉中烘干40分钟。其原始抗拉强度为：1800N/5cm，透气量为8m³/m²·min。在400℃的试验环境下48小时后，其抗拉强度保持率大于原始强度的80％，相同试验条件下，比同规格玻璃纤维过滤布强度保持率高出150％以上。

实施例2：

将45支玄武岩长纤维经并线工序制成45支玄武岩纱线作为纬纱、45支长玻璃纤维制成的纱作为经纱，通过普通织布工艺，用无梭织机织成500克/M²的滤布或用作针刺毡的基布。其抗拉强度为：2000N/5cm，透气量为16m³/m²·min。

滤布以2.6m/min的速度经过由8.5％硅-氧无机树脂、5％石墨乳液和其余为水组成的化学溶剂中浸渍，然后在210℃的烘干炉中烘干40分钟。其原始抗拉强度为：2800N/5cm，透气量为15m³/m²·min。在400℃的试验环境下48小时后，其抗拉强度保持率大于原始强度的80％，相同试验条件下，比同规格玻璃纤维过滤布强度保持率高出150％以上。

实施例3：

用45支玄武岩长纤维制成的纱与45支玻璃长纤维混合制成的纱，经过并捻工艺形成45支的混纺复合纱，用喷气织机将上述复合纱制成520克/M²的滤布或用作针刺毡的基布。其抗拉强度为：2000N/5cm，透气量为25m³/m²·min。

滤布以1.9m/min的速度经过由10％硅-氧无机树脂、5.5％石墨乳液和其余为水组成的化学溶剂中浸渍，然后在195℃的烘干炉中烘干30分钟。其原始抗拉强度为：2600N/5cm，透气量为20m³/m²·min。在500℃的试验环境下48小时后，其抗拉强度保持率大于原始强度的80％，相同试验条件下，比同规格玻璃纤维过滤布强度保持率高出170％以上。

实施例4：

用45支玄武岩长纤维制成的纱与直径25微米的不锈钢长纤维以1∶0.06的重量比混纺成混纺复合纱。用无梭织机将上述复合纱织制成700克/M²的滤布或用作针刺毡的基布。其抗拉强度为：3500N/5cm，透气量应20m³/m²·min。

滤布以2.3m/min的速度经过由12％硅-氧无机树脂、5％石墨乳液和其余为水组成的化学溶剂中浸渍，然后在205℃的烘干炉中烘干18分钟。其原始抗拉强度为：4200N/5cm，透气量为22m³/m²·min。在700℃的试验环境下48小时后，其抗拉强度保持率大于原始强度的85％，相同试验条件下，同规格的玻璃、涤纶、芳纶、PPS(聚苯硫醚)、P84、聚四氟乙烯(PTFE)等各种纤维或各类基布覆聚四氟乙烯(PTFE)膜的过滤材料，早已燃烧碳化。

实施例5：

将玄武岩短纤维和不锈钢纤维短纤维以1∶0.3的重量比混合，经过：开松～混合～喂棉～均棉～梳理～叠网工序后，形成短纤维网。将该短纤维网均匀的铺覆在实施例3所制成的基布上，通过预针刺～主针刺～修面～热定型～烧毛～压光～浸渍～烘干～检验～成卷工序，制成耐高温过滤用的针刺毡。其抗拉强度为：3400N/5cm。透气量应15m³/m²·min。

针剌毡以2.0m/min的速度经过由3.8％硅-氧无机树脂、4.5％石墨乳液和其余为水组成的化学溶剂中浸渍，然后在225℃的烘干炉中烘干15分钟，其原始抗拉强度为：4100N/5cm，透气量为15m³/m²·min。在700℃的试验环境下48小时后，其抗拉强度保持率大于原始强度的85％，相同试验条件下，同规格的玻璃、涤纶、芳纶、PPS(聚苯硫醚)、P84、聚四氟乙烯(PTFE)等各种纤维或各类基布覆聚四氟乙烯(PTFE)膜的过滤材料，早已燃烧碳化。

实施例6：

将玄武岩短纤维和陶瓷纤维短纤维以1∶0.5的重量比混合，经过：开松～混合～喂棉～均棉～梳理～叠网工序后，形成短纤维网。将该短纤维网均匀的铺覆在实施例4制得的基布上。通过预针刺～主针刺～修面～热定型～烧毛～压光～浸渍～烘干～检验～成卷工序，制成耐高温过滤用的针刺毡。其抗拉强度为：2200N/5cm，透气量应12m³/m²·min。

针刺毡以3m/min的速度经过由12％有机硅高温树脂、5.2％石墨乳液和其余为水组成的化学溶剂中浸渍，然后在200℃的烘干炉中烘干25分钟后，其原始抗拉强度为：2900N/5cm，透气量为24m³/m²·min。在750℃的试验环境下48小时后，其抗拉强度保持率大于原始强度的85％，同规格的玻璃、涤纶、芳纶、PPS(聚苯硫醚)、P84、聚四氟乙烯(PTFE)等各种纤维或各类基布覆聚四氟乙烯(PTFE)膜的过滤材料，早已燃烧碳化。

实施例7：

用陶瓷短纤维和玻璃纤维短纤维混合，经过：开松～混合～喂棉～均棉～梳理～叠网工序后，形成短纤维网。将该短纤维网均匀的铺覆在用45支玻璃纤维纱与45支玄武岩纤维纱制作的基布(实施例4)上。通过预针刺～主针刺～修面～热定型～烧毛～压光～浸渍～烘干～检验～成卷工序，便可制成耐高温过滤用的针刺毡。其抗拉强度为：2800N/5cm，透气量应25m³/m²·min。

针刺毡以1.2m/min的速度经过由4％有机硅高温树脂、4.5％石墨乳液和其余为水组成的化学溶剂中浸渍，然后在250℃的烘干炉中烘干35分钟，其原始抗拉强度为：3500N/5cm，透气量为18m³/m²·min。在600℃的试验环境下48小时后，其抗拉强度保持率大于原始强度的80％，同规格的玻璃、涤纶、芳纶、PPS(聚苯硫醚)、P84、聚四氟乙烯(PTFE)等各种纤维或各类基布覆聚四氟乙烯(PTFE)膜的过滤材料，已燃烧碳化。

以本发明制成高温复合过滤材料，制造袋式除尘器，可以提高袋式除尘器滤袋的耐温范围、使用寿命和过滤效果，特别是用于高温烟气净化时，可对热能进行回收利用。

Claims

1、玄武岩纤维高温复合过滤材料，采用玄武岩纤维或玄武岩纤维同玻璃纤维、不锈钢纤维、陶瓷纤维中的一种或多种其它耐高温纤维以1∶0～1的重量比混合，通过织造或针刺，制成为滤布、或者为针刺毡或针刺毡基布的高温复合过滤材料；高温复合过滤材料为滤布或针刺毡时，再经化学溶剂浸渍后烘干；其特征在于：上述化学溶剂由硅-氧无机树脂、石墨乳液和水组成，其重量百分比为：硅-氧无机树脂1.5～12.5％、石墨乳液3～6％、其余为水；滤布或针刺毡基布通过浸渍液的速度为1.0～3.0m/min，烘干温度及时间为150℃～260℃、25～45min。

2、根据权利要求1所述的玄武岩高温复合过滤材料，其特征在于：上述化学溶剂由有机硅高温树脂、石墨乳液和水组成，其重量百分比为：有机硅高温树脂2.0～14.0％、石墨乳液3～6％、其余为水。

3、根据权利要求1所述的玄武岩高温复合过滤材料，其特征在于：所述的玄武岩纤维和其它耐高温纤维为长纤维，或者为短纤维。

4、根据权利要求1或3所述的玄武岩高温复合过滤材料，其特征在于：当玄武岩纤维和其它耐高温纤维为长纤维时，制成同种纤维股纱后混纺织布，或者制成多种纤维混纺复合纱后织布，所织得的布作为滤布，或者为针刺毡基布。

5、根据权利要求1或3所述的玄武岩高温复合过滤材料，其特征在于：当玄武岩纤维和其它耐高温纤维为短纤维时，采用针刺工艺在针刺毡基布上梳制成针刺毡。