CN102008854B - 一种复合微孔滤料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种复合微孔滤料，包括基布层、附着于基布层上侧的上附着层和附着于基布层下侧的下附着层，该基布层为聚酰亚胺短纱基布、芳砜纶短纱基布和聚四氟乙烯长丝基布中的一种，上附着层为芳砜纶短纤维和聚酰亚胺短纤维的混合物，下附着层为纯芳砜纶短纤维，上、下附着层铺设于基布层两侧后通过合刺而成，合刺为针刺、水刺或两种工艺的复合。此种滤料具有耐高温、耐腐蚀、低制作成本、高过滤精度的特点。

Description

一种复合微孔滤料
技术领域
本发明涉及工业高温烟气过滤除尘技术领域，特别是涉及一种聚酰亚胺填充芳砜纶复合微孔滤料。
背景技术
近年来，我国以资源、能源消耗性为主的重化工(电力、建材、冶金、化工等)工业迅速发展，成为世界第一大钢铁、水泥、煤炭、化纤生产国，第二大电力、有色金属、化肥生产国，随之带来了环境污染问题，国家对工业领域的各类锅炉、炉窑制定的排放值陆续进行修订，排放浓度值大幅度下降，采用袋式除尘技术可达到甚至小于标准规定。重化工工业大气污染物以高温烟气为主要特征，烟尘类颗粒物为主要控制对象之一，其中可吸入颗粒物严重危害着人们的健康。这要求滤料不仅能够耐高温，耐腐蚀而且需具备更高的过滤精度。
P84(聚酰亚胺)纤维作为耐高温纤维之一，因其独特的叶子型结构使纤维具有更大的比表面积，且纤维自然卷曲，在针刺过程中可以大大增强纤维之间的抱合力和缠结力；因此具有优异的过滤性能。然而，P84纤维价格昂贵，若单纯以P84纤维制作成滤料，将大大增加滤料的制作成本，从而提高价格，不利于市场的开拓和推广应用。
有鉴于此，本发明人针对目前所制作滤料的材料进行深入研究，终于研制出一种制作成本低、过滤精度高的微孔滤料。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一种耐高温、耐腐蚀、低制作成本、高过滤精度的复合微孔滤料。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种复合微孔滤料，包括基布层、附着于基布层上侧的上附着层和附着于基布层下侧的下附着层，该基布层为聚酰亚胺短纱基布、芳砜纶短纱基布和聚四氟乙烯长丝基布中的一种，上附着层为芳砜纶短纤维和聚酰亚胺短纤维的混合物，下附着层为纯芳砜纶短纤维，上、下附着层铺设于基布层两侧后通过合刺而成，合刺为针刺、水刺或两种工艺的复合。
上述上附着层、基布层、下附着层相互固定后的三层体密度为450～650g/m2。
上述上附着层中的芳砜纶短纤维和聚酰亚胺短纤维的重量比例为1∶1～9∶1。
本发明的一种复合微孔滤料，是将价格高昂的聚酰亚胺纤维按照一定比例填充到芳砜纶纤维中，并通过一定的工艺复合成毡，其中，1973年我国上海市纺织科学研究院率先进行共聚芳砜酰胺的研究，改变国际上其它公司所采用的以间苯二胺为第2单体的传统工艺路线，成功自主研制新型耐高温纤维，国内称为PSA(即芳砜纶)纤维。并已实现产业化，PSA纤维独特的化学结构使得其具有更为优越的耐高温性、阻燃性以及良好的抗化学腐蚀性能；本发明将二者的优异特性进行完美结合，形成一种高性能的过滤毡，可广泛应用于高温、高浓度的烟尘过滤，特别适用于可吸入颗粒物PM10、PM5甚至PM2.5的控制，同时降低了滤料的整体成本，本发明还具有如下优点：
(1)上附着层填充了具有异型结构的P84短纤维，利用其独特的三叶型纤维截面，具有更大的比表面积，增大了毡层的孔隙率且孔径较小，可有效过滤可吸入颗粒物，达到表面过滤的效果，从而提高其过滤效率；
(2)上附着层主要成分为PSA纤维，具有良好的耐高温稳定性、耐化学腐蚀性和阻燃性。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明中的一种聚酰亚胺填充芳砜纶复合微孔滤料不局限于此实施例。
附图说明
图1是本发明所提供的微孔滤料的三维非对称结构图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所提供的一种复合微孔滤料的实施结构图，其包括基布层2、附着于基布层上侧的上附着层1和附着于基布层下侧的下附着层3，基布层2为PTFE(聚四氟乙烯)长丝基布(当然也可为聚酰亚胺短纱基布或芳砜纶短纱基布)，上附着层1为PSA(芳砜纶)短纤维与P84(聚酰亚胺)短纤维的混纺层，且PSA短纤维和P84纤维的重量比例可为1∶1～9∶1(此实施例中为5∶1)；下附着层3采用质量百分比为100％的PSA短纤维层，上、下附着层1、3分别铺设于基布层2的上、下两侧后合刺而成。
上述一种复合微孔滤料的制作方法为：设计成品的密度为450～650g/m2(最优为550g/m2)，具体是基布层2采用密度为120g/m2的PTFE长丝基布，而上、下附着层1、3的密度各为215g/m2，上附着层1采用17％(重量比例)P84短纤维填充于PSA短纤维而成，下附着层3为100％(重量比例)PSA短纤维；步骤为：
(1)将上、下附着层1、3通过开松、梳理、铺网，再与前述基布层2预针刺成素毡，在基布层2的上、下侧形成上附着层1和下附着层3；
(2)将上述已经加工好的素毡，通过多道水刺加工成致密的水刺毡，并经拉幅定型机在220℃～280℃进行定型，定型时间为6分钟，以消除在机械加工过程中产生的机械内应力；
(3)将已经定型后的针刺毡进行烧毛、轧光处理，改善滤料的表面效果，控制滤料的厚度、透气量以保证良好的清灰性能；
(4)最后将该滤毡进行聚四氟乙烯发泡涂层，进行表面微孔化处理，形成微孔滤料，提高过滤精度与过滤效率，并有效改善滤料耐磨性与化学腐蚀性能。
综上所述，本发明一种复合微孔滤料，重点在于上附着层1采用P84短纤维填充于PSA短纤维而成，由于上附着层1填充了截面为叶子型的P84短纤维，可大大增加迎尘面的过滤面积，并提高了孔隙率，且下附着层3可保证过滤过程中的通风，提高过滤效率。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种复合微孔滤料，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (2)

1.一种复合微孔滤料，其特征在于：包括基布层、附着于基布层上侧的上附着层和附着于基布层下侧的下附着层，该基布层为聚酰亚胺短纱基布、芳砜纶短纱基布和聚四氟乙烯长丝基布中的一种，上附着层为芳砜纶短纤维和聚酰亚胺短纤维的混合物，下附着层为纯芳砜纶短纤维，上、下附着层铺设于基布层两侧后通过合刺而成，合刺为针刺、水刺或两种工艺的复合；所述上附着层、基布层、下附着层相互固定后的三层体密度为450～650g/m2。
2.如权利要求1所述的一种复合微孔滤料，其特征在于：所述上附着层中的芳砜纶短纤维和聚酰亚胺短纤维的重量比例为1：1～9：1。
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