CN103657260B

CN103657260B - 芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法

Info

Publication number: CN103657260B
Application number: CN201310699943.3A
Authority: CN
Inventors: 黄美蓉
Original assignee: Shanghai Qiucheng New Material Technology Co Ltd
Current assignee: Yancheng Weimin Cloth Industry Co ltd
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2033-12-18
Also published as: CN103657260A

Abstract

本发明公开了一种芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法，所述芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡的制备方法，包括下述步骤：（1）将经纱玄武岩纱线和纬纱芳纶1414纱线相互垂直交织，制成基布；（2）将芳纶1414纤维经气流成网工艺或机械成网工艺制成芳纶1414纤维层；（3）基布上、下面铺网叠放芳纶1414纤维层，初步预针刺；（4）主针刺。本发明制备的芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡，具有耐高温、耐化学性和阻燃的特性，并且粉尘剥离率和100小时加热后强度保持率较高，运行阻力低于800Pa。

Description

芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高温过滤毡及其制备方法，尤其涉及一种芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法。

背景技术

在中国，电力、钢铁、化学、水泥、垃圾焚烧等“高消耗、高排放、高污染”工业的飞速发展，在给人们创造了更加富裕、方便、快捷的生活的同时，也对我国的天然资源、能源、环境的可持续发展造成了严重的威胁。这些社会工业排放的大气污染物中，主要包括高温烟气、粉尘、SOX、NOX等。如果不经过治理而直接排入大气中，会直接或间接影响到人们的呼吸系统、心血管系统、中枢神经系统、免疫系统等，并进而威胁到人体的生命安全。

工业除尘技术的主要目标是控制污染源烟气颗粒物排放、减少大气污染。目前针对工业高温烟气的处理，主要采取的有湿法除尘、电除尘、袋式除尘三种方法，其中袋式除尘器在除尘效率、一次性及长期投资费用、设备要求和性能等方面均优于湿法除尘和电除尘，将逐渐取代后两者而占据主流工业除尘器市场。袋式除尘器的核心是耐高温滤料，耐高温滤料的性能优劣将直接关系到除尘器的高效、稳定可靠、长时间运行。

随着国内外环保法规的日趋严格，世界各国对过滤器材的开发与应用越来越重视。国内、外收尘装置有惯性除尘器、旋风除尘器、湿式除尘器、袋式过滤器、静电除尘器等多种，除特殊用途外，多采用袋式过滤器（以下简称袋滤器）与静电过滤器，其中袋滤器占80%左右。袋滤器的关键部件是过滤材料。过滤材料有棉、毛、合成纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、金属纤维等多种，应用最广的是玻璃纤维和合成纤维。玻璃纤维由于耐温性高、耐腐蚀、表面光滑、粉尘剥离性和尺寸稳定性好，作为过滤材料使用已有半个世纪。

目前，高温滤料行业不得不接受挑战，将注意力从“增量”转移到“提质”上来，具体包括提升滤料的过滤性能、减小过滤阻力、提高耐高温耐腐蚀性能、增加使用寿命。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡的制备方法。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡的制备方法，包括下述步骤：

（1）将经纱玄武岩纱线和纬纱芳纶1414纱线相互垂直交织，制成基布；

（2）将芳纶1414纤维经气流成网工艺或机械成网工艺制成芳纶1414纤维层；

（3）基布上、下面铺网叠放上述芳纶1414纤维层，初步预针刺；

（4）主针刺，制成所述芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡。

进一步地，还可以包括：

（5）浸渍处理：

（6）预烘、烘干和高温定型。

步骤（5）的浸渍处理具体为：

将步骤（4）制成的所述芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡，在浸渍乳液中浸渍；

工艺参数：浸渍温度70-90℃，浸渍时间5-20分钟，控制带液率（即轧余率）50-150%；

所述浸渍乳液，由下述重量百分比原料组成：10-14%聚四氟乙烯乳液、1-3%硅油、0.2-0.6%偶联剂、余量为水。常温常压下将各原料搅拌混合均匀，即可制得所述浸渍乳液。

所述聚四氟乙烯乳液中聚四氟乙烯含量为55-65wt%。聚四氟乙烯乳液，可以选用美国杜邦公司牌号TE3859的聚四氟乙烯乳液。TE3859聚四氟乙烯乳液为乳白色液体，系四氟乙烯聚合后在非离子型表面活性剂存在下的分散浓缩液，聚四氟乙烯固体含量60wt%。经分散浓缩液处理后的制品，具有卓越的化学稳定性和卓越的耐化学腐蚀能力，如耐强酸、强碱、强氧化剂等，有突出的耐热、耐寒及耐摩性，长期使用温度范围为-200～250℃。还有优异的电绝缘性，且不受温度与频率的影响。

所述硅油可以为：长链烷基封端硅油DK-285、长链烷基苯SE2203硅油或道康宁公司PMX-200硅油。

所述偶联剂为硅烷偶联剂。优选地，所述偶联剂为N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷和/或3-巯丙基三乙氧基硅烷。最优地，所述偶联剂由10-30重量份N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷和10-30重量份3-巯丙基三乙氧基硅烷组成。

N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷，CAS：1760-24-3。别名：硅烷偶联剂KH-900，国外相应牌号：A-1122(GE)；Z-6020(道康宁)；KBM-603(日本信越)。

3-巯丙基三乙氧基硅烷，CAS：14814-09-6。别名：硅烷偶联剂580，国外相应牌号：A-1891(美国GE/OSi公司)和KBM-803(日本信越化学工业株式会社)。

步骤（6）中，所述预烘温度为100-120℃；烘干温度为130-150℃；高温定型温度为210-250℃。

步骤（6）中，所述预烘、烘干和高温定型通过拉幅定型机完成。

步骤（2）中所述气流成网工艺，为本领域现有技术，具体可以为：

①纤维开包；②纤维开松-采用空气流输送纤维，以形成纤维杂乱排列的均匀纤网；③纤维混合；④纤维除杂；⑤纤维混合后喂入高速回转的锡林；⑥纤维脱落；⑦气流输送纤维凝聚成纤维网；⑧输出纤维网-由气流均匀输送凝聚在网帘上，形成三维分布，纵横向强力差异小的纤维网。

步骤（2）中所述机械成网工艺，为本领域现有技术，具体可以为：

①开松：通过开松机对芳纶1414纤维进行开松，使其达到蓬松状态；

②梳理：送入梳理机梳理成纤网；

③铺网：使用铺网机进行铺网。

在本发明中，所述的芳纶1414纤维，化学名为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，poly-p-phenyleneterephthamide，对苯二胺与对苯二甲酰氯缩合聚合而成的全对位聚芳酰胺。结构为国外商品名Kevlar。中国称芳纶。由于分子链的刚性，有溶致液晶性，在溶液中在剪切力作用下极易形成各向异性态织构。具有高耐热性，玻璃化温度在300℃以上，热分解温度高达560℃，180℃空气中放置48小时后强度保持率为84%。高抗拉强度和起始弹性模量，纤维强度0.215牛顿/旦，模量4.9-9.8牛顿/旦，比强度是钢的5倍，用于复合材料时压缩和抗弯强度仅低于无机纤维。热收缩和蠕变性能稳定，此外还有高绝缘性和耐化学腐蚀性。

本发明还提供了一种芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡，采用上述方法制备而成。

采用本发明制备的芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡，具有耐高温、耐化学性和阻燃的特性，并且粉尘剥离率和100小时加热后强度保持率较高，运行阻力低于800Pa。

具体实施方式

实施例1

芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡的制备方法，包括下述步骤：

（1）将经纱玄武岩纱线和纬纱芳纶1414纱线在喷气织机相互垂直交织，制成基布；控制，经纱密度:纬纱密度=1:1，基布克重400g/m²。

（2）将芳纶1414纤维经机械成网工艺，制成芳纶1414纤维层；

①开松：通过开松机对芳纶1414纤维进行开松，使其达到蓬松状态；②梳理：送入梳理机梳理成纤网；③铺网：使用铺网机进行铺网。

（4）主针刺，制成所述芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡。

最终制得的芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡，为三层层状结构，第一层为芳纶1414纤维层；第二层为基布，所述基布由经纱玄武岩纱线和纬纱芳纶1414纱线交织而成；第三层为芳纶1414纤维层。

表1：芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡材料克重表

	克重
		芳纶1414纤维层（第一层）	150g/m²

基布（第二层）	400g/m²
		芳纶1414纤维层（第三层）	150g/m²

实施例2

在实施例1制备的芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡基础上，进一步地，增加下述步骤：

（5）浸渍处理：

按表2对应实施例2称取各原料，常温常压下将各原料搅拌混合均匀，即可制得所述浸渍乳液。

将步骤（4）制成的所述芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡，在上述浸渍乳液中进行浸渍处理，工艺参数：浸渍温度80℃，浸渍时间10分钟，控制带液率（即轧余率）100%。

（6）在拉幅定型机中预烘、烘干和高温定型，控制预烘温度为110℃；烘干温度为140℃；高温定型温度为230℃。

表2浸渍乳液配方表单位：公斤

实施例3

实施例3与实施例2基本相同，唯一区别在于：浸渍乳液配方不同。

按表2对应实施例3称取各原料，常温常压下将各原料搅拌混合均匀，即可制得浸渍乳液。

实施例4

实施例4与实施例2基本相同，唯一区别在于：浸渍乳液配方不同。

按表2对应实施例4称取各原料，常温常压下将各原料搅拌混合均匀，即可制得浸渍乳液。

实施例5

实施例5与实施例2基本相同，唯一区别在于：浸渍乳液配方不同。

按表2对应实施例5称取各原料，常温常压下将各原料搅拌混合均匀，即可制得浸渍乳液。

测试例

依据HJ/T324-2006环境保护产品技术要求袋式除尘器用滤料，进行粉尘剥离率和100小时加热后强度保持率测试，具体数据见下表。

表3：测试数据表

	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
					粉尘剥离率，%	89	87	85	74
100小时加热后强度保持率，%	97	95	94	86

实施例2-4与实施例5相比较，增加浸渍处理，粉尘剥离率和100小时加热后强度保持率均得到了大幅提高。

特别的，实施例2与实施例3-4相比较，浸渍处理的浸渍乳液中偶联剂N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷和3-巯丙基三乙氧基硅烷复配使用，协同增效，粉尘剥离率和100小时加热后强度保持率均得到了大幅提高。

Claims

1.一种芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡的制备方法，包括下述步骤：

(1)将经纱玄武岩纱线和纬纱芳纶1414纱线相互垂直交织，制成基布；

(2)将芳纶1414纤维经气流成网工艺或机械成网工艺制成芳纶1414纤维层；

(3)基布上、下面铺网叠放上述芳纶1414纤维层，初步预针刺；

(4)主针刺，制得所述芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡；

(5)浸渍处理；

(6)预烘、烘干和高温定型；

所述步骤(5)的浸渍处理为：

将步骤(4)制成的所述芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡，在浸渍乳液中浸渍；

所述浸渍乳液，由下述重量百分比原料组成：10-14％聚四氟乙烯乳液、1-3％硅油、0.2-0.6％偶联剂、余量为水；

所述偶联剂由10-30重量份N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷和10-30重量份3-巯丙基三乙氧基硅烷组成。

2.如权利要求1所述的芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡的制备方法，其特征在于：

步骤(6)中，所述预烘温度为100-120℃，烘干温度为130-150℃，高温定型温度为210-250℃。

3.一种芳纶1414纤维复合耐高温过滤毡，采用权利要求1-2中任一项所述方法制备而成。