CN104307254A - 一种中高温用防静电过滤材料及制备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中高温用防静电过滤材料及制备。该过滤材料包括非织造布基布和表层，所述非织造布基布与表面覆镀金属层的耐高温化学纤维长丝混织形成防静电基布层。该制备方法按如下步骤进行：将耐高温化学纤维长丝烘干、物理除油、前处理、覆镀金属层；然后与非织造布基布层原料混织形成防静电基布层；接着将非织造布表层原料经混合、开松、梳理、成网、中间加防静电基布、针刺、定型工序得防静电过滤材料。本发明防静电过滤材料具有防静电性好、均匀性好、耐高温、结合力好等优点，可用于垃圾焚烧、火力发电、钢铁、化工等领域的中高温袋式除尘，本发明方法工艺简单、安全可靠、经济环保，易于规模化批量生产。

Description

一种中高温用防静电过滤材料及制备

技术领域

本发明涉及产业用纺织品领域，尤其涉及一种中高温用防静电过滤材料及制备。

背景技术

在石油化工、钢铁冶炼、燃煤电厂、垃圾焚烧、水泥等工业领域中，部分工序所产生的烟尘具有可燃、易爆、高温等特点，在使用的过程中由于粉尘与粉尘、粉尘与滤料之间摩擦容易产生大量静电，如不能及时把电荷消除，将产生火灾或爆炸事故。高温的烟尘则对过滤材料的使用提出了更高的要求。随着科学技术与现代工艺的不断发展，人们对空气质量、个人防护等方面也越来越重视，因此，需要使用耐高温防静电过滤材料对烟尘进行处理。现有的防静电过滤材料一般采用以下3种方法，⑴化学纤维与不锈钢纤维混合针刺，⑵化学纤维与导电纤维混合针刺，⑶在过滤材料中添加防静电剂。其中，方法⑴存在生产流程长、工艺复杂、均匀性差等缺点；方法⑵、⑶存在防静电性能不稳定、衰减快、表面电阻偏大等缺点。

目前国内外关于防静电过滤材料的研究较少，发明专利(201310119167.5)提供了一种防静电聚四氟乙烯过滤袋及其制备方法，该方法基布由聚四氟乙烯长丝与不锈钢纤维加捻并股，通过经、纬相编织而成，在基布的上下两面覆盖有无纺层，其防静电功能层与本发明不同。实用新型专利(201120341764.9)提供了一种抗静电混纺过滤毡，该过滤毡包括导电纤维和聚丙烯腈纤维交叉铺网混纺而成的迎尘层、聚丙烯腈纤维长丝编织而成的基布层以及聚丙烯腈纤维交叉铺网而成的底层，其抗静电功能层与本发明不同。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种防静电性好、均匀性好、耐高温、结合力好的中高温用防静电过滤材料及制备方法，该制备方法工艺简单、操作方便、经济环保。

为了达成上述目的之一，本发明可通过如下技术措施实现：

一种中高温用防静电过滤材料，包括非织造布基布和表层，所述非织造布基布和表层通过针刺加固，所述非织造布基布与表面覆镀金属层的耐高温化学纤维长丝混织形成防静电基布层。

本发明目的之一还可通过如下技术措施来实现：

所述金属层为镍、银、钛、铬的一种或多种。

所述金属层单层厚度为0.05μm～1μm。

所述表面覆镀金属层的耐高温化学纤维长丝与非织造布基布原料质量比＝(30-100)：(70-0)。

所述耐高温化学纤维长丝为芳纶纤维、聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维的一种或多种。

所述非织造布基布和表层原料为芳纶纤维、聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维的一种或多种。

本发明目的之二可通过如下技术措施来实现：

一种中高温用防静电过滤材料的制备，按如下操作步骤进行：

(1)将耐高温化学纤维长丝于80～120℃条件下烘干24～48h，以降低其含水量；

(2)将步骤(1)所述耐高温化学纤维长丝在20～90kHz的超声波场作用下物理除油30～60min，以去除其表面的油渍等杂质；

(3)将步骤(2)所述耐高温化学纤维长丝前处理20～60min，以提高其与覆镀金属的结合力；

(4)将步骤(3)所述耐高温化学纤维长丝覆镀金属层；

(5)将步骤(4)所述覆镀金属层的耐高温化学纤维长丝与非织造布基布原料混织形成防静电基布；

(6)将非织造布表层原料经混合、开松、梳理、成网、中间加步骤⑸中防静电基布、针刺、定型工序得防静电过滤材料。

本发明目的之二还可通过如下技术措施来实现：

步骤(3)所述前处理为等离子体处理、离子源处理或电晕处理。

步骤(4)所述覆镀为化学镀、真空蒸镀、物理气相沉淀的一种或多种。

所述防静电过滤材料基布的电阻为1×10²～10³Ω。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

⑴现有技术的防静电过滤材料一般采用化学纤维与不锈钢纤维、导电纤维混纺编织而成，生产流程长、工艺复杂、操作性差、表面电阻偏大、均匀性差，本发明采用覆镀金属的耐高温化学纤维长丝，与不锈钢纤维等传统导电纤维相比，柔韧性更好，与非织造布基布原料有更好的相容性和结合力，提高了防静电过滤材料功能层的使用寿命。

⑵现有技术的防静电过滤材料通过混纺的导电纤维起防静电作用，本发明通过在非织造布基布加入覆镀金属后的耐高温化学纤维长丝，在达到同类产品相同表面电阻时，消耗的金属量低，降低了成本。

⑶本发明选择耐高温纤维非织造布，并将表面覆镀金属层的耐高温化学纤维长丝与非织造布基布原料混织，满足了防静电过滤材料在中高温条件下的使用要求，拓宽了防静电过滤材料的应用领域。

本发明方法制备的防静电过滤材料，具有防静电性好、均匀性好、耐高温、结合力好等优点，可用于垃圾焚烧、火力发电、水泥、钢铁、化工、冶金等领域的中高温袋式除尘。本发明制备方法工艺简单、安全可靠、操作方便、经济环保，易于规模化批量生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。以下实施例是中高温用防静电过滤材料优选的配方，这些配方非限定性实施方式，只是用于具体说明本发明，本领域的技术人员完全可以根据本发明的思路和选料配比筛选出的配方均为本发明的保护范围。

实施例1：

⑴将聚四氟乙烯纤维长丝于100℃条件下烘干处理24h；

⑵将烘干的聚四氟乙烯纤维长丝在40kHz的超声波场作用下物理除油50min；

⑶将经步骤⑵的聚四氟乙烯纤维长丝进行等离子体前处理40min；

⑷采用化学镀方法，将经步骤⑶的聚四氟乙烯纤维长丝覆镀一层金属镍，单层覆镀层厚度0.1μm；

⑸将经步骤⑷的聚四氟乙烯纤维长丝与聚四氟乙烯纤维非织造布基布层原料按质量份＝30：70混织形成防静电基布；经检测，该防静电过滤材料基布的电阻为1×10³Ω；

⑹将玻璃纤维非织造布表层原料经混合、开松、梳理、成网、中间加经步骤⑸的防静电基布、针刺、定型等工序得防静电过滤材料。

实施例2：

⑴将聚苯硫醚纤维长丝于120℃条件下烘干36h；

⑵将烘干的聚苯硫醚纤维长丝在20kHz的超声波场作用下物理除油60min；

⑶将经步骤⑵的聚苯硫醚纤维长丝进行电晕前处理60min；

⑷采用真空蒸镀方法，将经步骤⑶的聚苯硫醚纤维长丝覆镀一层金属银，单层覆镀层厚度0.05μm；

⑸将经步骤⑷的聚苯硫醚纤维长丝与聚四氟乙烯纤维非织造布基布原料按质量份＝60：40混织形成防静电基布；经检测，该防静电过滤材料基布的电阻为6.5×10²Ω。

⑹将聚四氟乙烯纤维非织造布表层原料经混合、开松、梳理、成网、中间加经步骤⑸的防静电基布、针刺、定型等工序，制备得防静电过滤材料。

实施例3：

⑴将芳纶纤维纤维长丝于80℃条件下烘干处理48h；

⑵将烘干的芳纶纤维长丝在90kHz的超声波场作用下物理除油30min；

⑶将经步骤⑵的芳纶纤维长丝进行离子源前处理20min；

⑷采用物理气相沉积方法，将经步骤⑶的芳纶纤维长丝覆镀一层金属银和镍，单层覆镀层厚度1μm；

⑸将经步骤⑷的芳纶纤维长丝与聚四氟乙烯纤维非织造布基布原料按质量份＝100：0混织形成防静电基布；经检测，该防静电过滤材料基布的电阻为1×10²Ω；

⑹将聚酰亚胺纤维非织造布表层原料经混合、开松、梳理、成网、中间加经步骤⑸的防静电基布、针刺、定型等工序制备得防静电过滤材料。

实施例4

⑴将玄武岩纤维长丝于90℃条件下烘干处理24h；

⑵将烘干的玄武岩纤维长丝在40kHz的超声波场作用下物理除油50min；

⑶将经步骤⑵的玄武岩纤维长丝进行等离子体前处理40min；

⑷采用化学镀方法，将经步骤⑶的玄武岩纤维长丝覆镀一层金属钛，单层覆镀层厚度0.05μm；

⑸将经步骤⑷的玄武岩纤维长丝与芳纶纤维非织造布基布层原料按质量份＝90：10混织形成防静电基布；经检测，该防静电过滤材料基布的电阻为2.5×10²Ω；

⑹将玻璃纤维非织造布表层原料经混合、开松、梳理、成网、中间加经步骤⑸的防静电基布、针刺、定型等工序得防静电过滤材料。

实施例5

⑴将聚酰亚胺纤维长丝于100℃条件下烘干处理48h；

⑵将烘干的聚酰亚胺纤维长丝在30kHz的超声波场作用下物理除油50min；

⑶将经步骤⑵的聚酰亚胺纤维长丝进行电晕前处理60min；

⑷采用真空蒸镀方法，将经步骤⑶的聚酰亚胺纤维长丝覆镀一层金属铬，单层覆镀层厚度0.09μm；

⑸将经步骤⑷的聚酰亚胺纤维长丝与聚苯硫醚纤维非织造布基布原料按质量份＝80：20混织形成防静电基布；经检测，该防静电过滤材料基布的电阻为3.5×10²Ω；

⑹将聚苯硫醚纤维非织造布表层原料经混合、开松、梳理、成网、中间加经步骤⑸的防静电基布、针刺、定型等工序，制备得防静电过滤材料。

实施例6

⑴将玻璃纤维长丝于120℃条件下烘干处理36h；

⑵将烘干的玻璃纤维长丝在90kHz的超声波场作用下物理除油30min；

⑶将经步骤⑵的玻璃纤维长丝进行离子源前处理，处理时间为20min；

⑷采用物理气相沉积方法，将经步骤⑶的玻璃纤维长丝覆镀一层金属钛和铬，单层覆镀层厚度1μm；

⑸将经步骤⑷的玻璃纤维长丝与玄武岩纤维非织造布基布原料按质量份＝80：20混织形成防静电基布；经检测，该防静电过滤材料基布的电阻为3×10²Ω；

⑹将玄武岩纤维非织造布表层原料经混合、开松、梳理、成网、中间加经步骤⑸的防静电基布、针刺、定型等工序，制备得防静电过滤材料。

Claims (10)

1.一种中高温用防静电过滤材料，包括非织造布基布和表层，其特征在于，所述非织造布基布与表面覆镀金属层的耐高温化学纤维长丝混织形成防静电基布层。

2.如权利要求1所述的一种中高温用防静电过滤材料，其特征在于，所述金属层为镍、银、钛、铬的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种中高温用防静电过滤材料，其特征在于，所述金属层单层厚度为0.05μm～1μm。

4.如权利要求1所述的一种中高温用防静电过滤材料，其特征在于，所述表面覆镀金属层的耐高温化学纤维长丝与非织造布基布原料质量比=（30-100）：（70-0）。

5.如权利要求1所述的一种中高温用防静电过滤材料，其特征在于，所述耐高温化学纤维长丝为芳纶纤维、聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维的一种或多种。

6.如权利要求1所述的一种中高温用防静电过滤材料，其特征在于，所述非织造布基布和表层原料为芳纶纤维、聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯硫醚纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维的一种或多种。

7.一种制备如权利要求1-6任一所述中高温用防静电过滤材料的方法，其特征在于，按如下步骤进行：

（1）将耐高温化学纤维长丝于80～120℃条件下烘干24～48h，以降低其含水量；

（2）将步骤（1）所述耐高温化学纤维长丝在20～90kHz的超声波场作用下物理除油30～60min，以去除其表面的油渍等杂质；

（3）将步骤（2）所述耐高温化学纤维长丝前处理20～60min，以提高其与覆镀金属的结合力；

（4）将步骤（3）所述耐高温化学纤维长丝覆镀金属层；

（5）将步骤（4）所述覆镀金属层的耐高温化学纤维长丝与非织造布基布原料混织形成防静电基布；

（6）将非织造布表层原料经混合、开松、梳理、成网、中间加步骤⑸中防静电基布、针刺、定型工序得防静电过滤材料。

8.如权利要求7所述一种中高温用防静电过滤材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述前处理为等离子体处理、离子源处理或电晕处理。

9.如权利要求7所述一种中高温用防静电过滤材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述覆镀为化学镀、真空蒸镀、物理气相沉淀的一种或多种。

10.如权利要求7所述一种中高温用防静电过滤材料的制备方法，其特征在于，所述的防静电过滤材料基布的电阻为1×10²～10³Ω。