CN104695076A - 含有砜基的芳香族耐高温纤维混合物及其制品 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种含有砜基的芳香族耐高温纤维，包含所述纤维的纤维混合物，由所述纤维混合物制得的纱线、基布、无纺布、过滤材料。本发明涉及一种含有砜基的芳香族耐高温纤维混合物，所述混合物包含：含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)，所述含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)包含一种含砜基的芳香族聚合物，所述聚合物衍生自一种含砜基和氨基的单体b，且砜基在所述聚合物中的质量百分比含量为4-10％；耐高温纤维(B)。包含本发明纤维混合物的制品均可以长期使用于250℃高温环境中，且具有极佳的高温热稳定性和耐热氧老化性，延长了上述制品作为高温烟气过滤材料时的使用寿命。
Description
本申请要求于2015年1月14日申请的中国专利申请CN 201510017073.6的优先权。
技术领域
本发明涉及一种含有砜基的芳香族耐高温纤维，包含上述纤维的纤维混合物，以及由所述纤维混合物制得的纱线、基布、无纺布、过滤材料，以及上述制品的制备方法。
背景技术
随着环境标准的日趋严格，国家对于空气排放、水体排放的要求也越来越严格。垃圾烧却场、燃煤锅炉、金属熔矿炉等排放出的高温气体，对其过滤所用的都是耐热性过滤材料。对于滤料性能，包括过滤效率、使用范围、使用寿命、滤料强度等要求也日益提高，这也将导致滤料加工技术的进一步发展。而影响滤料性能的主要因素就是滤料的选材，关于构成耐热性过滤材料的纤维，选用的都是在耐热性以及耐化学药品性方面具有优异性能的纤维。耐热性纤维有玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、聚亚苯基硫醚纤维、芳砜纶纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚四氟乙烯纤维等。这些纤维都非常适合用作耐热性过滤材料。上述耐热性过滤材料使用在垃圾烧却、燃煤锅炉、金属熔矿炉等高温烟气的处理。
PPS是一种具有良好耐酸、碱性能的纤维材料，由于其良好的耐化学性能，在酸碱条件的化学工业环境中得到了广泛使用，尤其被用于火力发电厂的高温过滤领域。煤炭在燃烧过程中会产生大量的CO2、NO、NO2、SO、SO2等气体，这些气体的腐蚀性较大，在烟气过滤过程中，带有高温的上述气体极易腐蚀过滤设备，导致滤袋损坏。所以，在电厂高温过滤领域，通常采用具有良好耐酸碱腐蚀性能的PPS滤袋产品。但在使用中发现，由于PPS材料的耐热氧老化性很差，滤袋在高温条件下非常容易发生氧老化现象，使材料性能大打折扣甚至失效。同样，在其他PPS应用领域中，也面临着材料的耐热氧老化性差的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种含有砜基的芳香族耐高温纤维，包含所述纤维的纤维混合物，由所述纤维混合物制得的纱线、基布、无纺布、过滤材料，上述制品均可以长期使用于250℃高温环境中，且具有极佳的高温热稳定性和耐热氧老化性，延长了上述制品作为高温烟气过滤材料时的使用寿命。
本发明涉及一种含砜基的芳香族聚合物纤维，其特征在于，所述含砜基的芳香族聚合物由以下三种单体聚合而成：
间位的含有二胺基的芳香族单体a；
含砜基和氨基的单体b；
对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c；
在所述含砜基的芳香族聚合物中，砜基在聚合物中的质量百分比含量为4-10％。
优选的，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a的芳香环上的氢独立地被选自卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基中的一个或多个取代基所取代或不取代。
优选的，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a为间苯二胺，或包含80摩尔％以上间苯二胺的混合间位芳香族二胺单体。
优选的，所述含砜基和氨基的单体b为R,R’-二氨基二苯砜。
优选的，所述的R,R’-二氨基二苯砜选自3,3’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯砜或它们的混合物。
优选的，所述的对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c的芳香环上的氢独立地被选自卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基中的一个或多个取代基所取代或不取代。
优选的，所述的对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c为对苯二甲酰氯，或包含80摩尔％以上对苯二甲酰氯的混合对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物。
优选的，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a与含砜基和氨基的单体b的摩尔量之和与对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c的摩尔量的比例为1：0.98-1：1.01，优选为1：1。
优选的，所述的间位的含有二胺基的芳香族单体a与含砜基和氨基的单体b的摩尔量之比为50-80：20-50，优选60-75：25：40，更优选70-75：25-30。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维具有300℃以上的玻璃化温度，优选320℃以上的玻璃化温度，更优选340℃以上，最优选345℃以上。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维具有4CN/dtex以上的强度，优选4.5CN/dtex以上的强度，优选5cN/dtex以上。
本发明涉及一种含有砜基的芳香族耐高温纤维混合物，所述混合物包含：
含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)，所述含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)包含一种含砜基的芳香族聚合物，所述聚合物衍生自一种含砜基和氨基的单体b，且砜基在所述聚合物中的质量百分比含量为4-10％；
耐高温纤维(B)。
优选的，所述耐高温纤维(B)在200℃条件下处理180小时后，强度保持率大于80％，优选大于90％。
优选的，所述纤维混合物中，含砜基的芳香族聚合物纤维(A)比例10％-90％(重量)，与耐高温纤维(B)的比例90％-10％(重量)；更优选，含砜基的芳香族聚合物纤维(A)比例10％-60％(重量)，与耐高温纤维(B)的比例40％-90％(重量)；更优选，含砜基的芳香族聚合物纤维(A)比例15％-50％(重量)，与耐高温纤维(B)的比例50％-85％(重量)；最优选，含砜基的芳香族聚合物纤维(A)比例20％-30％(重量)，与耐高温纤维(B)的比例70％-80％(重量)。
优选的，所述耐高温纤维(B)选自无机耐高温纤维和有机耐高温纤维。
优选的，所述无机耐高温纤维选自玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维、硅石-氧化铝纤维、氧化铝纤维、硅石纤维、氧化锆纤维、钛酸钾晶须纤维、石棉、碳纤维、富铝红柱石纤维、硅铝酸盐纤维、铝硼硅酸盐纤维、二氧化钛纤维中的一种或多种的组合。
优选的，所述有机耐高温纤维选自对位芳族聚酰胺纤维、间位芳族聚酰胺纤维、PPS纤维、聚酰亚胺纤维、氟系纤维、聚恶二唑纤维中的一种或多种的组合。更优选PPS(聚苯硫醚)纤维、PTFE纤维中的一种或其混合。
本发明还涉及一种由本发明所述纤维混合物制得的纱线。
优选的，所述纱线为单纱、两合股纱线、多合股纱线。
本发明还涉及一种制备上述纱线的方法，包括如下步骤：
(i)将含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)与耐高温纤维(B)混合；
(ii)将步骤(i)所得的纤维混合物，合并成条，得到熟条；
(iii)将步骤(ii)所得的熟条牵伸加捻，形成纱线。
优选的，形成纱线的工艺包括环锭纺纱、开端式纺纱、涡流纺纱、精梳毛纺、半精梳毛纺。
本发明还涉及一种得自上述纱线的织造织物。
优选的，所述织造织物为机织物或针织物。
优选的，所述机织物为平纹组织、二层织物、三层织物、斜纹组织、锻纹组织、起绒斜纹组织。
优选的，所述机织物可用作过滤材料的补强织物。
优选的，所述织造织物在200℃条件下处理2小时后，纵向高温收缩率为小于4％，优选小于3％，更有选小于2％。
优选的，所述织造织物在200℃条件下处理2小时后，横向高温收缩率为小于4％，优选小于3％，更有选小于2％。
优选的，所述织造织物在200℃下处理100小时的纵向断裂强力保持率大于90％，优选大于93％，更有选大于95％。
优选的，所述织造织物在200℃下处理100小时的横向断裂强力保持率大于90％，优选大于93％，更有选大于95％。
优选的，所述织造织物在200℃，氧浓度21％，处理24小时后的横向强力保持率大于90％，优选大于93％，更有选大于95％。
优选的，所述织造织物在200℃，氧浓度21％，处理24小时后的纵向强力保持率大于90％，优选大于93％，更有选大于95％。
本发明还涉及一种得自上述纤维混合物的无纺织物。
优选的，所述无纺织物在200℃下处理100小时的纵向断裂强力保持率大于90％，优选大于93％，更有选大于95％
优选的，所述无纺织物在200℃下处理100小时的横向断裂强力保持率大于90％，优选大于93％，更有选大于95％。
优选的，所述无纺织物在200℃下处理2小时的纵向热收缩率小于4％，优选小于3％，更有选小于2％。
优选的，所述无纺织物在200℃下处理2小时的横向热收缩率小于4％，优选小于3％，更有选小于2％。
优选的，所述无纺织物在200℃，氧浓度21％，处理24小时后的横向强力保持率大于90％。
优选的，所述无纺织物在200℃，氧浓度21％，处理24小时后的纵向强力保持率大于90％。
本发明还涉及一种由上述纤维混合物制备无纺织物的方法，包括如下步骤：
(i)将含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)与耐高温纤维(B)混合；
(ii)将步骤(i)中的混合纤维形成短纤维网；
(iii)将步骤(ii)中的短纤维网形成多层纤维网；
(vi)加固所述多层纤维网，形成无纺织物。
优选的，所述步骤(iii)的加固工艺为水刺或针刺。
本发明还涉及一种过滤材料，其得自本发明所述的纤维混合物。
优选的，所述过滤材料包含上述得自纤维混合物的无纺织物。
优选的，所述过滤材料包含补强织物。
优选的，所述补强织物为平纹组织、二层织物、三层织物、斜纹组织、锻纹组织、起绒斜纹组织。
在一些实施方式中，所述补强织物包含的纤维选自对位芳族聚酰胺纤维、间位芳族聚酰胺纤维、PPS纤维、聚酰亚胺纤维、含氟纤维、碳纤维、玻璃纤维中的一种或两种以上的混合；优选PPS纤维、含氟纤维中的一种或其混合；更优选PTFE纤维或PPS纤维。
在另一些实施方式中，所述补强织物为上述得自本申请所述的纤维共混物的机织物。
优选的，所述过滤材料在200℃下处理100小时的纵向断裂强力保持率大于90％，优选大于93％，更有选大于95％。
优选的，所述过滤材料在200℃下处理100小时的横向断裂强力保持率大于90％，优选大于93％，更有选大于95％。
优选的，所述过滤材料在200℃下处理2小时的纵向热收缩率小于4％，优选小于3％，更有选小于2％。
优选的，所述过滤材料在200℃下处理2小时的横向热收缩率小于4％，优选小于3％，更有选小于2％。
优选的，所述过滤材料在200℃，氧浓度21％，处理24小时后的横向强力保持率大于90％。
优选的，所述过滤材料在200℃，氧浓度21％，处理24小时后的纵向强力保持率大于90％。
本发明还涉及一种由上述纤维混合物制备过滤材料的方法，包括如下步骤：
(i)将含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)与耐高温纤维(B)混合；
(ii)将步骤(i)中的混合纤维形成短纤维网；
(iii)将步骤(ii)中的短纤维网形成多层纤维网；
(vi)贴合所述多层纤维网与补强织物；
(v)加固所述多层纤维网与补强织物。
优选的，所述加固的方式为针刺或水刺。
本发明还涉及一种过滤装置，包含上述过滤材料或上述无纺织物。
具体实施方式
通过参见本申请具体实施方式的内容可以更易于理解本发明，但是本发明并不限于本文所述和/或所示的具体方法、条件或参数，并且本文中所用的术语仅是为了以举例的方式描述具体实施方式，并不能限制本申请权利要求要求保护的技术方案。在下文中，将描述根据本发明的一种含砜基的芳香族聚合物纤维含砜基的芳香族聚合物纤维混合物，由其制得的纱线、基布、无纺布、过滤材料，以及上述制品的制备方法。
含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)
本发明所述含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)的成纤聚合物中包含一种含砜基的芳香族聚合物，所述含砜基的芳香族聚合物衍生自含砜基和氨基的单体(b)，且砜基在所述聚合物中的质量百分比含量为4-10％。
优选的，所述的含砜基和氨基的单体(b)优选自R,R’-二氨基二苯砜(DDS)、双(氨基苯氧基苯基)砜(BAPS)或其混合物。所述的R,R’-二氨基二苯砜选自3,3’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯砜或它们的混合物。其中，优选仅为R,R’-二氨基二苯砜或含有80摩尔％以上，优选90摩尔％以上的R,R’-二氨基二苯砜的混合含砜基和氨基的单体。
在一些优选的实施方式中，所述含砜基的芳香族聚合物由以下三种单体聚合而成：
间位的含有二胺基的芳香族单体a；
含砜基和氨基的单体b；
对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c。
优选的，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a优选自间苯二胺、3,4’-二氨基二苯醚，以及在芳香环上具有卤素、碳原子数为1-4的烷基等取代基的衍生物。进一步的，所述间位的含有二胺基的芳香族单体(c)的芳香环上的氢可以独立地被以下一个或多个如下的取代基所取代或不取代，这些取代基包括卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基中的一个或多个取代基所取代或不取代。更优选的，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a为间苯二胺，或包含80摩尔％以上间苯二胺的混合间位芳香族二胺单体。
优选的，对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c以例如对位间苯二甲酸氯化物，对苯二甲酸溴化物等，在这些芳香环上具有卤素、碳原子数为1-4的烷基等取代基的衍生物。进一步的，所述对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物(b)的芳香环上的氢可以独立地被以下一个或多个如下的取代基所取代或不取代，这些取代基包括卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基。其中，优选所述对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物(b)为对苯二甲酰氯本身或包含80摩尔％以上，优选90摩尔％以上的对苯二甲酰氯与其他对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物(b)的混合物。
含砜基的芳香族聚合物的聚合反应中还可以加入其它含有二胺基的芳香族单体(c)，优选自间苯二胺、3,4’-二氨基二苯醚等，以及在这些芳香环上具有卤素、碳原子数为1-4的烷基等取代基的衍生物。进一步的，所述间位的含有二胺基的芳香族单体(c)的芳香环上的氢可以独立地被以下一个或多个如下的取代基所取代或不取代，这些取代基包括卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基。其中，优选仅为间苯二胺或含有80摩尔％以上，优选90摩尔％以上的间苯二胺的混合间位芳香族二胺单体。
本发明在聚合过程中还可以加入其它共聚成分，例如对苯二胺、2，5-二氨基氯苯、2，5-二氨基溴苯、氨基甲氧基苯胺等苯衍生物、1，5-萘二胺、4，4’-二氨基二苯醚、4，4’-二氨基二苯酮、4，4’-二氨基二苯基胺、4，4’-二氨基二苯基甲烷、间苯二甲酸氯化物、1，3-萘二甲酸氯化物、3，3’-联苯二甲酸氯化物、3，3’-二苯基醚二甲酸氯化物等。
在一些优选的实施方式中，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a与含砜基和氨基的单体b的摩尔量之和与对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c的摩尔量的比例为1：0.98-1：1.01，优选为1：1。所述的间位的含有二胺基的芳香族单体a与含砜基和氨基的单体b的摩尔量之比为50-80：20-50，优选60-75：25：40，更优选70-75：25-30。
本发明的含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)具有300℃以上的玻璃化温度，优选320℃以上的玻璃化温度，更优选340℃以上，最优选345℃以上。
优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维具有4CN/dtex以上的强度，优选4.5CN/dtex以上的强度，优选5cN/dtex以上。
本发明对于成纤聚合物的聚合方式没有特别的限定，例如可以通过以溶液聚合、界面聚合等方式进行制造。对于缩聚反应的工艺条件采用本领域的常规工艺即可，缩聚反应的温度可为≤60℃，优选≤30℃，更优选≤0℃。
所述纤维的长度，是为了获得作为过滤材料使用时的必要强度，优选在2-120mm的范围内。纤维长度不足2mm时，有时纤维之间的络合不足，造成强度不够，这是不希望的。而超过120mm时，有时会发生纤维开纤不良，这也是不希望的。
另外，构成本发明所用过滤材料的含有砜基的芳香族耐高温纤维的单纤维纤度，着眼于纤维梳理时或针刺时难以引起纤维断丝、耐热性过滤器的强度不降低，优选为0.1-15旦。也就是说，纤度不足0.1旦时，单纤维强度低，因此织物的强度变差，是不优选的。纤度超过15旦时，就会由于纤度过粗，制丝时容易发生纤度不匀，缺乏纺丝稳定性，也是不优选的。
耐高温纤维(B)
本发明所述的耐高温纤维(B)选自无机耐高温纤维和有机耐高温纤维。
优选的，所述无机耐高温纤维选自玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维、硅石-氧化铝纤维、氧化铝纤维、硅石纤维、氧化锆纤维、钛酸钾晶须纤维、石棉、碳纤维、富铝红柱石纤维、硅铝酸盐纤维、铝硼硅酸盐纤维、二氧化钛纤维中的一种或多种的组合。本发明所使用的无机纤维优选玻璃纤维。玻璃纤维的耐化学药品性(耐碱性)比PPS纤维差，但耐热性高，并且成本低。所谓玻璃纤维是拉伸玻璃而变细的人造纤维，因为以高速将熔融玻璃从大量细孔中拉出进行纺丝，所以得到极细纤度的纤维，因而对提高粉尘捕集效率是极有效的。
优选的，所述有机耐高温纤维选自对位芳族聚酰胺纤维、间位芳族聚酰胺纤维、PPS纤维、聚酰亚胺纤维、氟系纤维中的一种或多种的组合。更优选PPS(聚苯硫醚)纤维、PTFE纤维中的一种或其混合。本发明中使用的聚苯硫醚(PPS)纤维是其构成单位的90％或90％以上含有-(C6H4-S)-表示的亚苯基硫醚结构单元的聚合物构成的纤维。通过使用PPS纤维，能够得到耐热性、耐化学药品性和耐水解性优良的过滤材料。本发明所使用的氟系纤维，只要是聚合物的重复结构单元的90％或90％以上是由主链或者侧链上含有1个或1个以上氟原子的单体构成的纤维，可以使用任何氟系纤维，但以氟原子数越多的单体构成的纤维越好。例如可以使用四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)或者聚四氟乙烯(PTFE)等。作为氟系纤维，更优选使用耐热性、耐化学药品性或者表面低摩擦性特别优良的聚四氟乙烯(PTFE)。
本发明用的耐高温纤维，优选聚苯硫醚纤维。作为一种过滤材料，必须具备优良的耐热性、耐化学药品性，同时还需要足够的强度，以确保机械强度。在所有的耐高温纤维中，从价格讲，它较聚四氟乙烯纤维(PTFE)、聚酰亚胺纤维(P84)低出很多；从性能角度考虑，聚苯硫醚纤维熔点高达285℃，常规使用温度可以达到170℃，具有优异的耐热性；同时还具有优良的长期耐热性。耐化学性能方面，在200℃或200℃以下，它能对大多数的酸(如：浓盐酸、浓磷酸、稀硫酸等)、碱(如：30％NaOH)、有机溶剂保持稳定的性能。聚苯硫醚纤维还具有优良的机械强度，对滤袋使用过程中接受到的含尘气流的冲刷及脉冲清洗时的冲击都具有极强的抵抗性。除此之外，聚苯硫醚纤维还具有优良的难燃性、耐辐射性、电气性、耐光性等性能，其价格适中，便于推广使用。
纤维混合物
在本发明的实施方式中，上述所述含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)和耐高温纤维(B)可以采用任何方式共混，以形成纤维混合物。例如，可以采用将两种纤维按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合，形成纤维混合物。也可以采用其他现有技术中的任何方式，即使是其他的利用送风的混合等，也能够没有问题地进行混棉。
在本发明的纤维混合物物中，含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)比例10％-90％(重量)，与耐高温纤维(B)的比例90％-10％(重量)；更优选，含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)比例10％-60％(重量)，与耐高温纤维(B)的比例40％-90％(重量)；更优选，含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)比例15％-50％(重量)，与耐高温纤维(B)的比例50％-85％(重量)；最优选，含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)比例20％-30％(重量)，与耐高温纤维(B)的比例70％-80％(重量)。
纱线
本发明所述的实施方式中，上述含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)和耐高温纤维(B)的纤维混合物可以经过梳棉机梳理成网，再进行并条牵伸，得到的熟条经粗纱、细纱和捻线工序，形成纱线。
所述纱线可以为单纱、两合股纱线、多合股纱线。
优选的，所述纱线通过使用诸如环锭纺纱、开端式纺纱、涡流纺纱、精梳毛纺、半精梳毛纺的传统技术或在纺纱工业中使用的这些技术的任何变体而生产。优选的，用于生产纱线的纤维为短纤维，所述短纤维长度可为35mm-160mm且优选为75-110mm。该短纤维长度需要适合所选择的纺纱系统。
机织物
在本发明的另一个实施方式中，本发明的产物为由上述纱线组成的织物。所述织物可以为针织或机织。
在本发明的一些实施方式中，所述织物为机织物。选择机织物的织物重量、构造和织法以获得具有应用所需要的类型和性质的织物。例如，织物构造可为平纹组织、二层织物、三层织物、斜纹组织、锻纹组织、起绒斜纹组织或适合高温烟气过滤应用的任何其他编织构造。所述机织织物具有主要由本发明的纱线构成的经纱和纬纱，
在一些实施方案中，所述机织物可用作过滤材料的补强织物。补强织物，其作为过滤材料的骨架，有一个较好的拉伸强度、通气度，其拉伸强度的大小、通气度值的高低，直接影响着过滤材料的性能，因为拉伸强度高可以防止粉尘冲刷及清灰时遭到损伤，从而增加滤料的使用寿命，降低成本。基布的通气度也直接影响着滤料的过滤效率，通气度低，使过滤材料的过滤速度也就低，相同风量的情况下，过滤面积增大，则增加成本。一般希望过滤材料保证在同等过滤效率时，透气量越大越好，因为这可以节省大量能源。但是通气度过大，织物间的空隙会增加，对不同过滤材料的加工也会有一定的影响。所以，对于滤料及基布，其拉伸强度和通气度值有一个最佳的要求范围。优选的，本发明的机织物拉伸强度为800N以上。优选的，通气量＞120l/dm2*min，优选150～1500l/dm2*min。
无纺织物
本发明还涉及一种得自上述纤维混合物的无纺织物。
优选的，所述无纺织物在200℃下处理100小时的纵向断裂强力保持率大于90％，优选大于93％，更有选大于95％。优选的，所述无纺织物在200℃下处理100小时的横向断裂强力保持率大于90％，优选大于93％，更有选大于95％。优选的，所述无纺织物在200℃下处理2小时的纵向热收缩率小于4％，优选小于3％，更有选小于2％。优选的，所述无纺织物在200℃下处理2小时的横向热收缩率小于4％，优选小于3％，更有选小于2％。优选的，所述无纺织物在200℃，氧浓度21％，处理24小时后的横向强力保持率大于90％。优选的，所述无纺织物在200℃，氧浓度21％，处理24小时后的纵向强力保持率大于90％。
本发明的无纺织物可由多种方法，通过水刺或针刺的方式制得。
在本发明的一个实施方式中，制备无纺织物的方式是将含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)与耐高温纤维(B)混合均匀，形成纤维共混物，然后经梳棉机梳理成短纤维网，在通过水刺工艺加固，形成水刺无纺织物。
在本发明的另一个实施方式中，制备无纺织物的方式是将含砜基的含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)与耐高温纤维(B)混合均匀，形成纤维共混物，然后经梳棉机梳理成短纤维网，再将短纤维网经过交叉卷绕设备转变为交叉层叠的多层纤维网，通过针刺工艺形成无纺织物。
过滤材料
本发明还涉及一种过滤材料，其得自本发明所述的纤维混合物。在一些实施方式中，所述过滤材料面层的短纤维网或多层纤维层是由本发明的纤维共混物得到的。
优选的，在本发明的纤维混合物中，含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)比例10％-90％(重量)，与耐高温纤维(B)的比例90％-10％(重量)；更优选，含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)比例10％-60％(重量)，与耐高温纤维(B)的比例40％-90％(重量)；更优选，含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)比例15％-50％(重量)，与耐高温纤维(B)的比例50％-85％(重量)；最优选，含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)比例20％-30％(重量)，与耐高温纤维(B)的比例70％-80％(重量)。
优选的，所述含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)包含一种含砜基的芳香族聚合物，所述聚合物衍生自一种含砜基和氨基的单体b，且砜基在所述聚合物中的质量百分比含量为4-10％；优选的，所述的含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)具有4CN/dtex以上的强度，优选4.5CN/dtex以上的强度，优选5cN/dtex以上。优选的，所述含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)具有300℃以上的玻璃化温度，优选320℃以上的玻璃化温度，更优选340℃以上，最优选345℃以上。
优选的，本发明所述的耐高温纤维(B)选自无机耐高温纤维和有机耐高温纤维。优选的，所述无机耐高温纤维选自玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维、硅石-氧化铝纤维、氧化铝纤维、硅石纤维、氧化锆纤维、钛酸钾晶须纤维、石棉、碳纤维、富铝红柱石纤维、硅铝酸盐纤维、铝硼硅酸盐纤维、二氧化钛纤维中的一种或多种的组合。优选的，所述有机耐高温纤维选自对位芳族聚酰胺纤维、间位芳族聚酰胺纤维、PPS纤维、聚酰亚胺纤维、氟系纤维中的一种或多种的组合。更优选PPS(聚苯硫醚)纤维、PTFE纤维中的一种或其混合。
优选的，所述过滤材料在200℃下处理100小时的纵向断裂强力保持率大于90％，优选大于93％，更有选大于95％。
优选的，所述过滤材料在200℃下处理100小时的横向断裂强力保持率大于90％，优选大于93％，更有选大于95％。
优选的，所述过滤材料在200℃下处理2小时的纵向热收缩率小于4％，优选小于3％，更有选小于2％。
优选的，所述过滤材料在200℃下处理2小时的横向热收缩率小于4％，优选小于3％，更有选小于2％。
优选的，所述过滤材料在200℃，氧浓度21％，处理24小时后的横向/纵向强力保持率大于90％。
本发明的过滤材料具有良好的耐热氧老化性能。在瞬间高温条件下，由于含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)的性能几乎没有改变，甚至会出现强力、缠结提高的现象，使滤料的整体结构更加稳固，产品中的其他纤维材料因为热氧老化而产生的纤维强力大幅下降、软化、粉化变性等情况不会导致产品性能的明显降低，在经过瞬间高温之后，其他纤维材料会依附在含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)形成的滤料骨架上，形成更稳固、空隙更小更复杂的过滤结构，有益于过滤材料的继续使用。在长期使用温度条件下，纤维结合体的老化、强力衰减速度变缓，尺寸更稳定，不易产生产品变形和摩擦，从而提高了材料的使用寿命。
本发明的所述滤料中还可包括一种或多种本领域已知的常见添加剂，例如增塑剂、填充剂、阻燃剂、硫化剂、防老剂、硫化促进剂、抗氧化剂、增强改性剂、增韧改性剂、防焦剂、抗紫外光稳定剂、抗静电剂、触变剂、热稳定剂、润滑剂、催化剂、颜料等。本领域的普通技术人员根据具体的用途及其专业知识可容易地选择合适的添加剂及其用量。
本发明的过滤材料由下述方法制备：将纤度为0.1～15旦、纤维长度2～120mm的含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)和耐高温纤维(B)混合，并且经过开松工序。将混合后的纤维在一个方向上排列整齐形成片状的短纤维网，将短纤维网层合交叉铺网得到多层纤维层，将多层纤维网与补强织物贴合(优选为，在两层上述多层纤维层中放入补强织物)，以上结构经过标准针刺机或水刺机预刺，使上述结构微微加固，再将上述预刺结构按照加工工艺需求进行单面针刺或水刺复合加工，以制得所述滤料。
制备短纤维网的工艺是，首先为了使含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)与耐高温纤维(B)在混棉箱中充分混合均匀，并经过开松机开松，再使混合后的纤维按一定方向进行排列有序，把混合纤维投入到带有无数针的滚筒、锡林内，将纤维有序排列喂给梳棉机(梳棉工艺)、产生的纤维网通过铺网工艺的分配装置，在输送帘子上按照一定的比例折叠。
对于过滤材料的补强织物而言，以不影响过滤材料的压力损失的密度较小的织物比较好。织物的构造，主要有平纹组织、二层织物、三层织物、斜纹组织、锻纹组织、起绒斜纹组织等。对于过滤材料的补强织物而言，可以使用对位芳族聚酰胺纤维、间位芳族聚酰胺纤维、PPS纤维、聚酰亚胺纤维、氟系纤维、碳纤维、玻璃纤维等。尤其从耐化学药品性、耐水解性的观点来看，优选使用选自PPS纤维和含氟纤维(例如PTFE纤维)。
优选的，可以采用本发明中所述的由含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)和耐高温纤维(B)的纤维混合物制成的织物作为本发明过滤材料的补强织物。
本发明的多层纤维网与补强织物合为一体成为过滤材料的加工方法，为使纤维与纤维间达到更好的交络效果，使用针刺或水刺中的任一种方法均可实现。从纤维与纤维间的络合效果来看，采用针刺加工法得到耐热性过滤材料比较理想。而从过滤材料实际使用时压力损失及对粉尘的捕集效果来考虑，选择水刺法加工得到的过滤材料比较理想。另外，水刺法与针刺法两者结合，可以取优补劣。所以在实际加工时要视性能要求作适当的选择，以得到理想的耐热性过滤材料。
本发明所用的“针刺法”是指包括使诸如针等纤维交织工具刺入并拔出垫料的步骤的垫料制造法。本发明不限制针刺的数量。然而，和其他的针刺操作一样，必须对许多因素进行最优化以提供所需的孔结构以及各层织物之间的结合量。这些因素包括针的大小和类型、针刺量、针刺深度、根据纤维类型、长度、纤度单位和纤维网密度对粗纤维的合适选择。考虑到耐热性过滤材料的强度、表观密度、通气量等性能，针刺时针刺密度在800针/cm2以上比较理想。针刺密度过低，纤维与纤维的络合性差，生产得到的耐热性过滤材料的强度降低、同时表观密度也有降低的趋势。终端产品过滤材料，针眼粗、透气量过高、对粉尘的捕集效率呈降低的趋势，这样的过滤材料是不理想的。相反，针刺密度过高，通过针刺工艺会造成由于针刺造成纤维或补强织物织物(骨材)的损伤，最终导致耐热性过滤材料的强度变低。另外，针刺密度提高，耐热性过滤材料的收缩增大，过滤材料的表观密度提高，从而使过滤材料对粉尘的捕集效率提升。但过滤材料的透气量相应降低，易导致过滤材料在实机使用初期的压力损失提高，最终导致过滤材料的使用寿命变短，这样的耐热性过滤材料也不理想。
本发明所用的“水刺法”是已知的，主要用于加固、尤其用于预加固无纺布。用于加固或预加固的水压通常约为150巴或小于50巴。实践证明，用于产生本发明所述纤维网或松散结合的无纺布的孔结构的水压在60～120巴范围内。
由上述可知，过滤材料的表观密度可通过针刺条件的改变来进行调整。适用于本发明过滤材料的表观密度无特别的限制，优选为800针/cm2以上，更优选1000针/cm2以上。另外透气度也可以通过调整针刺的条件来进行调整。耐热性过滤材料的比较理想的透气量是120-250l/dm2*min，更优选150-200l/dm2*min，。适用于本发明过滤材料的基重无特别的限制。在本发明的一个实例中，所述滤料的厚度为1.2-3毫米，较好为1.5-2.8毫米，更好为2-2.5毫米。
过滤装置
本发明还涉及一种所述过滤材料用于电厂、垃圾焚烧工业中用作高温烟气过滤中的用途。
本发明还涉及一种包含了本发明耐高温滤料的过滤装置。可将本发明的滤料制成任何所需过滤器形式，例如筒状、平盘、罐、板、袋和囊。本发明的过滤材料，通过缝制或热熔等方式加工成袋式过滤器。该袋式过滤器，适合用于对耐热性、耐化学药品性有较高要求的电厂、垃圾焚烧、燃煤锅炉、金属熔矿炉等的废气处理。该袋式过滤器若采用缝制方式加工，用于缝制的缝纫线的材料需满足下述要求：该缝纫线所选用的材料，其耐热性、耐化学药品性等需与构成过滤材料或形成补强织物织物的纤维具有同等或以上的性能。比如，选用PTFE纤维缝纫线缝纫线是比较理想的。在这些结构中，所述滤料可充分打褶、辊压或或以其他方式固定在支持结构上。本发明过滤材料可实际上以任何传统结构使用，包括平板过滤器、椭圆过滤器、筒式过滤器、旋绕过滤器结构。
实施例和比较例
下面用实施例和比较例更具体地说明本发明的滤料与已知滤料的对比。对于实施例和对比实施例的各种滤料，都测定了滤料表观密度、滤料厚度、拉伸强度、断裂延伸度、通气量、过滤效率、高温尺寸稳定性和高温强度保持率。应予说明，这些实施例和比较例中，采用以下所述的评价方法评价滤料上述参数。
拉伸强力、断裂伸长率
原始试样在环境温度为20℃，相对湿度为65％的实验室条件放置24h后，剪裁成尺寸为30cm×5cm的测试样品，并使用HD026N+型电子织物强力仪对样品进行测试。
样品夹持长度设定为200mm，拉伸速度为100mm/min，预加张力为2N，将样品两边分别夹持在织物强力仪的上下钳口之间，参照GB/T 3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》标准方法，对样品进行拉伸，获得样品拉伸强力及断裂伸长率。
高温尺寸稳定性(纵向高温收缩率、横向高温收缩率)
原始试样在环境温度为20℃，相对湿度为65％的实验室条件24h后的样品仔细剪裁成100mm*100mm的测试样品。
高温处理样品，将裁减好的100mm*100mm的原始样品放入调试稳定的200℃*2h的高温烘箱中处理，处理后的样品在环境温度为20℃，相对湿度为65％的实验室条件放置24h后，测量其处理后的纵向尺寸(A1)和横向尺寸(A2)，单位均为mm。
纵向尺寸收缩率(％)＝处理后的纵向尺寸(A1)/100
横向尺寸收缩率(％)＝处理后的横向尺寸(A2)/100
高温强度保持率(纵向强度保持率、横向强度保持率)
原始试样在环境温度为20℃，相对湿度为65％的实验室条件放置24h后，剪裁成尺寸为30cm×5cm的测试样品，并使用HD026N+型电子织物强力仪测定样品处理前的纵向拉伸强度(L1)、横向拉伸强度(L2)。
高温处理样品，在200℃*100h条件下进行处理。处理后的产品在环境温度为20℃，相对湿度为65％的实验室条件放置24h后，剪裁成尺寸为30cm×5cm的测试样品，并使用HD026N+型电子织物强力仪测定样品处理后的纵向拉伸强度(T1)、横向拉伸强度(T2)。
样品夹持长度设定为200mm，拉伸速度为100mm/min，预加张力为2N，将样品两边分别夹持在织物强力仪的上下钳口之间，参照GB/T 3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》标准方法，对样品进行拉伸，获得样品拉伸强度。
纵向拉伸强度保持率(％)＝处理后的纵向拉伸强度(T1)/处理前的纵向拉伸强度(L1)
横向拉伸强度保持率(％)＝处理后的横向拉伸强度(T2)/处理前的横向拉伸强度(L2)
高温有氧环境下强力保持率(横向/纵向)
原始试样在环境温度为20℃，相对湿度为65％的实验室条件放置24h后，剪裁成尺寸为30cm×5cm的测试样品，并使用HD026N+型电子织物强力仪测定样品处理前的纵向拉伸强度(L1)、横向拉伸强度(L2)。
将烘箱设置为200℃，并用鼓风机以一定的风速向烘箱内吹入21％氧浓度的气体，调整风速使烘箱温度稳定在200℃。待烘箱温度稳定后，将样品放置在烘箱中在200℃，氧气浓度为21％的环境中处理24h。处理后的产品在环境温度为20℃，相对湿度为65％的实验室条件放置24h后，剪裁成尺寸为30cm×5cm的测试样品，并使用HD026N+型电子织物强力仪测定样品处理后的纵向拉伸强度(T1)、横向拉伸强度(T2)。
样品夹持长度设定为200mm，拉伸速度为100mm/min，预加张力为2N，将样品两边分别夹持在织物强力仪的上下钳口之间，参照GB/T 3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定条样法》标准方法，对样品进行拉伸，获得样品拉伸强度。
纵向拉伸强度保持率(％)＝处理后的纵向拉伸强度(T1)/处理前的纵向拉伸强度(L1)
横向拉伸强度保持率(％)＝处理后的横向拉伸强度(T2)/处理前的横向拉伸强度(L2)
实施例1
以10％含有砜基的芳香族耐高温纤维，90％PPS纤维(聚苯硫醚)，按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合后，形成的纤维混合物，经梳棉机梳理成网后，再进行两道并条牵伸，得到的熟条经粗纱、细纱和捻线工序，形成混纺的20s/2纱线作为经纱，以90％含有砜基的芳香族耐高温纤维，10％PPS纤维(聚苯硫醚)，按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合后，形成的纤维混合物，经梳棉机梳理成网后，再进行两道并条牵伸，得到的熟条经粗纱、细纱和捻线工序，形成混纺的20s/2纱线作为纬纱；将经纱整经后与纬纱按照经密*纬密为(120*90)/10cm的规格要求织造成机织物，作为过滤材料的补强织物。以10％含有砜基的芳香族耐高温纤维，90％PPS纤维(聚苯硫醚)，按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合后，形成的纤维混合物，按设计克重均匀铺陈并喂给到梳棉机中。经均匀混合充分梳理后得到的纤维网经交叉卷绕设备，使短纤维网转变为交叉层叠的多层纤维层，在两层上述多层纤维层中放入上述含有砜基的芳香族耐高温纤维/PPS混纺补强织物，以上结构经过青岛纺机针刺机预刺加固后，再将预刺结构按照800针/cm2的主针刺密度进行针刺，制得550gsm的过滤毡。上述过滤毡经过轧光、烧毛、PTFE乳液浸渍后形成过滤材料成品。
实施例2
以15％含有砜基的芳香族耐高温纤维，85％PPS纤维(聚苯硫醚)，按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合后，形成的纤维混合物，经梳棉机梳理成网后，再进行两道并条牵伸，得到的熟条经粗纱、细纱和捻线工序，形成混纺的20s/2纱线作为经纱，以20％含有砜基的芳香族耐高温纤维，80％PPS纤维(聚苯硫醚)，按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合后，形成的纤维混合物，经梳棉机梳理成网后，再进行两道并条牵伸，得到的熟条经粗纱、细纱和捻线工序，形成混纺的20s/2纱线作为纬纱；将经纱整经后与纬纱按照经密*纬密为(120*90)/10cm的规格要求织造成机织物，作为过滤材料的补强织物。以15％含有砜基的芳香族耐高温纤维，85％PPS纤维(聚苯硫醚)，按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合后，形成的纤维混合物，按设计克重均匀铺陈并喂给到梳棉机中。经均匀混合充分梳理后得到的纤维网经交叉卷绕设备，使短纤维网转变为交叉层叠的多层纤维层，在两层上述多层纤维层中放入上述含有砜基的芳香族耐高温纤维/PPS混纺补强织物，以上结构经过青岛纺机针刺机预刺加固后，再将预刺结构按照850针/m2的主针刺密度进行针刺，制得550gsm的过滤毡。上述过滤毡经过轧光、烧毛、PTFE乳液浸渍后形成过滤材料成品。
实施例3
以20％含有砜基的芳香族耐高温纤维，80％PPS纤维(聚苯硫醚)，按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合后，形成的纤维混合物，按设计克重均匀铺陈并喂给到梳棉机中。经均匀混合充分梳理后得到的纤维网经交叉卷绕设备，使短纤维网转变为交叉层叠的多层纤维层。以经密*纬密为(120*90)/10cm，100％聚四氟乙烯织物(PTFE)作为补强织物，放入两层多层纤维层中，以上结构经过青岛纺机针刺机预刺加固后，再将预刺结构按照900针/m2的主针刺密度进行针刺，制得550gsm的过滤毡。上述过滤毡经过轧光、烧毛、PTFE乳液浸渍后形成过滤材料成品。
实施例4
以30％含有砜基的芳香族耐高温纤维，70％PPS纤维(聚苯硫醚)，按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合后，形成的纤维混合物，经梳棉机梳理成网后，再进行两道并条牵伸，得到的熟条经粗纱、细纱和捻线工序，形成混纺的20s/2纱线作为经纱，以60％含有砜基的芳香族耐高温纤维，40％PPS纤维(聚苯硫醚)，按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合后，形成的纤维混合物，经梳棉机梳理成网后，再进行两道并条牵伸，得到的熟条经粗纱、细纱和捻线工序，形成混纺的20s/2纱线作为纬纱；将经纱整经后与纬纱按照经密*纬密为(120*90)/10cm的规格要求织造成机织物，作为过滤材料的补强织物。以30％含有砜基的芳香族耐高温纤维，70％PPS纤维(聚苯硫醚)，按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合后，形成的纤维混合物，按设计克重均匀铺陈并喂给到梳棉机中。经均匀混合充分梳理后得到的纤维网经交叉卷绕设备，使短纤维网转变为交叉层叠的多层纤维层。在两层多层纤维层中放入PTFE补强织物，以上结构经过青岛纺机针刺机预刺加固后，再将预刺结构按照1000针/m2的主针刺密度进行针刺，制得550gsm的过滤毡。上述过滤毡经过轧光、烧毛、PTFE乳液浸渍后形成过滤材料成品。
实施例5
以50％含有砜基的芳香族耐高温纤维，50％PTFE纤维(聚四氟乙烯)，按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合后，形成的纤维混合物，按设计克重均匀铺陈并喂给到梳棉机中。经均匀混合充分梳理后得到的纤维网经交叉卷绕设备，使短纤维网交叉层叠形成多层纤维层，以上结构经过青岛纺机针刺机预刺加固后，再将预刺结构按照1100针/m2的主针刺密度进行针刺，制得450gsm的无基布过滤毡。上述过滤毡经过轧光、烧毛、PTFE乳液浸渍后形成过滤材料成品。
实施例6
以60％含有砜基的芳香族耐高温纤维，40％宝德纶纤维(聚噁二唑)，按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合后，形成的纤维混合物，按设计克重均匀铺陈并喂给到梳棉机中。经均匀混合充分梳理后得到的纤维网按工艺要求均匀铺陈，经过经过无纺水刺机，以150巴压力水刺加工成型，制得500gsm的水刺无纺无基布过滤材料。
实施例7
以40％含有砜基的芳香族耐高温纤维，60％宝德纶纤维(聚噁二唑)，按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合后，形成的纤维混合物，经梳棉机梳理成网，卷绕成条后，再进行两道并条牵伸，得到的熟条经粗纱、细纱工序牵伸达到设计细度，再经捻线工序，形成混纺40s/2纱线。以上述纱线作为经、纬纱；按照(265*245)/10cm的设计规格经过整经、穿综、穿筘后上机织造，形成机织物。
实施例8
以60％含有砜基的芳香族耐高温纤维，40％石英纤维，按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合后，形成的纤维混合物，按设计克重均匀铺陈并喂给到梳棉机中。经均匀混合充分梳理后得到的纤维网经交叉卷绕设备，使短纤维网转变为交叉层叠的多层纤维层，在两层上述多层纤维层中放入350gsm的100％石英纤维，密度为(120*80)/10cm的基布，上述结构经过针刺机预刺加固后，再将预刺结构按照800针/cm2的主针刺密度进行单面针刺，制得850gsm，上述过滤毡经过PTFE乳液浸渍后形成过滤材料成品。
对比例1
以100％PPS纤维(聚苯硫醚)，投入混棉箱中，经过开松机开松均匀后，按设计克重均匀铺陈并喂给到梳棉机中。经充分梳理后得到的纤维网经交叉卷绕设备，使短纤维网交叉层叠形成两层多层纤维网，以100％PPS纤维(聚苯硫醚)，投入混棉箱中，经过开松机开松均匀后，经梳棉机梳理成网，再进行两道并条牵伸，得到的熟条经粗纱、细纱和捻线工序，形成混纺的20s/2纱线作为经、纬纱，将纱线整经后与纬纱按照经密*纬密为(120*90)/10cm的规格要求，织造成机织物，作为过滤材料的补强织物。将补强织物放入上述两层多层纤维网中，经过青岛纺机针刺机预刺加固后，再将预刺结构按照1200针/m2的主针刺密度进行针刺，制得550gsm的过滤材料。上述过滤料经过轧光、烧毛、PTFE乳液浸渍后形成过滤材料成品。
对比例2
以50％PTFE纤维(聚四氟乙烯)，50％PPS纤维(聚苯硫醚)，按比例投入混棉箱中，经过开松机开松并均匀混合后，形成的纤维混合物，按设计克重均匀铺陈并喂给到梳棉机中。经均匀混合充分梳理后得到的纤维网经交叉卷绕设备，使短纤维网转变为两层交叉层叠的多层纤维层。以经密*纬密为(120*90)/10cm的100％PTFE机织物，作为过滤材料的补强织物。将补强织物放入上述两层多层纤维网中，经过青岛纺机针刺机预刺加固后，再将预刺结构按照1100针/m2的主针刺密度进行针刺，制得650gsm的过滤材料。上述过滤料经过轧光、乳液浸渍后形成过滤材料成品。
Claims (16)
1.一种纤维混合物，所述混合物包含：
含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)；
耐高温纤维(B)；
优选的，所述耐高温纤维(B)在200℃条件下处理180小时后，强度保持率大于80％，优选大于90％；更优选的，所述耐高温纤维(B)选自无机耐高温纤维和有机耐高温纤维；进一步优选的，所述无机耐高温纤维选自玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维、硅石-氧化铝纤维、氧化铝纤维、硅石纤维、氧化锆纤维、钛酸钾晶须纤维、石棉、碳纤维、富铝红柱石纤维、硅铝酸盐纤维、铝硼硅酸盐纤维、二氧化钛纤维中的一种或多种的组合；进一步优选的，所述有机耐高温纤维选自对位芳族聚酰胺纤维、间位芳族聚酰胺纤维、PPS纤维、聚酰亚胺纤维、氟系纤维、聚恶二唑纤维中的一种或多种的组合；最优选的，所述有机耐高温纤维选自聚苯硫醚纤维、PTFE纤维中的一种或其混合。
2.根据权利要求1所述的纤维混合物，所述含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)中，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a的芳香环上的氢独立地被选自卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基中的一个或多个取代基所取代或不取代；优选的，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a为间苯二胺，或包含80摩尔％以上间苯二胺的混合间位芳香族二胺单体。
3.根据权利要求1或2所述的纤维混合物，所述含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)中，所述含砜基和氨基的单体b为R,R’-二氨基二苯砜；优选的，所述的R,R’-二氨基二苯砜选自3,3’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯砜或它们的混合物。
4.根据权利要求1-3任一项所述的纤维混合物，所述含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)中，所述的对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c的芳香环上的氢独立地被选自卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基中的一个或多个取代基所取代或不取代；优选的，所述的对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c为对苯二甲酰氯，或包含80摩尔％以上对苯二甲酰氯的混合对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的纤维混合物，所述含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)中，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a与含砜基和氨基的单体b的摩尔量之和与对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c的摩尔量的比例为1：0.98-1：1.01，优选为1：1。
6.根据权利要求1-5任一项所述的纤维混合物，所述含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)中，所述的间位的含有二胺基的芳香族单体a与含砜基和氨基的单体b的摩尔量之比为50-80：20-50，优选60-75：25：40，更优选70-75：25-30。
7.根据权利要求1-6任一项所述的纤维混合物，所述含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)具有300℃以上的玻璃化温度，优选320℃以上的玻璃化温度，更优选340℃以上，最优选345℃以上。
8.根据权利要求1-7任一项所述的纤维混合物，所述含有砜基的芳香族耐高温纤维(A)具有4CN/dtex以上的强度，优选4.5CN/dtex以上的强度，优选5cN/dtex以上。
9.根据权利要求1-8任一项所述的纤维混合物，按重量计，含有含砜基的芳香族聚合物纤维(A)10％-90％(重量)，耐高温纤维(B)的比例90％-10％(重量)；更优选，含有含砜基的芳香族聚合物纤维(A)10％-60％(重量)，耐高温纤维(B)40％-90％(重量)；更优选，含有含砜基的芳香族聚合物纤维(A)15％-50％(重量)，耐高温纤维(B)50％-85％(重量)；最优选，含有含砜基的芳香族聚合物纤维(A)20％-30％(重量)，耐高温纤维(B)70％-80％(重量)。
10.纱线，得自根据权利要求1-9任一项所述的纤维混合物。
11.织造织物，得自如权利要求10所述的纱线，或得自如权利要求1-9任一项所述的纤维混合物；
优选的，所述织造织物在200℃条件下处理2小时后，其纵向高温收缩率和/或横向高温收缩率为小于4％，优选小于3％，更优选小于2％；
更优选的，所述织造织物在200℃下处理100小时后，其纵向断裂强力保持率和/或横向断裂强力保持率大于90％，优选大于93％，更优选大于95％；
最优选的，所述织造织物在200℃，氧浓度21％，处理24小时后，其横向强力保持率和/或纵向强力保持率大于90％，优选大于93％，更优选大于95％。
12.根据权利要求11所述的织造织物的用途，所述机织物可用作过滤材料的补强织物。
13.无纺织物，得自如权利要求1-9任一项所述的纤维混合物；
优选的，所述无纺织物在200℃下处理100小时后，其纵向断裂强力保持率和/或横向断裂强力保持率为大于90％，优选大于93％，更有选大于95％；
更优选的，所述无纺织物在200℃下处理2小时的纵向热收缩率和/或横向热收缩率为小于4％，优选小于3％，更有选小于2％；
最优选的，所述无纺织物在200℃，氧浓度21％，处理24小时后的横向强力保持率和/或纵向强力保持率大于90％。
14.过滤材料，其得自权利要求1-9任一项所述的纤维混合物，或包含权利要求13所述的无纺织物；
优选的，所述过滤材料包含补强织物；
更优选的，所述补强织物包含的纤维选自对位芳族聚酰胺纤维、间位芳族聚酰胺纤维、PPS纤维、聚酰亚胺纤维、含氟纤维、碳纤维、玻璃纤维中的一种或两种以上的混合，优选所述补强织物包含PPS纤维、含氟纤维中的一种或其混合，更优选所述补强织物包含PTFE纤维或PPS纤维。
15.根据权利要求14所述的过滤材料，其在200℃下处理100小时后，其纵向断裂强力保持率和/或横向断裂强力保持率为大于90％，优选大于93％，更有选大于95％；
优选的，所述过滤材料在在200℃下处理2小时后，其纵向热收缩率和/或横向热收缩率为小于4％，优选小于3％，更优选小于2％；
更优选的，所述过滤材料在200℃，氧浓度21％，处理24小时后，其横向强力保持率和/或纵向强力保持率大于90％。
16.过滤装置，包含权利要求14或15所述的过滤材料或权利要求13所述的无纺织物。
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