CN104695130A - 一种含聚酰亚胺纤维的过滤材料及其制造方法 - Google Patents

一种含聚酰亚胺纤维的过滤材料及其制造方法 Download PDF

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CN104695130A CN201510069580.4A CN201510069580A CN104695130A CN 104695130 A CN104695130 A CN 104695130A CN 201510069580 A CN201510069580 A CN 201510069580A CN 104695130 A CN104695130 A CN 104695130A
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Abstract

本发明的目的在于提供一种含聚酰亚胺纤维的耐高温过滤材料及其制备方法,以及包含了所述过滤材料的过滤装置。所述过滤材料中加入了一种含砜基的芳香族聚合物纤维,所述含砜基的芳香族聚合物纤维具有优秀的纤维强度和耐高温性能,可以长期使用于250℃高温环境下,高温尺寸稳定性在1%以内。本发明将聚酰亚胺纤维作为迎尘层,将含砜基的芳香族聚合物纤维作为耐高温支撑层,所制得的过滤材料具有良好的过滤效果、优异的高温尺寸稳定性、高温强度保持率和伸长保持率。

Description

一种含聚酰亚胺纤维的过滤材料及其制造方法
本申请要求于2015年1月14日申请的中国专利申请CN 201510017335.9的优先权。
技术领域
本发明属于耐高温纤维过滤材料领域,涉及一种含有聚酰亚胺纤维的耐高温过滤材料及其制备方法,以及包含所述过滤材料的过滤装置。
背景技术
高温过滤除尘技术是近年来在颗粒物捕集方面最具发展前途的技术之一,由于工作温度高、气体腐蚀性强等特点,对高温气体除尘用过滤材料有很高的要求。过滤材料必须满足较强的过滤效率、优异的耐高温性能、一定的使用寿命及合理的价格。为了提高材料的过滤效率,并适应高温、腐蚀性气体的工况环境,各种具有优异性能的纤维被大量使用,其中聚酰亚胺纤维因其更好的过滤效率而被行业认可。聚酰亚胺纤维的长期使用温度为240℃,耐酸性优良,具有异形截面,这也使其更适于具有较高过滤要求的高温工况环境。然而,聚酰亚胺纤维的高温尺寸稳定性较差,耐碱性差,优质纤维依赖进口,用量及价格皆受国外控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含聚酰亚胺纤维的耐高温过滤材料及其制备方法,以及包含了所述过滤材料的过滤装置。所述过滤材料中加入了一种含砜基的芳香族聚合物纤维,所述含砜基的芳香族聚合物纤维具有优秀的纤维强度和耐高温性能,可以长期使用于250℃高温环境下,高温尺寸稳定性在1%以内。本发明将聚酰亚胺纤维作为迎尘层,将含砜基的芳香族聚合物纤维作为耐高温支撑层, 所制得的过滤材料具有良好的过滤效果、优异的高温尺寸稳定性、高温强度保持率和伸长保持率。
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,更优选5cN/dtex以上。
本发明涉及一种无纺织物,所述无纺织物包含:
聚酰亚胺纤维(A);
含砜基的芳香族聚合物纤维(B),所述含有砜基的芳香族聚合物纤维(B)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,所述聚酰亚胺纤维(A)和含砜基的芳香族聚合物纤维(B)重量比为10-60:90-40,更优选为20-50:80-50;最优选为30-40:70-60。
优选的,所述聚酰亚胺纤维(A)为异型截面。 
优选的,所述聚酰亚胺纤维(A)在300℃下的热收缩率在3.0%以下。
优选的,所述无纺织物中还可以含有耐高温纤维(C)。
优选的,所述耐高温纤维(C)在180℃的高温环境下处理24h后具有80%以上的强度保持率,优选具有85%以上的强度保持率。
优选的,所述耐高温纤维(C)选自玻璃纤维、聚苯硫醚纤维、聚苯并噁唑纤维、聚苯并咪唑纤维、聚噁二唑纤维、聚四氟乙烯纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、芳砜纶中的一种或两种以上的混合物。更优选的,所述芳香族聚酰胺纤维为间位芳香族聚酰胺纤维。
优选的,所述无纺织物中芳香族聚酰胺纤维的重量百分比为0-40%;优选为0-20%。
优选的,所述无纺织物用作过滤材料。
优选的,所述无纺织物在250℃高温环境下处理200小时后具有85%以上的强力保持率;优选具有90%以上的强力保持率;更优选具有95%以上的强力保持率。
优选的,所述无纺织物在250℃高温环境下处理2小时后尺寸收缩率≤2.5%;优选尺寸收缩率≤2%,更优选尺寸收缩率≤1.5%。
优选的,所述无纺织物经VDI测试后,其在1000Pa定压喷吹2小时情况下清洁气体浓度为0.5mg/m3以下。
优选的,所述无纺织物经VDI测试后,其在稳定阶段运行30个周期的时间为150s以上。
本发明涉及一种过滤材料,所述过滤材料包含迎尘层和耐高温支撑层;
所述迎尘层包含聚酰亚胺纤维(A);
所述耐高温支撑层包含含砜基的芳香族聚合物纤维(B),所述含有砜基的芳香族聚合物纤维(B)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,所述迎尘层和耐高温支撑层重量比为10-60:90-40。
优选的,所述迎尘层和耐高温支撑层重量比为20-50:80-50;更优选为30-40:70-60。
优选的,所述迎尘层为无纺织物。
优选的,所述耐高温支撑层为无纺织物。
优选的,所述聚酰亚胺纤维(A)为异型截面。 
优选的,所述聚酰亚胺纤维(A)在300℃下的热收缩率在3.0%以下。
砜基的芳香族聚合物纤维砜基的芳香族聚合物纤维优选的,所述迎尘层和耐高温支撑层中还可以独立地含有耐高温纤维(C)。
优选的,所述耐高温纤维(C)在180℃的高温环境下处理24h后具有80%以上的强度保持率,优选具有85%以上的强度保持率。
优选的,所述耐高温纤维(C)选自玻璃纤维、聚苯硫醚纤维、聚苯并噁唑纤维、聚苯并咪唑纤维、聚噁二唑纤维、聚四氟乙烯纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、芳砜纶中的一种或两种以上的混合物。更优选的,所述芳香族聚酰胺纤维为间位芳香族聚酰胺纤维。
优选的,所述迎尘层和耐高温支撑层中芳香族聚酰胺纤维的重量百分比为0-40%;优选为0-20%。
优选的,所述过滤材料还包括基布。
优选的,所述基布为纯纺织物,纯纺交织织物或混纺织物。
优选的,所述基布的构造为平纹组织、双层组织、三层组织、斜纹组织或缎纹组织。
优选的,所述基布中含有选自的玻璃纤维、聚苯硫醚纤维、聚苯并噁唑纤维、聚苯并咪唑纤维、聚噁二唑纤维、聚四氟乙烯纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、芳砜纶、聚酰亚胺纤维、碳纤维中的一种或两种以上的混合纤维。
优选的,所述过滤材料在250℃高温环境下处理50小时后具有85%以上的强力保持率;优选具有90%以上的强力保持率;更优选具有95%以上的强力保持率。
优选的,所述过滤材料在250℃高温环境下处理2小时后尺寸收缩率≤2.5%;优选尺寸收缩率≤2%,更优选尺寸收缩率≤1.5%。
优选的,所述过滤材料经VDI测试后,其在1000Pa定压喷吹2小时情况下清洁气体浓度为0.5mg/m3以下。
优选的,所述过滤材料经VDI测试后,其在稳定阶段运行30个周期的时间为150s以上。
本发明还涉及一种过滤材料的制备方法,其包括采用针刺的方式加固所述过滤材料,所述针刺为斜刺,即加工针板与纤维层之间以小于90°的倾斜角刺入纤维层中。
优选的,所述斜刺的倾斜角大于等于45°小于90°;更优选为45°到80°。
优选的,本发明制备过滤材料的方法,包括利用斜刺工艺加固过滤材料中迎尘层和耐高温支撑层、迎尘层和基布、耐高温支撑层和基布、或迎尘层和耐高温支撑层和基布。
本发明还涉及一种过滤装置,其包含本发明所述的过滤材料。
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耐高温过滤材料及其制备方法,以及包含了所述过滤材料的过滤装置。
聚酰亚胺纤维(A)
由于本发明的聚酰亚胺纤维作为耐热性过滤材料的原料,例如用于焚烧炉内的集尘设备的袋滤器,由于有时焚烧炉的集尘装置内的温度达到接近300℃,因此,有时暴露于300℃的高温。此时,若耐热性纤维的收缩大时,产生过滤器粘在固定袋滤器的笼中而无法取下的问题。因此,优选将聚酰亚胺纤维在300℃下的热收缩率控制在3.0%以下。
本发明的聚酰亚胺纤维优选采用异型截面的聚酰亚胺纤维,例如奥地利evonik公司生产的具有异形截面的聚酰亚胺纤维产品P84,具有异型横截面的聚酰亚胺纤维能够在同样的纺织产品中提供更高的比表面积,即提供更多的“低速”区域,增加在纤维上捕集粒子的概率,从而使滤袋在整个使用期周期内具有较高的过滤效率和较低的排放。
本发明的聚酰亚胺的制备按照本领域的常规方法制备,例如可以是通过将聚酰胺酸进行酰亚胺化而得到的,所述聚酰胺酸是使选自均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四甲酸二酐中的一种以上的酸二酐和选自4,4’-二氨基二苯醚、3,4-二氨基二苯醚、对苯二胺中的一种以上的二胺进行反应而得到的。将聚酰亚胺通过干法纺丝或湿法纺丝得到聚酰亚胺纤维。
含砜基的芳香族聚合物纤维(B)
本发明所述含有砜基的芳香族聚合物纤维(B)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聚合物纤维(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。
本发明所述的含有砜基的芳香族聚合物纤维(A)具有4CN/dtex以上的强度,优选4.5CN/dtex以上,更优选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聚合物纤维的单纤维纤度,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(C)
本发明所采用的耐高温纤维(C),是指在180℃的高温环境下处理24h后具有80%以上的强度保持率,和90%以上的伸长保持率,优选具有85%以上的强度保持率,和95%以上的伸长保持率的有机聚合物纤维。所述耐高温纤维(C)可以优选的选自玻璃纤维、聚苯硫醚纤维、聚苯并噁唑纤维、聚苯并咪唑纤维、聚噁二唑纤维、聚四氟乙烯纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、芳砜纶中的一种或两种以上的混合物。
本发明的所述的耐高温纤维(C),也可另外特别地包括除了成纤聚合物材料的一种或多种聚合物外的任何添加剂,包括但不限于选自下列的成分:热稳定剂、抗静电剂、增量剂、有机和/或无机颜料如TiO2、碳黑、吸酸剂,如MgO、稳定剂、金属氧化物和金属硫化物如氧化锌和硫化锌、金属羧酸盐如碱土和过渡金属硬脂酸盐、抗氧化剂、阻燃剂、抑烟剂、颗粒充填剂、和成核剂如滑石粉、云母、二氧化钛、高岭土,及其共混物。所述的常规成分的重量,基于纤维总的重量,有利地范围为0-20%,优选0-10%且更优选0-5%。
无纺织物
本发明的无纺织物为含有聚酰亚胺纤维(A)和含砜基的芳香族聚合物纤维(B)的纤维混合物形成的无纺织物。所述含有砜基的芳香族聚合物纤维(B)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,所述聚酰亚胺纤维(A)和含砜基的芳香族聚合物纤维(B)重量比为10-60:90-40,更优选为20-50:80-50;最优选为30-40:70-60。
优选的,所述聚酰亚胺纤维(A)为异型截面。优选的,所述聚酰亚胺纤维(A)在300℃下的热收缩率在3.0%以下。
在一些实施方式中,所述无纺织物中还可以含有耐高温纤维(C)。优选的,所述耐高温纤维(C)在180℃的高温环境下处理24h后具有80%以上的强度保持率,优选具有85%以上的强度保持率。所述耐高温纤维(C)可以选自例如玻璃纤维、聚苯硫醚纤维、聚苯并噁唑纤维、聚苯并咪唑纤维、聚噁二唑纤维、聚四氟乙烯纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、芳砜纶中的一种或两种以上的混合物。更优选的,所述芳香族聚酰胺纤维为间位芳香族聚酰胺纤 维。当所述无纺织物中含有芳香族聚酰胺纤维是,芳香族聚酰胺纤维的重量百分比为0-40%;优选为0-20%。
优选的,所述无纺织物用作过滤材料。所述无纺织物在250℃高温环境下处理50小时后具有85%以上的强力保持率;优选具有90%以上的强力保持率;更优选具有95%以上的强力保持率。所述无纺织物在250℃高温环境下处理2小时后尺寸收缩率≤2.5%;优选尺寸收缩率≤2%,更优选尺寸收缩率≤1.5%。所述无纺织物经VDI测试后,其在1000Pa定压喷吹2小时情况下清洁气体浓度为0.5mg/m3以下;优选的,所述无纺织物经VDI测试后,其在稳定阶段运行30个周期的时间为150s以上。
迎尘层
迎尘面和耐高温支撑面的组合形成了本发明过滤材料的面层。所谓过滤材料的面层表示在表面过滤用过滤材料中,包含粉尘的空气最初和过滤材料接触的面。即,表示在过滤材料表面捕集粉尘而形成粉尘层的面。
本发明的迎尘层包含聚酰亚胺纤维(A)。优选为100%的聚酰亚胺纤维。优选为采用聚酰亚胺纤维制成的无纺织物。采用聚酰亚胺纤维作为本发明的迎尘层的过滤材料能够得到耐热性、耐化学药品性和耐水解性优良的过滤材料,比采用常规芳纶、芳砜纶产品作为迎尘层的过滤材料的过滤效率提高约50%。
在一些实施方式中,所述迎尘层中还含有耐高温纤维(C)。优选的,所述耐高温纤维(C)在180℃的高温环境下处理24h后具有80%以上的强度保持率,和90%以上的伸长保持率,优选具有85%以上的强度保持率,和95%以上的伸长保持率。优选的,所述耐高温纤维(C)选自玻璃纤维、聚苯硫醚纤维、聚苯并噁唑纤维、聚苯并咪唑纤维、聚噁二唑纤维、聚四氟乙烯纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、芳砜纶中的一种或两种以上的混合物。更优选的,所述芳香族聚酰胺纤维为间位芳香族聚酰胺纤维。优选的,所述迎尘层中芳香族聚酰胺纤维的重量百分比为0-40%;优选为0-20%。
耐高温支撑层 
本发明过滤材料的耐高温支撑层,采用含砜基的芳香族聚合物纤维(B)作为原料,能够起到降低压力损失的角度和增加过滤材料的耐磨性的作用。
在一些实施方式中,所述耐高温支撑层中还含有耐高温纤维(C)。优选的, 所述耐高温纤维(C)在180℃的高温环境下处理24h后具有80%以上的强度保持率,和90%以上的伸长保持率,优选具有85%以上的强度保持率,和95%以上的伸长保持率。优选的,所述耐高温纤维(C)选自玻璃纤维、聚苯硫醚纤维、聚苯并噁唑纤维、聚苯并咪唑纤维、聚噁二唑纤维、聚四氟乙烯纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、芳砜纶中的一种或两种以上的混合物。更优选的,所述芳香族聚酰胺纤维为间位芳香族聚酰胺纤维。优选的,所述耐高温支撑层中芳香族聚酰胺纤维的重量百分比为0-40%;优选为0-20%。
在本发明的面层中,迎尘层和耐高温支撑层重量比为10-60:90-40;优选的,重量比为20-50:80-50;更优选为30-40:70-60。
基布
基布在过滤材料中主要是起支撑的作用,对过滤除尘起辅助作用。优选的,所述基布为纯纺织物,纯纺交织织物或混纺织物。作为形成本发明基布的原材料选自耐高温纤维,例如选自玻璃纤维、聚苯硫醚纤维、聚苯并噁唑纤维、聚苯并咪唑纤维、聚噁二唑纤维、聚四氟乙烯纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、芳砜纶、聚酰亚胺纤维、碳纤维中的一种或两种以上的混合物。
本发明所述的“纯纺织物”指构成织物的原料都采用同一种纤维的织物。本发明中的基布为纯纺织物时,可以是含有100%聚酰亚胺纤维(A)的纯纺织物、含有100%含砜基的芳香族聚合物纤维(B)的纯纺织物、含有100%玻璃纤维的纯纺织物、含有100%聚苯硫醚纤维的纯纺织物、含有100%聚苯并噁唑纤维的纯纺织物、含有100%聚苯并咪唑纤维的纯纺织物、含有100%聚噁二唑纤维的纯纺织物、含有100%聚四氟乙烯纤维的纯纺织物、含有100%对位芳香族聚酰胺纤维的纯纺织物、含有100%间位芳香族聚酰胺纤维的纯纺织物、含有100%芳砜纶的纯纺织物、含有100%聚酰亚胺纤维的纯纺织物、含有100%碳纤维的纯纺织物。
本发明所述的“纯纺交织织物”指构成织物的两个方向系统(例如经纱和纬纱)的原料分别采用含有不同纤维的纱线,构成所述纱线的原料采用同一种纤维。本发明中的基布为纯纺交织织物时,可以是例如含有100%聚酰亚胺纤维(A)的纱线、含有100%含砜基的芳香族聚合物纤维(B)的纱线、含有100%玻璃纤维的纱线、含有100%聚苯硫醚纤维的纱线、含有100%聚苯并噁唑纤维的纱线、含有100%聚苯并咪唑纤维的纱线、含有100%聚噁二唑纤维的纱线、含有100%聚四氟 乙烯纤维的纱线、含有100%对位芳香族聚酰胺纤维的纱线、含有100%间位芳香族聚酰胺纤维的纱线、含有100%芳砜纶的纱线,含有100%聚酰亚胺纤维的纱线、含有100%碳纤维的纱线,两两交织形成的织物。
本发明所述的“混纺织物”是指采用两种或两种以上不同种类纤维混纺成纱线进而织成的织物。本发明中的基布为混纺织物时,可以是玻璃纤维、聚苯硫醚纤维、聚苯并噁唑纤维、聚苯并咪唑纤维、聚噁二唑纤维、聚四氟乙烯纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、芳砜纶、聚酰亚胺纤维、碳纤维中的一种或两种以上纤维混合制成纱线,所述纱线进而制成织物,所述织物的纱线可以是相同的,也可以使不同的。
本发明过滤材料的基布,作为一般的构造,有平纹组织、双层组织、三层组织、抖纹组织、缎纹组织等。特别是低成本、广泛使用的平纹织物能得到满意的性能,因此优选。
在本发明的一些实施方式中,基布也可以包含本发明所述的含砜基的芳香族聚合物纤维(B),并且采用上述的制造纺织制得。
过滤材料
本发明的过滤材料是用于高温烟气除尘的过滤材料,高温烟气的环境是温度高、具有化学腐蚀性,同时烟气中的粉尘浓度高等特点,因此过滤材料必须要有一定的强度来满足高温烟气的环境。另外过滤材料在使用过程中必须克服自身的重力和附载粉尘的重力,以及清灰时压缩空气对过滤材料的冲击力。并且由于其长时间处于高温烟气环境下工作,本发明的过滤材料优选在250℃高温环境下处理200小时后具有85%以上的强力保持率;优选具有90%以上的强力保持率;更优选具有95%以上的强力保持率。优选的,所述过滤材料在250℃高温环境下处理2小时后尺寸收缩率≤2.5%;优选尺寸收缩率≤2%,更优选尺寸收缩率≤1.5%。优选的,所述过滤材料经VDI测试后,其在1000Pa定压喷吹2小时情况下清洁气体浓度为0.5mg/m3以下;优选的,所述过滤材料经VDI测试后,其在稳定阶段运行30个周期的时间为150s以上。
本发明的过滤材料的面层结构,采用均匀混合双面等重量结构,即采用纤维均匀混合工艺,使滤料面层纤维达到均匀混合的状态,并将面层纤维平均分配到滤料基布两侧,使基布两侧的面层纤维具有相同的设计重量。
本发明的过滤材料采用梯形层状结构,即是指过滤材料的结构中含有2层及以上的,多种不同材料或组织结构的纤维层(包括纯纺、混纺的机织层和无纺层),各层逐个叠加,并通过物理或化学作用,使各层紧密连接形成一个整体。每层结构中的材料、结构、比例、重量等一个或几个因素不完全相同。
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。
本发明的过滤材料制作方面,作为制作纤维网的方法,可以使用常规方式,分别使制作迎尘层的纤维和制作耐高温支撑层的纤维通过梳棉机,并分别形成短纤维网,将上述分别形成的短纤维网层合交叉铺网得到多层纤维层,即形成迎尘层和耐高温支撑层,使用针刺工艺加固迎尘层、耐高温支撑层和基布之间的任意组合,例如可以利用针刺工艺加固迎尘层和耐高温支撑层、迎尘层和基布、耐高温支撑层和基布、或迎尘层和耐高温支撑层和基布。
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。
特别的,所述针刺为斜刺,即加工针板与纤维层之间以小于90°的倾斜角刺入纤维层中。优选的,所述倾斜角大于等于45°小于90°;更优选为45°到80°。本发明采用的斜刺工艺,能够提高针刺深度,在纤维面层中形成一种多维度的纤维布置,纤维在针刺方向上延伸和周围分布的空间更大,使面层纤维交缠更复杂更紧密,产品密度和强力均得到提高,透气性减小,空隙更复杂、曲折、迂回,使过滤效率提高。
过滤装置
本发明还涉及一种所述过滤材料用于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各种滤料,都测定了织物表观密度、织物厚度、织物强力(纵向断裂强力、横向断裂强力)、过滤效率、高温尺寸稳定性、高温强力保持率。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。
耐高温纤维C在180℃高温环境下处理24小时的强度保持率
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,使用XQ型电子单纤维强伸度仪测试样品处理前的拉伸强度(L1)。
样品在温度达到180℃且稳定的高温烘箱中处理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,使用XQ型电子单纤维强伸度仪测试样品处理后的拉伸强度(L2)。
将样品两边分别夹持在强力仪的上下钳口之间,参照GB 9997《化学纤维单纤维断裂强力和断裂伸长的测定》标准方法,对样品进行拉伸,获得样品拉伸强度。
拉伸强度保持率(%)=处理后的拉伸强度(L2)/处理前的拉伸强度(L1)*100%
VDI(洁净空气含尘量、清灰周期)
本测试依据VDI 3926标准,在一定温度条件下,采用Pural NF氧化铝粉尘进行测试。测试流程依据VDI 3926标准进行,包括:1)1000Pa条件下洁净空气30周期测试;2)5s一周期的老化循环10000次;3)10周期稳定试验;4)30周期,1000Pa条件下洁净空气测试且不低于2小时;5)1800Pa条件下清洁空气测试1小时测试。
测试条件包括:清洁箱压力:0.5MPa;阀门打开时间:60ms;温度:按设计条件设定;粉尘浓度:5g/m3;A/C比值:2m/min;测试粉尘为Pural NF(Al2O3),粒度分布:100%<90μm、98%<45μm、90%<25μm、50%<4μm、10%<1μm。
测试数据包括:清洁周期的持续时间变化(在控制压降条件下的2个清洁脉冲时间间隔);压力降的变化;一个清洁周期中压力降的变化;滤料中粉尘积聚情况;洁净空气中粉尘含量。
将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。依据VDI 3926标准在相应设备上进行测试,测试结果将逐一记录。
织物强力(纵向断裂强力、横向断裂强力)
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,使用HD026N+型电子织物强力仪进行测试,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。
无纺织物以及过滤材料在250℃高温环境下处理2小时后的尺寸收缩率
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250℃*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(100-A1)/100*100%
纵向尺寸收缩率(%)=处理后的横向尺寸(100-A2)/100*100%
无纺织物以及过滤材料在250℃高温环境下处理200小时后的强力保持率
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拉伸强力(L1)。
样品250℃*200h的高温处理后。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力(T1)、横向拉伸强力(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,获得样品拉伸强力。
拉伸强力保持率(%)=处理后的拉伸强力(L2)/处理前的拉伸强力(L1)*100%
实施例1
以10%P84纤维作为迎尘层加强纤维,90%一种含有砜基的芳香族聚合物纤维作为耐高温支撑层及迎尘层基础纤维,先将以上纤维分别经过FA106A开棉机开松,并将一种含有砜基的芳香族聚合物纤维按照设计重量在梳棉机上梳理成网,经交叉卷绕设备使一种含有砜基的芳香族聚合物纤维网转变为两个交叉层叠的多层纤维层,其中支撑层约215gsm,迎尘层基础纤维约160gsm,以120gsm100%PTFE机织物作为基布,采用常规针板加工形成495gsm的含基布无纺织物,再以P84纤维层作为迎尘层加强纤维,与上述无纺毡以1200针/m2的针刺密度进行复合加工,形成“梯形层状结构”过滤材料,产品经过轧光、烧毛、 浸渍后形成过滤材料成品。
砜基的芳香族聚合物纤维砜基的芳香族聚合物纤维砜基的芳香族聚合物纤维实施例2
以15%P84纤维作为迎尘层加强纤维,45%一种含有砜基的芳香族聚合物纤维及40%聚噁二唑纤维的混合物作为耐高温支撑层及迎尘层基础纤维,先将含有砜基的芳香族聚合物纤维与聚噁二唑纤维纤维经过FA106A开棉机均匀混合并开松,再按照设计重量在梳棉机上梳理成均匀的纤维网,经交叉卷绕设备使一种含有砜基的芳香族聚合物纤维网转变为两个交叉层叠的多层纤维层,其中支撑层一面约215gsm,迎尘层一面约135gsm,以120gsm100%PTFE机织物作为基布,采用针板与纤维层45°夹角进行针刺加工形成470gsm的含基布无纺织物,再以P84纤维层作为迎尘层加强纤维层,与上述无纺毡以1200针/m2的针刺密度进行复合加工,形成“梯形层状结构”过滤材料,产品经过轧光、烧毛、浸渍后形成过滤材料成品。
实施例3
以20%P84纤维,70%一种含有砜基的芳香族聚合物纤维,10%芳纶1313纤维,将一种含有砜基的芳香族聚合物纤维与芳纶1313纤维纤维均匀混合,经过FA106A开棉机开松,梳棉机梳理成网后,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120gsm100%PTFE机织物作为基布砜基的芳香族聚合物纤维,进行预针刺复合加工,形成440gsm含基布的无纺织物,再将P84纤维进行梳理,梳理均匀的纤维层作为迎尘层加强纤维,与上述无纺织物以1000针/m2的针刺密度,常规针板进行复合针刺加工,形成“梯形层状结构”过滤材料,产品经过轧光、烧毛、浸渍后形成过滤材料成品。
实施例4
以30%P84纤维,50%一种含有砜基的芳香族聚合物纤维,20%PTFE纤维均匀混合,将一种含有砜基的芳香族聚合物纤维与芳纶1313纤维纤维均匀混合,经过FA106A开棉机开松,梳棉机梳理成网后,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120gsm、100%PTFE纤维机织物作为基布,进行预针刺复合加工,形成440gsm含基布的无纺织物,再将P84纤维进行梳理,梳理均匀的纤维层作为迎尘层,与上述无纺织物以1000针/m2的针刺密度、80°的针 刺夹角进行复合针刺加工,形成“梯形层状结构”过滤材料,产品经过轧光、烧毛、浸渍后形成过滤材料成品。
实施例5
以50%P84纤维作为迎尘层纤维,50%一种含有砜基的芳香族聚合物纤维作为耐高温支撑层纤维,分别经过FA106A开棉机开松,梳棉机梳理成网后,分别经交叉卷绕设备使以上两种短纤维网转变为两个交叉层叠的多层纤维层,以P84纤维层作为迎尘层,一种含有砜基的芳香族聚合物纤维作为耐高温支撑层,以120gsm、100%PTFE纤维机织物作为基布,采用针板与纤维层75°夹角,800针/m2的针刺密度进行复合加工形成550gsm的“梯形层状结构”过滤材料,经过轧光、烧毛、浸渍后形成过滤材料成品。
实施例6
以50%一种含有砜基的芳香族聚合物纤维,50%P84纤维,均匀混合,经过FA106A开棉机开松,梳棉机梳理成网后,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120gsm、100%PTFE机织物作为基布,采用针板与纤维层60°夹角,1000针/m2的针刺密度进行复合加工形成的550gsm的“均匀混合双面等重量结构”过滤材料,经过轧光、烧毛、浸渍后形成过滤材料成品。
实施例7
以60%P84纤维,40%一种含有砜基的芳香族聚合物纤维,纤维均匀混合,经过FA106A开棉机开松,梳棉机梳理成网后,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120gsm、100%PTFE砜基的芳香族聚合物纤维机织物作为基布,采用针板与纤维层60°夹角,1000针/m2的针刺密度进行复合加工形成的550gsm的“均匀混合双面等重量结构”过滤材料,经过轧光、烧毛、浸渍后形成过滤材料成品。
砜基的芳香族聚合物纤维对比例1
以100%POD(聚噁二唑)纤维作为面层纤维,经过FA106A开棉机开松,梳棉机梳理成网后,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120gsm、100%PTFE纤维机织物作为基布,采用常规针板,1000针/m2的针刺密度进行复合加工形成的550gsm的过滤材料,经过轧光、烧毛、浸渍后形成过滤材料成品。
对比例2
以100%芳纶1313作为面层纤维,经过FA106A开棉机开松,梳棉机梳理成网后,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120gsm、100%PTFE纤维机织物作为基布,采用常规针板,1000针/m2的针刺密度进行复合加工形成的550gsm的过滤材料,经过轧光、烧毛、浸渍后形成过滤材料成品。
对比例3
以20%芳纶1313纤维作为迎尘层加强纤维,80%一种含有砜基的芳香族聚合物纤维作为耐高温支撑层及迎尘层基础纤维,先将以上纤维分别经过FA106A开棉机开松,并将一种含有砜基的芳香族聚合物纤维按照设计重量在梳棉机上梳理成网,经交叉卷绕设备使一种含有砜基的芳香族聚合物纤维网转变为两个交叉层叠的多层纤维层,其中支撑层约215gsm,迎尘层基础纤维约160gsm,以120gsm100%PTFE机织物作为基布,采用常规针板加工形成495gsm的含基布无纺织物,再以芳纶1313纤维层作为迎尘层加强纤维,与上述无纺毡以1200针/m2的针刺密度进行复合加工,形成“梯形层状结构”过滤材料,产品经过轧光、烧毛、浸渍后形成过滤材料成品。
表1
砜基的芳香族聚合物纤维砜基的芳香族聚合物纤维。

Claims (20)

1.一种无纺织物,所述无纺织物包含:
聚酰亚胺纤维(A);
含砜基的芳香族聚合物纤维(B),
所述含砜基的芳香族聚合物纤维(B)得自含砜基的芳香族聚合物,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,所述聚酰亚胺纤维(A)和含砜基的芳香族耐高温纤维(B)重量比为10-60:90-40,更优选为20-50:80-50;最优选为30-40:70-60。
2.根据权利要求1所述的纤维,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1-2任一项所述的纤维,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,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,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,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,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,更优选5cN/dtex以上。
8.根据权利要求1-7任一项所述的无纺织物,所述聚酰亚胺纤维(A)为异型截面;优选的,所述聚酰亚胺纤维(A)在300℃下的热收缩率在3.0%以下。
9.根据权利要求1-8任一项所述的无纺织物,所述无纺织物中还可以含有耐高温纤维(C);优选的,所述耐高温纤维(C)在180℃的高温环境下处理24h后具有80%以上的强度保持率,优选具有85%以上的强度保持率;更优选的,所述耐高温纤维(C)选自玻璃纤维、聚苯硫醚纤维、聚苯并噁唑纤维、聚苯并咪唑纤维、聚噁二唑纤维、聚四氟乙烯纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、芳砜纶中的一种或两种以上的混合物;更优选的,所述芳香族聚酰胺纤维为间位芳香族聚酰胺纤维。
10.根据权利要求1-9任一项所述的无纺织物,所述无纺织物中芳香族聚酰胺纤维的重量百分比为0-40%;优选为0-20%。
11.根据权利要求1-10任一项所述的无纺织物,所述无纺织物在250℃高温环境下处理200小时后,其强力保持率为85%以上,优选90%以上,更优选95%以上;优选的,所述无纺织物在250℃高温环境下处理2小时后,尺寸收缩率小于等于2.5%,优选小于等于2%,更优选小于等于1.5%;进一步优选的,所述无纺织物经VDI测试后,其在1000Pa定压喷吹2小时情况下清洁气体浓度为0.5mg/m3以下;最优选的,所述无纺织物经VDI测试后,其在稳定阶段运行30个周期的时间为150s以上。
12.根据权利要求1-11任一项所述的无纺织物的用途,所述无纺织物用作过滤材料。
13.一种过滤材料,所述过滤材料包含迎尘层和耐高温支撑层;
所述迎尘层包含聚酰亚胺纤维(A);
所述耐高温支撑层包含含砜基的芳香族聚合物纤维(B);
所述含砜基的芳香族聚合物纤维(B)得自含砜基的芳香族聚合物,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,所述迎尘层和耐高温支撑层重量比为10-60:90-40;更优选的,所述迎尘层和耐高温支撑层重量比为20-50:80-50;更优选为30-40:70-60。
14.根据权利要求13所述的过滤材料,所述迎尘层和/或耐高温支撑层各自独立地为无纺织物;优选的,所述迎尘层和/或耐高温支撑层各自独立地含有耐高温纤维(C);更优选的,所述耐高温纤维(C)在180℃的高温环境下处理24h后具有80%以上的强度保持率,优选具有85%以上的强度保持率;进一步优选的,所述耐高温纤维(C)选自玻璃纤维、聚苯硫醚纤维、聚苯并噁唑纤维、聚苯并咪唑纤维、聚噁二唑纤维、聚四氟乙烯纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、芳砜纶中的一种或两种以上的混合物;最优选的,所述芳香族聚酰胺纤维为间位芳香族聚酰胺纤维。
15.根据权利要求13或14所述的过滤材料,所述聚酰亚胺纤维(A)为异型截面;优选的,所述聚酰亚胺纤维(A)在300℃下的热收缩率在3.0%以下。
16.根据权利要求13-15任一项所述的过滤材料,所述迎尘层和耐高温支撑层中芳香族聚酰胺纤维的重量百分比为0-40%;优选为0-20%。
17.根据权利要求13-16任一项所述的过滤材料,所述过滤材料还包括基布;优选的,所述基布中含有选自玻璃纤维、聚苯硫醚纤维、聚苯并噁唑纤维、聚苯并咪唑纤维、聚噁二唑纤维、聚四氟乙烯纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、间位芳香族聚酰胺纤维、芳砜纶、聚酰亚胺纤维、碳纤维中的一种或两种以上的混合纤维。
18.根据权利要求13-17任一项所述的过滤材料,所述过滤材料在250℃高温环境下处理50小时后,其强力保持率为85%以上,优选90%以上,更优选95%以上;优选的,所述过滤材料在250℃高温环境下处理2小时后,尺寸收缩率小于等于2.5%,优选小于等于2%,更优选小于等于1.5%;进一步优选的,所述过滤材料经VDI测试后,其在1000Pa定压喷吹2小时情况下清洁气体浓度为0.5mg/m3 以下;最优选的,所述过滤材料经VDI测试后,其在稳定阶段运行30个周期的时间为150s以上。
19.一种权利要求13-18任一项所述的过滤材料的制备方法,其包括采用针刺的方式加固所述过滤材料,所述针刺为斜刺,即加工针板与纤维层之间以小于90°的倾斜角刺入纤维层中;优选的,所述斜刺的倾斜角大于等于45°小于90°;更优选为45°到80°。
20.一种过滤装置,其包含权利要求13-18任一项所述的过滤材料。
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