CN104785017B - 一种耐高温滤料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐高温滤料、包含所述耐高温滤料的装置及上述制品的制造方法。本发明涉及一种耐高温过滤材料，所述耐高温过滤材料由四层织物复合而成，依次为：迎尘层A、迎尘层B、补强织物、非迎尘层；所述迎尘层A得自100％的有机耐高温纤维，克重为100gsm；所述迎尘层B和非迎尘层均由有机耐高温纤维和无机耐高温纤维组成；所述补强织物得自有机耐高温纤维；所述迎尘层B中有机耐高温纤维的含量为30wt％，无机耐高温纤维的含量为70wt％，克重为80-120gsm；所述非迎尘层中有机耐高温纤维的含量为30wt％，无机耐高温纤维的含量为70wt％，克重为300gsm。本发明通过对产品结构、成分比例及加工工艺的研究，优化设计了新的产品方案，使产品获得更优良的使用性能。

Description

一种耐高温滤料及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种耐高温滤料、包含所述耐高温滤料的装置及上述制品的制造方法。

背景技术

在钢铁、水泥等工业生产过程中，各道工序都会产生大量的烟尘气体，这些气体中包括CO2、SO2、氮氧化物、各种金属化合物以及被气流带出的少量原材料及燃烧后的多种粉尘颗粒等物质，这些物质若直接排放到大气环境中，一方面会造成自然环境的污染，影响工厂周边居民的生活甚至引发疾病和生态等问题；另一方面，直接排放掉可以回收再利用的粉尘，也不利于工业生产中成本的控制。在当前环保要求越来越高的情况下，钢铁、水泥等工业企业为了达到更高的过滤效率，已开始从湿法除尘和电除尘逐步转向除尘效率、一次性及长期投资费用、设备要求和性能等方面均更优良的袋式除尘。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是否能够高效、稳定可靠、长时间地良好运行。

在高温滤料市场中，耐高温化学纤维与玻璃纤维混纺针刺滤料被称为“氟美斯”，被广泛应用于水泥、钢铁等高温烟气过滤领域。该产品以其良好的工况适应性和较高的性价比，获得了市场的认可和欢迎。但是，由于产品结构及加工工艺的影响，传统的“氟美斯”产品耐磨性、耐弯折性及过滤精度都不太理想，影响了材料的过滤性能和耐久性能。本发明通过对产品结构、成分比例及加工工艺的研究，优化设计了新的产品方案，使产品获得更优良的使用性能。

发明内容

本发明涉及一种耐高温过滤材料，所述耐高温过滤材料由四层织物复合而成，依次为：迎尘层A、迎尘层B、补强织物、非迎尘层；

所述迎尘层A得自100％的有机耐高温纤维，克重为100gsm；

所述迎尘层B和非迎尘层均由有机耐高温纤维和无机耐高温纤维组成；

所述补强织物得自有机耐高温纤维；

所述迎尘层B中有机耐高温纤维的含量为30wt％，无机耐高温纤维的含量为70wt％，克重为80-120gsm；

所述非迎尘层中有机耐高温纤维的含量为30wt％，无机耐高温纤维的含量为70wt％，克重为300gsm；

所述有机耐高温纤维选自含砜基的芳香族聚酰胺纤维、对位芳纶纤维、间位芳纶纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、聚酰胺-酰亚胺纤维、芳砜纶、聚噁二唑、聚四氟乙烯纤维；

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；

所述迎尘层A、迎尘层B、补强织物、非迎尘层采用针刺方法复合加固，针刺密度为1000±100次/cm2；

所述过滤材料在26℃下，采用750g加重砝码280目砂轮对样品进行耐磨性测试，以将滤料磨到基布整圈裸漏为止，摩擦次数在600次以上；

所述过滤材料在26℃下，将滤料以180°幅度弯折15万次，测试滤料弯折后的横向拉伸强力保持率大于95％；

所述过滤材料在26℃下，将滤料以180°幅度弯折15万次，测试滤料弯折后的纵向拉伸强力保持率大于95％。

在另一些实施方式中，本发明还涉及一种制备上述耐高温滤料的方法，所述方法包括如下步骤：

(i)将100％的耐高温纤维形成短纤维网，克重为100gsm，用作耐高温过滤材料的迎尘层A；

(ii)将30wt％的有机耐高温纤维与70wt％的无机耐高温纤维混合形成短纤维网，克重为80-120gsm，用作耐高温滤料的迎尘层B；

(iii)将30wt％的有机耐高温纤维与70wt％的无机耐高温纤维混合形成短纤维网，克重为300gsm，用作耐高温滤料的非迎尘层；

(iv)将100％的有机耐高温纤维形成织物，用作耐高温滤料的补强织物；

(v)以步骤(i)-(iv)中的迎尘层A、迎尘层B、补强织物和非迎尘层按顺序贴合形成多层材料，以引导棍使上述多层材料主动传导、同步放卷，形成多层纤维网加固成型；

(vi)将加固成型的材料经烧毛、轧光、PTFE浸渍烘干等，即过滤材料；

(vii)烧毛、压光、浸渍；

所述加固成型的方式先进行为预针刺或预水刺，再进行针刺或水刺的方法加固；

在另一些实施方式中，本发明涉及一种包含上述滤料的过滤装置。

附图说明

图1为本发明耐高温滤料的层状结构图。

具体实施方式

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中各种滤料，都测定了滤料基重、滤料厚度、纤维直径、耐热性、过滤效率、透气量、耐喷吹次数和剥离力。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。

耐磨性测试

原始试样置于环境温度为26℃，相对湿度为65％的实验室中24小时，采用750g加重砝码、280目砂轮对样品进行耐磨性测试，以将滤料磨到基布整圈裸漏为止，记录摩擦次数。

耐弯折性测试

原始试样在环境温度为26℃，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，并使用电子织物强力仪测定样品处理前的纵向拉伸强力(L1)、横向拉伸强力(L2)。

领取放置后裁剪好的样品以180°幅度弯折15万次，测试滤料弯折后的纵向拉伸强力(T1)、横向拉伸强力(T2)。

纵向拉伸强度保持率(％)＝处理后的拉伸强力(T1)/处理前的拉伸强力(L1)*100％

横向拉伸强度保持率(％)＝处理后的拉伸强力(T2)/处理前的拉伸强力(L2)*100％

实施例1

以30％芳砜纶纤维、70％玻璃纤维的混合物作为耐高温非迎尘层及迎尘层支撑层纤维。先将芳砜纶纤维与玻璃纤维投入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，经交叉卷绕设备使上述混合纤维网转变为两个交叉层叠的多层纤维层，其中非迎尘层一面约200gsm，迎尘层支撑层约100gsm，以420gsm的100％无碱玻璃纤维，密度为(120*80)/10cm的基布，与上述混合纤维网进行复合预针刺加固，再梳理加工克重为100gsm芳砜纶纤维层做为迎尘层加强纤维,进行预针刺加固。上述预针刺加固后的纤维结构经引导棍装置共同喂入主针刺设备，采用主动传动方式，使上述两结构保持相同速度同步放卷，保证各层结构在主针刺过程中不产生意外拉伸变形。主针刺设备采用1100针/cm2的针刺速度进行复合加工。复合后，产品经800℃、12m/min的烧毛温度、速度进行烧毛处理，处理后采用0压力，经过冷压辊完成迅速冷却。处理后的材料经过与250℃的耐高温粘合剂混合的PTFE乳液浸渍，烘干形成过滤材料成品。

实施例2

以30％芳砜纶纤维、70％无碱玻璃纤维的混合物作为耐高温非迎尘层及迎尘层支撑层纤维。先将芳砜纶纤维与无碱玻璃纤维投入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，经交叉卷绕设备使上述混合纤维网转变为两个交叉层叠的多层纤维层，其中非迎尘层一面约200gsm，迎尘层支撑层约100gsm，以420gsm的100％无碱玻璃纤维，密度为(120*80)/10cm的基布，与上述混合纤维网进行复合预针刺加固，再梳理加工克重为100gsm芳砜纶纤维层做为迎尘层加强纤维,进行预针刺加固。上述预针刺加固后的纤维结构经引导棍装置共同喂入主针刺设备，采用主动传动方式，使上述两结构保持相同速度同步放卷，保证各层结构在主针刺过程中不产生意外拉伸变形。主针刺设备采用900针/cm2的针刺速度进行复合加工。复合后，产品经900℃、6m/min的烧毛温度、速度进行烧毛处理，处理后采用零压力，经过冷水辊完成迅速冷却。处理后的材料经过与250℃的耐高温粘合剂混合的PTFE乳液浸渍，烘干形成过滤材料成品。

对比例1

以30％芳砜纶耐高温纤维，70％玻璃纤维，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420gsm的100％玻璃纤维，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550针/m2的主针刺密度进行单面针刺，制得820gsm的过滤毡。上述过滤毡经过PTFE乳液浸渍后形成过滤材料成品。

对比例2

以30％芳纶1313纤维，70％玻璃纤维，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420gsm的100％玻璃纤维，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550针/m2的主针刺密度进行单面针刺，制得820gsm的过滤毡。上述过滤毡经过PTFE乳液浸渍后形成过滤材料成品。

表1实验数据

Claims (3)

1.一种耐高温过滤材料，所述耐高温过滤材料由四层织物复合而成，依次为：迎尘层A、迎尘层B、补强织物、非迎尘层；

所述迎尘层A得自100％的有机耐高温纤维，克重为100gsm；

所述迎尘层B和非迎尘层均由有机耐高温纤维和无机耐高温纤维组成；

所述补强织物得自有机耐高温纤维；

所述迎尘层B中有机耐高温纤维的含量为30wt％，无机耐高温纤维的含量为70wt％，克重为80-120gsm；

所述非迎尘层中有机耐高温纤维的含量为30wt％，无机耐高温纤维的含量为70wt％，克重为300gsm；

所述有机耐高温纤维选自含砜基的芳香族聚酰胺纤维、对位芳纶纤维、间位芳纶纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、聚酰胺-酰亚胺纤维、芳砜纶、聚噁二唑、聚四氟乙烯纤维；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、二氧化钛纤维纤维中的一种或多种；

所述迎尘层A、迎尘层B、补强织物、非迎尘层采用针刺方法复合加固，针刺密度为1000±100次/cm²；

所述过滤材料在26℃下，采用750g加重砝码280目砂轮对样品进行耐磨性测试，以将滤料磨到基布整圈裸漏为止，摩擦次数在600次以上；

所述过滤材料在26℃下，将滤料以180°幅度弯折15万次，测试滤料弯折后的横向拉伸强力保持率大于95％；

所述过滤材料在26℃下，将滤料以180°幅度弯折15万次，测试滤料弯折后的纵向拉伸强力保持率大于95％。

2.一种制备如权利要求1所述耐高温过滤材料的方法，所述方法包括如下步骤：

(i)将100％的耐高温纤维形成短纤维网，克重为100gsm，用作耐高温过滤材料的迎尘层A；

(ii)将30wt％的有机耐高温纤维与70wt％的无机耐高温纤维混合形成短纤维网，克重为80-120gsm，用作耐高温滤料的迎尘层B；

(iii)将30wt％的有机耐高温纤维与70wt％的无机耐高温纤维混合形成短纤维网，克重为300gsm，用作耐高温滤料的非迎尘层；

(iv)将100％的有机耐高温纤维形成织物，用作耐高温滤料的补强织物；

(v)以步骤(i)-(iv)中的迎尘层A、迎尘层B、补强织物和非迎尘层按顺序贴合形成多层材料，以引导棍使上述多层材料主动传导、同步放卷，形成多层纤维网加固成型；

(vi)将加固成型的材料经烧毛、轧光、PTFE浸渍烘干，即得过滤材料；

所述加固成型的方式为先进行预针刺或预水刺，再进行针刺或水刺的方法加固。

3.一种包含如权利要求1所述耐高温过滤材料的过滤装置。