CN104801112A - 耐高温聚芳恶二唑无纺滤料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐高温聚芳恶二唑无纺滤料及其制备方法，所述耐高温聚芳恶二唑无纺滤料由下述重量百分比的组分共混而成：聚芳恶二唑纤维20-70%；其他耐热纤维30-80%。本发明的耐高温聚芳恶二唑无纺滤料，在原有耐热纤维材料基础上进一步混纺加入聚芳恶二唑纤维，在保证过滤效率的前提下，进一部提高过滤毡在长期高温环境中的连续安全使用性能。特别地，采用本发明制成的过滤毡及过滤袋，相对于现有技术的耐高温过滤材料，性价比更具优势。

Description

耐高温聚芳恶二唑无纺滤料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种过滤材料及其制备方法，尤其涉及一种耐高温聚芳恶二唑无纺滤料及其制备方法。

背景技术

耐热纤维，通常包括聚苯砜对苯二甲酰胺纤维、间位芳纶纤维、聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维和聚苯硫醚纤维。

聚苯砜对苯二甲酰胺纤维，简称：PSA纤维，性能与芳纶相似，但它在抗燃和抗热氧老化上显著优于芳纶，在300℃热空气中加热100h，强力损失小于5%，极限氧指数超过33；还有良好的染色性、电绝缘、抗化学腐蚀性、抗辐射等。

间位芳纶纤维，又称：芳纶1313纤维、聚间苯二甲酰间苯二胺纤维；英文名：polyisophthaloyl metaphenylene diamine fibre；Fanglun1313。间位芳纶纤维由间苯二胺与间苯二甲酰氯缩聚后经溶液纺丝而成，其特点透气性、透湿性好，耐高温性、阻燃性，耐大多数的腐蚀。

聚四氟乙烯纤维，polytetrafluoroethylene fibre。由聚四氟乙烯为原料，经纺丝或制成薄膜后切割或原纤化而制得的一种合成纤维聚四氟乙烯纤维强度17.7～18.5cN/dtex,延伸率25%～50%。在其分子结构中,氟原子体积较氢原子大，氟碳键的结合力也强，起了保护整个碳-碳主链的作用，使聚四氟乙烯纤维化学稳定性极好，耐腐蚀性优于其他合成纤维品种；纤维表面有蜡感，摩擦系数小；实际使用温度120～180℃；还具有较好的耐气候性和抗挠曲性,但染色性与导热性差，耐磨性也不好，热膨胀系数大，易产生静电。聚四氟乙烯纤维主要用作高温粉尘滤袋、耐强腐蚀性的过滤气体或液体的滤材、泵和阀的填料、密封带、自润滑轴承、制碱用全氟离子交换膜的增强材料以及火箭发射台的苫布等。

聚酰亚胺纤维，又称P84纤维，是一种耐高温的非热塑性的合成纤维。它是一种三叶瓣形的纤维，由于其单纤维增加了表面积，提供了一种能有效捕集颗粒的介质，因此P84是最有效的过滤合成纤维之一。该纤维能连续暴露在240℃的使用环境中，但不耐水解，也不耐酸碱腐蚀。

聚苯硫醚纤维，英文名称：polyphenylene sulfide fibre，一种新型特种塑料纤维。国外商品名称赖顿（Ryton）。由聚苯硫醚树脂（PPS）采用常规的熔融纺丝方法，然后在高温下进行后拉伸、卷曲和切断制得。其短纤维性能：强度2.65～3.08厘牛/分特、伸长率25%～35%，熔点285℃，具有优异的热稳定性和阻燃性，氧指数值34～35，200℃时强度保持率为60%，断裂伸长无变化；耐化学性仅次于聚四氟乙烯（PTFE）纤维；有较好的纺织加工性能。制品主要用于高温烟道气和特殊热介质的过滤，造纸工业的干燥带以及电缆包胶层和防火织物等，其织布可以制作高级消防服装。

钢铁、沥青、水泥、冶金等行业工业废气大部分为温度较高的含尘气体，过滤这些含尘气体所需要的材料不仅需能够耐高温，还需要有更好的过滤效率来满足日益严格的粉尘排放标准，同时性价比突出的过滤材料会更佳受到终端用户的青睐。

现有技术中，通常仅仅采用单一的耐热纤维，如聚苯砜对苯二甲酰胺纤维、间位芳纶纤维、聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维和聚苯硫醚纤维，进行制备无纺过滤材料。

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提供一种耐高温聚芳恶二唑无纺滤料。

本发明所要解决的技术问题之二提供一种耐高温聚芳恶二唑无纺滤料的制备方法。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种耐高温聚芳恶二唑无纺滤料，由下述重量百分比的组分共混而成：聚芳恶二唑纤维20-70%；其他耐热纤维30-80%。

所述其他耐热纤维选自聚苯砜对苯二甲酰胺纤维、间位芳纶纤维、聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维和聚苯硫醚纤维中的一种或其混合物。

本发明还提供了一种耐高温聚芳恶二唑无纺滤料的方法，包含以下步骤：

（1）将所述的聚芳恶二唑纤维和耐热纤维开松，然后把开松后的纤维制成均匀的混合物；

（2）使用标准梳理和交叉卷绕设备，将这些纤维转变成交叉错叠的细毡；

（3）在标准针刺机或水刺机上将细毡粗缝或微微加固，将两片以上的细毡合并，并且在两面上针刺。

所述聚芳恶二唑纤维，英文名称：Poly-1,3,4-oxadiazole，简称POD，是一种具备良好热稳定性、化学稳定性、电绝缘性等的耐高温芳杂环高分子材料。

具有低火焰收缩性，能够为短纤纱提供额外的热稳定性，聚芳恶二唑纤维是指由包含恶二唑单元的聚合物构成的纤维。制备聚芳恶二唑纤维的方法可以参见美国授权专利4202962，商品名为宝德纶。

通过分子结构设计，在传统POD分子结构中引入具有成环调节和阻燃功能的第三单体，优化了聚合条件和配方，得到高分子量、低粘度(≤200Pa.s)、高环化度(≥90%)、稳定性良好的纺丝溶液，实现了高浓度(≥10%)下低粘度目标，使纺丝液在较低温度(≤100℃)下能实现中低压(≤1.0MPa)、小喷丝孔径(≤0.1mm)、多喷丝孔(≥250孔.cm-2)纺丝。

通过优化第三单体的功能与配比，使宝德纶的阻燃性大幅度提高(极限氧指数LOI≥30%)，达到了阻燃改性的目的，使得宝德纶纤维既具有一般POD的性能，又具备良好的阻燃性能，成为比Oxalon更为优异的高性能纤维品种。

本发明的耐高温聚芳恶二唑无纺滤料，在原有耐热纤维材料基础上进一步混纺加入聚芳恶二唑纤维，在保证过滤效率的前提下，进一部提高过滤毡在长期高温环境中的连续安全使用性能。特别地，采用本发明制成的过滤毡及过滤袋，相对于现有技术的耐高温过滤材料，性价比更具优势。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

称取：聚芳恶二唑纤维40公斤，PSA纤维60公斤。

开松，然后把开松后的纤维制成均匀的混合物，使用标准梳理和交叉卷绕设备，将这些纤维转变成交叉错叠的细毡，在标准针刺机上将细毡粗缝，将两片细毡合并，并且在两面上针刺以制得所述过滤材料，所得过滤材料克重为500g/m²。

实施例2

称取：聚芳恶二唑纤维20公斤，间位芳纶纤维80公斤。

采用实施例1所述方法进行制备，制得本实施例的过滤材料。

实施例3

称取：聚芳恶二唑纤维70公斤，聚四氟乙烯纤维30公斤。

采用实施例1所述方法进行制备，制得本实施例的过滤材料。

实施例4

称取：聚芳恶二唑纤维40公斤，聚酰亚胺纤维60公斤。

采用实施例1所述方法进行制备，制得本实施例的过滤材料。

实施例5

称取：聚芳恶二唑纤维60公斤，聚苯硫醚纤维40公斤。

采用实施例1所述方法进行制备，制得本实施例的过滤材料。

实施例6

称取：聚芳恶二唑纤维40公斤，PSA纤维30公斤，聚酰亚胺纤维30公斤。

采用实施例1所述方法进行制备，制得本实施例的过滤材料。

本发明过滤材料具有耐高温、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700Pa，适于180℃以上高温介质过滤。

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》标准，进行粉尘剥离率测试，具体数据见下表。

表1：粉尘剥离率测试数据表

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							粉尘剥离率，%	82	86	76	84	85	87

各实施例中，再将这些纤维转变成交叉错叠的细毡后，也可以在标准水刺机上将细毡粗缝或微微加固，将两片以上的细毡合并，并且在两面上水刺以制得所述过滤材料；在将这些纤维转变成交叉错叠的细毡后，也可以在标准针刺机或水刺机上将细毡粗缝或微微加固，将这些细毡中的两片或两片以上放置在基布的上下二面，并且在两面上针刺或水刺以制得过滤材料。

上述实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (3)

1.一种耐高温聚芳恶二唑无纺滤料，其特征在于，由下述重量百分比的组分共混而成：聚芳恶二唑纤维20-70%；其他耐热纤维30-80%。

2.根据权利要求1所述的耐高温聚芳恶二唑无纺滤料，其特征在于,所述其他耐热纤维选自聚苯砜对苯二甲酰胺纤维、间位芳纶纤维、聚四氟乙烯纤维、聚酰亚胺纤维和聚苯硫醚纤维中的一种或其混合物。

3.制备权利要求1或2所述的耐高温聚芳恶二唑无纺滤料的方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）将所述的聚芳恶二唑纤维和耐热纤维开松，然后把开松后的纤维制成均匀的混合物；

（2）使用标准梳理和交叉卷绕设备，将这些纤维转变成交叉错叠的细毡；

（3）在标准针刺机或水刺机上将细毡粗缝或微微加固，将两片以上的细毡合并，并且在两面上针刺。