CN105344159A

CN105344159A - 一种超耐高温的复合过滤材料及其制备方法

Info

Publication number: CN105344159A
Application number: CN201510408633.0A
Authority: CN
Inventors: 孙志钜; 陈雪善
Original assignee: ZHEJIANG YUBANG FILTER TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG YUBANG FILTER TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2015-07-13
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2035-07-13
Also published as: CN105344159B

Abstract

本发明提供了一种超耐高温的复合过滤材料及其制备方法，属于材料技术领域。解决了现有滤材耐高温等特性不足的问题。本发明包括基布层，基布层的一侧贴覆有迎面层，另一侧贴覆有底层，基布层为长丝网格布，该长丝网格布采用玄武岩纤维编制；迎面层为迎面网格布，该迎面网格布采用轶纶短切纤维编制，底层为底面网格布，该底面网格布采用轶纶短切纤维编制，该轶纶短切纤维的重量为2.20dtex～2.24dtex,长度为60mm～68mm；基布层、迎面层及底层内均浸入浸渍剂，浸渍剂采用水性聚酰亚胺树脂复合溶液。本发明在耐高温性、耐高温水解性、高温强度保持性及耐高温氧化性等多方面具有更卓越的表现。

Description

一种超耐高温的复合过滤材料及其制备方法

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及一种用于处理有害排放物质的过滤用材，特别是一种超耐高温的复合过滤材料及其制备方法。

背景技术

环境污染已经成为影响社会经济可持续发展的重要因素，引起社会和政府的高度重视。由于环境保护要求的不断提高，政府相继出台很多要求更高、更严的大气污染物排放标准。

目前，袋式除尘技术是烟气除尘的主要手段之一，其中的过滤材料更是决定除害过滤效果的核心部件。应用市场对耐高温过滤材料性能提出了更高的要求，要求更高的耐高温、耐高湿、耐高温氧化及耐强腐蚀性，因此需要研制出更优的除害过滤技术及装置。

现行的袋式除尘滤材存在的问题如下：

1、耐高温性：现有耐高温滤材，其长期使用的工况环境温度低于300度，300度耐高温性是现行袋式除尘滤材的一个技术瓶颈。

2、耐高温水解性：很多高温烟气存在含水量大的情况，如垃圾焚烧炉，而现行的滤材高温耐水解性差，缩短了过滤袋的使用寿命。尤其是玻璃纤维基布的滤材，由于玻璃纤维耐高温水解性差，在湿度较大的高温烟气环境中使用，清灰时较易导致破损。

3、高温强度保持性：现行的滤材后处理浸渍剂主要是丙烯酸树脂，而丙烯酸树脂的长期耐高温度低于200度，在温度超过260度开始出现热分解，纤维与纤维之间、滤材迎面层、底层与基布之间的结合强度极速下降。

4、耐高温氧化性：烟气成分的结构复杂，通常含有各种腐蚀性气体，而在高温条件下，腐蚀性气体对滤材纤维的腐蚀性更强，而现行滤材纤维的耐高温腐蚀性相对较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种通过玄武岩纤维与轶纶短切纤维相配合，且将轶纶短切纤维用于迎面层和底层，并通过针刺、定型及浸渍等制备工艺，以提升滤材的耐高温、耐高湿、耐高温氧化、耐强腐蚀性能的超耐高温的复合过滤材料及其制备方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种超耐高温的复合过滤材料,包括基布层，所述基布层的一侧贴覆有迎面层，另一侧贴覆有底层，其特征在于，所述基布层为长丝网格布，该长丝网格布采用玄武岩纤维编制；所述迎面层为迎面网格布，该迎面网格布采用轶纶短切纤维编制，该迎面网格布中轶纶短切纤维的重量为2.20dtex～2.24dtex,长度为60mm～68mm；所述底层为底面网格布，该底面网格布采用轶纶短切纤维编制，该底面网格布中轶纶短切纤维的重量为2.20dtex～2.24dtex,长度为60mm～68mm；所述基布层、迎面层及底层内均浸入浸渍剂，所述浸渍剂采用水性聚酰亚胺树脂复合溶液。

本超耐高温的复合过滤材料中的基布层采用玄武岩原料，其为绿色环保材料，使得该基布层相比玻璃纤维网格布具备更高的耐高温水解性、耐折损性，以及更高的耐高温化学腐蚀性等；其中耐折损性具体指降低针刺工艺对纤维的折损程度。迎面层中轶纶短切纤维的最优重量为2.22dtex,最优长度为64mm；底层中轶纶短切纤维的最优重量为2.22dtex,最优长度为64mm。轶纶短切纤维相比PPS纤维、PTFE纤维等具有更高的耐高温性，其玻璃化温度达370度，热分解温度达570度，故能在300度～340度的高温条件下长期使用。浸渍剂以水性聚酰亚胺树脂为主要成分结构，其热分解温度达570度及以上。

在上述的超耐高温的复合过滤材料中，所述水性聚酰亚胺树脂复合溶液中包含水性聚酰亚胺树脂、有机硅油乳液及水，其中水性聚酰亚胺树脂与有机硅油乳液的固含量混合比例为1:1；加水稀释后，复合溶液中水性聚酰亚胺树脂的固含量为2％。水性聚酰亚胺树脂的型号为PIW-025；有机硅油乳液的型号为BD-257-60。

在上述的超耐高温的复合过滤材料中，所述水性聚酰亚胺树脂的固含量为25％。

在上述的超耐高温的复合过滤材料中，所述有机硅油乳液的固含量为60％。

在上述的超耐高温的复合过滤材料中，所述基布层中玄武岩纤维的重量为325dtex～335dtex,所述基布层的克重为145g/m²～155g/m²。其中玄武岩纤维的最优重量为330dtex；基布层的最优克重为150g/m²。

一种超耐高温的复合过滤材料的制备方法,具体包括以下步骤：

步骤一：将轶纶短切纤维先进行混合开松工序，以使轶纶短切纤维的重量在2.20dtex～2.24dtex的范围内；而后进行梳理工艺，以使轶纶短切纤维的长度在60mm～68mm的范围内；再进行交叉铺网工序，以形成网格布；使用制作成型的网格布作为迎面层的迎面网格布，及底层的底面网格布；

步骤二：将材料为玄武岩纤维的长丝网格布作为基布层；

步骤三：将迎面层、基布层和底层三层进行叠合，其中基布层夹放于迎面层与底层之间；

步骤四：将叠合好的三层材料先进行塑辊压实工序，而后进行预针刺工序，再进行切边工序，后续连续进行五道主针刺工序；

步骤五：使用水性聚酰亚胺树脂复合溶液作为浸渍剂，将完成上述工序的三层材料放置于浸渍剂中，直至浸渍剂完全浸透三层材料；

步骤六：将完成浸渍的三层材料放入烘干机组内进行烘干，其中设定烘干温度为300℃，烘干走速为4m/min，时间为8min，最后形成整体滤料的定型；

这里采用的烘干机组为8组，且烘干采用更加环保节能的天然气燃烧烘干。

步骤七：将完成定型的整体滤料依次进行烧毛工序、扎光工序、切割工序、卷装工序及缝袋工序，最终形成袋式除尘机内的滤材部件。

在上述的复合过滤材料的制备方法中，所述浸渍剂的制备方法为：

首先取固含量为25％的水性聚酰亚胺树脂和固含量为60％的有机硅油乳液；将水性聚酰亚胺树脂和有机硅油乳液按照1：1的固含量比例进行充分混合；再用水进行稀释，配置成水性聚酰亚胺树脂的固含量为2％的浸渍剂。

在上述的复合过滤材料的制备方法中，所述滤材部件在330℃的高温条件下处理12小时，其迎面层针刺毡的拉伸强度保持率达130％，迎面层与基布层的结合强度保持率达120％。由此满足在330℃的高温烟气工况条件下长期使用，并保持正常有效的过滤作业。

在上述的复合过滤材料的制备方法中，所述滤材部件在风速为15CM/S的条件下，对7um～9um颗粒直径的过滤效率达92％以上；在滤速为30CM/S的条件下，对325um颗粒直径的滑石粉的容尘率近100％。

与现有技术相比，本超耐高温的复合过滤材料采用绿色环保的玄武岩纤维作为基布层，采用轶纶短切纤维作为迎面层和底层，采用水性聚酰亚胺树脂复合溶液作为浸渍剂，由此使玄武岩的耐高温水解性、耐折损性及耐高温化学腐蚀性，与轶纶短切纤维的耐高温性，再加水性聚酰亚胺树脂的高温强度保持性相结合；还通过特定工艺的加工制备，以使滤材成品在耐高温性、耐高温水解性、高温强度保持性及耐高温氧化性等多方面具有更卓越的表现。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

本超耐高温的复合过滤材料,包括基布层，基布层的一侧贴覆有迎面层，另一侧贴覆有底层。

基布层为长丝网格布，该长丝网格布采用玄武岩纤维编制。基布层中玄武岩纤维的重量为325dtex～335dtex,基布层的克重为145g/m²～155g/m²。其中玄武岩纤维的最优重量为330dtex；基布层的最优克重为150g/m²。

基布层采用玄武岩原料，其为绿色环保材料，使得该基布层相比玻璃纤维网格布具备更高的耐高温水解性、耐折损性，以及更高的耐高温化学腐蚀性等；其中耐折损性具体指降低针刺工艺对纤维的折损程度。

迎面层为迎面网格布，该迎面网格布采用轶纶短切纤维编制。该迎面网格布中轶纶短切纤维的重量为2.20dtex～2.24dtex,长度为60mm～68mm，其中迎面层中轶纶短切纤维的最优重量为2.22dtex,最优长度为64mm。

底层为底面网格布，该底面网格布采用轶纶短切纤维编制。该底面网格布中轶纶短切纤维的重量为2.20dtex～2.24dtex,长度为60mm～68mm，其中底层中轶纶短切纤维的最优重量为2.22dtex,最优长度为64mm。

轶纶短切纤维相比PPS纤维、PTFE纤维等具有更高的耐高温性，其玻璃化温度达370度，热分解温度达570度，故能在300度～340度的高温条件下长期使用。

基布层、迎面层及底层内均浸入浸渍剂，浸渍剂采用水性聚酰亚胺树脂复合溶液。浸渍剂以水性聚酰亚胺树脂为主要成分结构，其热分解温度达570度及以上。

水性聚酰亚胺树脂复合溶液中包含水性聚酰亚胺树脂、有机硅油乳液及水。水性聚酰亚胺树脂的型号为PIW-025；有机硅油乳液的型号为BD-257-60。其中水性聚酰亚胺树脂的固含量为25％；有机硅油乳液的固含量为60％。水性聚酰亚胺树脂与有机硅油乳液的固含量混合比例为1:1；加水稀释后，复合溶液中水性聚酰亚胺树脂的固含量为2％。

步骤二：将材料为玄武岩纤维的长丝网格布作为基布层；

其中，浸渍剂的制备方法为：

滤材部件在330℃的高温条件下处理12小时，其迎面层针刺毡的拉伸强度保持率达130％，迎面层与基布层的结合强度保持率达120％。由此满足在330℃的高温烟气工况条件下长期使用，并保持正常有效的过滤作业。

滤材部件在风速为15CM/S的条件下，对7um～9um颗粒直径的过滤效率达92％以上；在滤速为30CM/S的条件下，对325um颗粒直径的滑石粉的容尘率近100％。

本超耐高温的复合过滤材料采用绿色环保的玄武岩纤维作为基布层，采用轶纶短切纤维作为迎面层和底层，采用水性聚酰亚胺树脂复合溶液作为浸渍剂，由此使玄武岩的耐高温水解性、耐折损性及耐高温化学腐蚀性，与轶纶短切纤维的耐高温性，再加水性聚酰亚胺树脂的高温强度保持性相结合；还通过特定工艺的加工制备，以使滤材成品在耐高温性、耐高温水解性、高温强度保持性及耐高温氧化性等多方面具有更卓越的表现。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种超耐高温的复合过滤材料,包括基布层，所述基布层的一侧贴覆有迎面层，另一侧贴覆有底层，其特征在于，所述基布层为长丝网格布，该长丝网格布采用玄武岩纤维编制；所述迎面层为迎面网格布，该迎面网格布采用轶纶短切纤维编制，该迎面网格布中轶纶短切纤维的重量为2.20dtex～2.24dtex,长度为60mm～68mm；所述底层为底面网格布，该底面网格布采用轶纶短切纤维编制，该底面网格布中轶纶短切纤维的重量为2.20dtex～2.24dtex,长度为60mm～68mm；所述基布层、迎面层及底层内均浸入浸渍剂，所述浸渍剂采用水性聚酰亚胺树脂复合溶液。

2.根据权利要求1所述的超耐高温的复合过滤材料，其特征在于，所述水性聚酰亚胺树脂复合溶液中包含水性聚酰亚胺树脂、有机硅油乳液及水，其中水性聚酰亚胺树脂与有机硅油乳液的固含量混合比例为1:1；加水稀释后，复合溶液中水性聚酰亚胺树脂的固含量为2％。

3.根据权利要求2所述的超耐高温的复合过滤材料，其特征在于，所述水性聚酰亚胺树脂的固含量为25％。

4.根据权利要求2所述的超耐高温的复合过滤材料，其特征在于，所述有机硅油乳液的固含量为60％。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的超耐高温的复合过滤材料，其特征在于，所述基布层中玄武岩纤维的重量为325dtex～335dtex,所述基布层的克重为145g/m²～155g/m²。

6.一种超耐高温的复合过滤材料的制备方法,根据权利要求1所述的超耐高温的复合过滤材料，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤二：将材料为玄武岩纤维的长丝网格布作为基布层；

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述浸渍剂的制备方法为：

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述滤材部件在330℃的高温条件下处理12小时，其迎面层针刺毡的拉伸强度保持率达130％，迎面层与基布层的结合强度保持率达120％。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述滤材部件在风速为15CM/S的条件下，对7um～9um颗粒直径的过滤效率达92％以上；在滤速为30CM/S的条件下，对325um颗粒直径的滑石粉的容尘率近100％。