CN105879493A - 一种复合过滤材料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合过滤材料制备方法，具体步骤为：超细玻璃纤维与聚四氟乙烯纤维、芳砜纶纤维两种耐高温纤维按照一定比例进行混合，然后经过梳理、针刺、化学处理等多种工序并制成超细玻纤复合过滤材料。其优点在于超细玻璃纤维具有柔韧性好、纤维比表面积大、气体吸附率高、过滤精度高、性价比高等独特性能，是制作滤袋的理想基材；超细玻璃纤维复合过滤材料与纯玻璃纤维过滤材料相比，它的生产成本略有增加，但其过滤性能和耐用性均提高很多，性价比较好；超细玻璃纤维复合过滤材料的耐高温耐腐蚀性能较好、过滤性能高、过滤阻力低、使用寿命长、应用广泛等特点。

Description

一种复合过滤材料制备方法
技术领域
本发明涉及一种过滤材料制备方法，尤其是涉及一种复合过滤材料制备方法，属于过滤材料领域。
背景技术
随着科技的飞速发展，电力、钢铁、建筑等工业的不断崛起，在给人们创造了更加富裕、方便、快捷的生活的同时，也对我国的能源、环境的可持续发展造成了严重的威胁。这些社会工业排放的大气污染物中，主要是工业用炉和垃圾焚烧排放的高温烟气和粉尘等腐蚀性化学物，如果不经过治理而直接排入大气中，会直接或间接影响到人们的呼吸系统、心血管系统、中枢神经系统、免疫系统等，并进而威胁到人体的生命安全。
除尘技术的主要目标是控制烟气颗粒物排放、减少大气污染。在各种燃煤设备中，燃煤锅炉设备占将近80％，因此燃煤锅炉烟气治理是减少污染的关键。针对以上问题，主要采取的有湿法除尘、电除尘、袋式除尘三种方法，其中袋式除尘器在除尘效率可达99％、使用费用、设备要求和性能等方面均优于湿法除尘和电除尘，将逐渐取代后两者而占据主流工业除尘器市场，而过滤材料是除尘器的关键，过滤材料的性能决定除尘器的优劣，因此要求滤料满足耐高温、耐腐蚀；机械强度高；清灰之后能保持一定的容尘量，一保持较高的过滤效率；在均匀容尘状态下透气性好，压力损失小；使用寿命长，价格适宜等要求。
玻璃纤维及其复合材料由于高强、耐腐蚀、耐高温、光滑憎水、尺寸稳定不变形，经过浸渍涂层处理后又提高其耐磨性，因此是一种理想的过滤材料。它与棉麻相比，更耐高温和耐腐蚀；与化学纤维相比，强度更高和尺寸更加稳定。尤其是耐高温、不着火、不燃烧，更是天然纤维、化学纤维无法比拟的，因此，在我国高温烟气过滤工业中，玻璃纤维过滤材料占据着主导的地位。
聚四氟乙烯纤维(PTFE)俗称氟纶，是以聚四氟乙烯为原料，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。PTFE纤维具有极优异的耐化学腐蚀，除熔融的碱金属外，几乎不受任何化学试剂腐蚀。对于有机化合物，除了芳烃和卤化胺类对其有轻微的溶胀外，其他有机溶剂对其都没有影响。此外，PTFE纤维不吸潮、不燃烧，对氧和紫外线稳定，优异的耐高低温性，良好的电绝缘性能，良好的自润滑性，己广泛应用于化工、石油、纺织、医疗、机械等领域。
芳砜纶(PSA)是由上海纺织科学研究院和上海合成纤维研究所共同研发的一种芳香族聚酰胺类耐高温材料，是我国自主研发并拥有独立知识产权的有机耐高温纤维，芳砜纶具有优良的耐热性和阻燃性、高温尺寸稳定性和化学稳定性，这些性能使芳砜纶在高温过滤领域中具有很大的应用潜力和发展前景。
国内非织造工业过滤材料的发展趋势主要是在提高过滤效率的前提下，降低生产成本、提高强度和延长使用寿命。玻纤复合针刺毡是一种新型过滤材料，它是将玻璃纤维和其他耐高温纤维按一定比例进行混合，然后经过梳理、针刺、化学处理等多种工序制成的新型过滤材料。与纯玻纤针刺毡相比，它的生产成本略有增加，但其过滤性能和耐用性均提高很多，性价比较好，是一种极具推广潜力的新型过滤材料。
公开号为204058868U的中国专利提供了一种玻璃纤维针刺毡，由纤维梳理、铺叠成的多层毡网构成，所述多层毡网之间间隔穿插有针刺形成的垂向短丝纤维，所述垂向短丝纤维与毡网各层纤维相互联结，其特征在于，所述多层毡网中的纤维为短切玻璃纤维，所述多层毡网中的纤维呈单纤维，具有三维微孔结构；所述短切玻璃纤维内含无数固定气穴。其有益效果在于不会燃烧、绝缘性高和吸湿率等优点。
公开号为102527158A的中国专利提供了一种耐高温空气过滤材料，它包括基布层，基布层的至少一面附着有超细纤维无纺布层。其超细纤维无纺布层为静电纺丝法制备的聚四氟乙烯或聚苯硫醚超细纤维无纺布层。这种耐高温空气过滤材料具有优良的化学稳定性、热稳定性和过滤效率高等优点。
但是，上述两个专利中玻璃纤维耐折和耐磨性差，毡与基布的剥离强度低，在使用过程中因频繁清灰而容易磨损、折断，影响其使用寿命。因而玻璃纤维不宜单独应用，通常和其它高温滤料复合后应用于除尘。
本发明将超细玻璃纤维与聚四氟乙烯纤维、芳砜纶纤维两种耐高温纤维按照一定比例进行混合，然后经过梳理、针刺、化学处理等多种工序并制成超细玻纤复合过滤材料。超细玻璃纤维不仅具有玻璃纤维所具有的一切优良性能，还具有柔韧性好、纤维比表面积大、气体吸附率高、过滤精度高、性价比高等独特性能，是制作滤材的理想基材。与纯玻璃纤维过滤材料相比，它的生产成本略有增加，但其过滤性能和耐用性均提高很多，性价比高。此复合过滤材料的耐高温耐腐蚀性能较好、过滤性能高、过滤阻力低、使用寿命长、应用广泛等特点。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种复合过滤材料制备方法，通过此方法本所制备的复合过滤材料耐高温耐腐蚀性能较好、过滤阻力低和过滤效率高等优点。
一种复合过滤材料制备方法，其特征按照以下步骤进行：
①切丝工艺：将超细玻璃纤维、聚四氟乙烯纤维和芳砜纶纤维长丝切断后定量、分层铺放、开松，输到送棉机，送棉机定量的送入到梳理机；所述的超细玻璃纤维直径为2～4μm，细度为1.5～2.0dtex，长度为40～60mm，所占的比例为70～80％；聚四氟乙烯纤维细度为2～2.5dtex，长度为60～80mm，所占的比例为10～20％；芳砜纶纤维细度为2～2.5dtex，长度为50～70mm，所占的比例为10～20％；
②梳理成网：将纤维束开松为单根纤维，充分混合、消除极短纤维与杂质，将薄层的纤维输送出铺网机；
③铺网成毡：将薄毡层不断的叠加，铺成预定的厚度；
④针刺制毡：玻璃纤维基布上、下面铺网叠放上述复合过滤材料纤维层，针刺机对其进行针刺，制其纤维互相联结，成为一定强度的玻璃纤维复合过滤材料；
⑤浸渍处理：将针刺毡放入浸渍乳液中浸润，提高其纤维束的粘合剂和涂覆性，使纤维表面光滑，增加柔韧性和耐磨性；所述的浸渍乳液，由下述重量百分比原料组成：10～20％聚四氟乙烯乳液、2～4％硅油、2～4％乙烯基三氯硅烷、2～5％丙三醇、1.0～1.5％硅烷偶联剂、余量为水；浸渍温度为80～100℃，时间为10～20min；
⑥固化成型：预烘、烘干和高温定型；所述的预烘温度为100～140℃，烘干温度为150～200℃，高温定型温度为220～250℃。
所述的超细玻璃纤维复合过滤材料的厚度3～6mm，克重为700～1200g/m2，透气率为15～30/m3/m2.min。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
①超细玻璃纤维具有柔韧性好、纤维比表面积大、气体吸附率高、过滤精度高、性价比高等独特性能，是制作滤袋的理想基材。
②超细玻璃纤维复合过滤材料与纯玻璃纤维过滤材料相比，过滤性能和耐用性均提高很多，性价比较好。
③复合过滤材料具有耐高温、耐化学性、阻燃和过滤效率高等优点，可实现对PM2.5的有效过滤，在高温烟道和特殊气体热介质的过滤具有广泛的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例1
一种复合过滤材料制备方法，其特征按照以下步骤进行：
①切丝工艺：将超细玻璃纤维、聚四氟乙烯纤维和芳砜纶纤维长丝切断后定量、分层铺放、开松，输到送棉机，送棉机定量的送入到梳理机；所述的超细玻璃纤维直径为3μm，细度为1.6dtex，长度为50mm，所占的比例为75％；聚四氟乙烯纤维细度为2dtex，长度为70mm，所占的比例为15％；芳砜纶纤维细度为2.5dtex，长度为60mm，所占的比例为10％；
②梳理成网：将纤维束开松为单根纤维，充分混合、消除极短纤维与杂质，将薄层的纤维输送出铺网机；
③铺网成毡：将薄毡层不断的叠加，铺成预定的厚度；
④针刺制毡：玻璃纤维基布上、下面铺网叠放上述复合过滤材料纤维层，针刺机对其进行针刺，制其纤维互相联结，成为一定强度的玻璃纤维复合过滤材料；
⑤浸渍处理：将针刺毡放入浸渍乳液中浸润，提高其纤维束的粘合剂和涂覆性，使纤维表面光滑，增加柔韧性和耐磨性；所述的浸渍乳液，由下述重量百分比原料组成：15％聚四氟乙烯乳液、3％硅油、3％乙烯基三氯硅烷、4％丙三醇、1.2％硅烷偶联剂、余量为水；浸渍温度为90℃，时间为15min；
⑥固化成型：预烘、烘干和高温定型；所述的预烘温度为120℃，烘干温度为170℃，高温定型温度为230℃。
所述的复合过滤材料的厚度4mm，克重为1000g/m2，透气率为25/m3/m2.min。
上述仅为本发明单个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种复合过滤材料制备方法，其特征按照以下步骤进行：
①切丝工艺：将超细玻璃纤维、聚四氟乙烯纤维和芳砜纶纤维长丝切断后定量、分层铺放、开松，输到送棉机，送棉机定量的送入到梳理机；所述的超细玻璃纤维直径为2～4μm，细度为1.5～2.0dtex，长度为40～60mm，所占的比例为70～80％；聚四氟乙烯纤维细度为2～2.5dtex，长度为60～80mm，所占的比例为10～20％；芳砜纶纤维细度为2～2.5dtex，长度为50～70mm，所占的比例为10～20％；
②梳理成网：将纤维束开松为单根纤维，充分混合、消除极短纤维与杂质，将薄层的纤维输送出铺网机；
③铺网成毡：将薄毡层不断的叠加，铺成预定的厚度；
④针刺制毡：玻璃纤维基布上、下面铺网叠放上述复合过滤材料纤维层，针刺机对其进行针刺，制其纤维互相联结，成为一定强度的玻璃纤维复合过滤材料；
⑤浸渍处理：将针刺毡放入浸渍乳液中浸润，提高其纤维束的粘合剂和涂覆性，使纤维表面光滑，增加柔韧性和耐磨性；所述的浸渍乳液，由下述重量百分比原料组成：10～20％聚四氟乙烯乳液、2～4％硅油、2～4％乙烯基三氯硅烷、2～5％丙三醇、1.0～1.5％硅烷偶联剂、余量为水；浸渍温度为80～100℃，时间为10～20min；
⑥固化成型：预烘、烘干和高温定型；所述的预烘温度为100～140℃，烘干温度为150～200℃，高温定型温度为220～250℃。
2.根据权利要求1所述的一种复合过滤材料制备方法，其特征在于所述的超细玻璃纤维复合过滤材料的厚度3～6mm，克重为700～1200g/m2，透气率为15～30/m3/m2.min。
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