CN108283840B - 一种聚醚砜纤维无纺布复合滤料 - Google Patents

一种聚醚砜纤维无纺布复合滤料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚醚砜纤维无纺布复合滤料，属于纤维材料领域，包括聚醚砜超细纤维层和聚醚砜短纤维基层，所述的聚醚砜超细纤维层混杂有聚醚砜短纤维，所述的聚醚砜超细纤维层中的聚醚砜短纤维和基层中的短纤维相互缠接以使得超细纤维层和基层粘接；所述的基层和超细纤维层中的短纤维为聚醚砜复合纤维。

Description

一种聚醚砜纤维无纺布复合滤料
技术领域
本发明涉及纤维滤料领域。
背景技术
聚醚砜纤维是一种新型的耐高温材料，可以在180℃下长期使用，同时具有很好的阻燃性。
而聚醚砜纤维无纺布制备的滤料能够应用在高温过滤领域，如高温粉尘过滤。为了提高其寿命，通常将聚醚砜超细纤维和基层进行粘和，这种粘和聚醚砜纤维超细纤维层容易和基层脱落，使用寿命短。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种聚醚砜纤维无纺布复合滤料，包括聚醚砜超细纤维层和聚醚砜短纤维基层，所述的聚醚砜超细纤维层混杂有聚醚砜短纤维，所述的聚醚砜超细纤维层中的聚醚砜短纤维和基层中的短纤维相互缠接以使得超细纤维层和基层粘接；所述的基层和超细纤维层中的短纤维为聚醚砜复合纤维，聚醚砜复合纤维的制备方法如下：
步骤一、将低结晶聚醚砜溶于溶剂，形成纺丝原液
步骤二、高结晶聚醚砜进行机械粉碎，制备平均粒径小于1μm的聚醚砜粉末，将上述粉末和纺丝原液混合搅拌，制备成纺丝液；
步骤三、将纺丝液通过湿法纺丝，制备初生纤维；
步骤四、将初生纤维制备成聚醚砜短纤维。
在本发明中通过聚醚砜超细纤维层以及基层中的短纤维的相互缠接作用使得超细纤维层可以和基层粘接，这种粘接不使用粘接剂，粘接效果好，节能环保，并且能够大大降低滤料的重量。
同时，本发明的短纤维是高结晶的聚醚砜分散在聚醚砜纤维基层中，通过高结晶度的纤维对聚醚砜纤维进行增强，两者的相容性好，其制备的聚醚砜纤维模量大，拉伸强度高，进一步制备的基布具有很强的抗撕裂性和耐磨性。
同时由于聚醚砜短纤维的力学性能的提高，超细纤维层和基层通过短纤维缠接，之间的缠接力得到很大的提高，超细纤维层和基布层的粘接性得到提高。
在超细纤维层中，短纤维为骨架作用，本发明的复合短纤维高的拉伸强度和模量可以显著提高超细纤维层的蓬松性，提高过滤效果。
在滤料中，过滤性能的好坏主要在于超细纤维的尺寸，在优选的一些方案中，所述的聚醚砜超细纤维的直径小于10um。
进一步的，所述的聚醚砜短纤维的直径大于15μm，平均长度为20-50mm。在这种尺寸中，短纤维的骨架作用和缠接效果达到最优。
进一步的，聚醚砜短纤维基层的密度为100-300g/M2。
所述的高结晶聚醚砜的结晶度将影响其是否可以和纺丝液形成悬浮液，因此在优选方案中，所述的高结晶度聚醚砜为结晶度大于60%聚醚砜。
进一步的，低结晶度聚醚砜是指结晶度小于40%的聚醚砜。
高结晶度聚醚砜的比例不管过大还是过小都会导致其拉伸强度和刚性等不足，通常情况下，高结晶度聚醚砜和低结晶度聚醚砜的质量比为1:3～1:10之间为可取的，优选值为1:3。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
具体实施例1：
聚醚砜短纤维的制备：将低结晶聚醚砜溶于溶剂，形成纺丝原液，纺丝原液的浓度为30%，高结晶聚醚砜进行机械粉碎，制备平均粒径小于1μm的聚醚砜粉末，将上述粉末和纺丝原液混合搅拌，制备成纺丝液；将纺丝液通过湿法纺丝，制备初生纤维；将初生纤维进行低温热处理以及张力调节装置以及卷绕装置，制备聚醚砜复合纤维,其中低温热处理温度是高于低结晶度聚醚砜差示扫描量热测定中升温时吸热曲线向上偏离基线的温度点10摄氏度，差示扫描量热测定时升温速率为5℃/min，在低温热处理使通过氩气进行保护和加热，之后将复合纤维制备成特定尺寸的聚醚砜短纤维；
聚醚砜短纤维基层的制备：将聚醚砜短纤维预处理后在铺网机上铺网 ,形成聚醚砜短纤维基层，聚醚砜短纤维基层的密度为200g/M2,短纤维的长度为20-50mm，短纤维的直径大于15μm，通常情况下小于50μm；
聚醚砜超细纤维层的制备：将聚醚砜通过纺丝设备形成超细纤维层，并且在纺丝形成无纺布的同时，将聚醚砜短纤维掺杂到超细纤维无纺布中；
超细纤维层和基层的复合，通过针刺等设备将超细纤维层和基层混合价格，使得超细纤维层的短纤维和基层的短纤维混合，提高固定效果，并进行后处理。
在本实施例中，所述的聚醚砜超细纤维的直径小于10um，所述的高结晶度聚醚砜为结晶度大于60%聚醚砜，低结晶度聚醚砜是指结晶度小于40%的聚醚砜，高结晶度聚醚砜和低结晶度聚醚砜的质量比为1:3。
对聚醚砜复合短纤维性能进行测试，弹性模量为412.80 cN/dtex，断裂强度为2.89 cN/dtex。
同时基布层和超细纤维层的结合强度大，使用寿命长，对空气颗粒的过滤效果好。
具体实施例2：
聚醚砜短纤维的制备：将低结晶聚醚砜溶于溶剂，形成纺丝原液，纺丝原液的浓度为30%，高结晶聚醚砜进行机械粉碎，制备平均粒径小于1μm的聚醚砜粉末，将上述粉末和纺丝原液混合搅拌，制备成纺丝液；将纺丝液通过湿法纺丝，制备初生纤维；将初生纤维进行低温热处理以及张力调节装置以及卷绕装置，制备聚醚砜复合纤维,其中低温热处理温度是高于低结晶度聚醚砜差示扫描量热测定中升温时吸热曲线向上偏离基线的温度点10摄氏度，差示扫描量热测定时升温速率为5℃/min，在低温热处理使通过氩气进行保护和加热，之后将复合纤维制备成特定尺寸的聚醚砜短纤维；
聚醚砜短纤维基层的制备：将聚醚砜短纤维预处理后在铺网机上铺网 ,形成聚醚砜短纤维基层，聚醚砜短纤维基层的密度为300g/M2,短纤维的长度为20-50mm，短纤维的直径大于15μm，通常情况下小于50μm；
聚醚砜超细纤维层的制备：将聚醚砜通过纺丝设备形成超细纤维层，并且在纺丝形成无纺布的同时，将聚醚砜短纤维掺杂到超细纤维无纺布中；
超细纤维层和基层的复合，通过针刺等设备将超细纤维层和基层混合价格，使得超细纤维层的短纤维和基层的短纤维混合，提高固定效果，并进行后处理。
在本实施例中，所述的聚醚砜超细纤维的直径小于10um，所述的高结晶度聚醚砜为结晶度大于60%聚醚砜，低结晶度聚醚砜是指结晶度小于40%的聚醚砜，高结晶度聚醚砜和低结晶度聚醚砜的质量比为1:4。对聚醚砜复合短纤维性能进行测试，弹性模量为408.26cN/dtex，断裂强度为3.01 cN/dtex。
同时基布层和超细纤维层的结合强度大，使用寿命长，对空气颗粒的过滤效果好。

Claims (7)

1.一种聚醚砜纤维无纺布复合滤料，其特征在于，包括聚醚砜超细纤维层和聚醚砜短纤维基层，所述的聚醚砜超细纤维层混杂有聚醚砜短纤维，所述的聚醚砜超细纤维层中的聚醚砜短纤维和基层中的短纤维相互缠接以使得超细纤维层和基层粘接；所述的基层和超细纤维层中的短纤维为聚醚砜复合纤维，聚醚砜复合纤维的制备方法如下：
步骤一、将低结晶聚醚砜溶于溶剂，形成纺丝原液
步骤二、高结晶聚醚砜进行机械粉碎，制备平均粒径小于1μm的聚醚砜粉末，将上述粉末和纺丝原液混合搅拌，制备成纺丝液；
步骤三、将纺丝液通过湿法纺丝，制备初生纤维；
步骤四、将初生纤维制备成聚醚砜短纤维。
2.根据权利要求1所述的聚醚砜纤维无纺布复合滤料，其特征在于，所述的聚醚砜超细纤维的直径小于10um。
3.根据权利要求2所述的聚醚砜纤维无纺布复合滤料，其特征在于，所述的聚醚砜短纤维的直径大于15μm，平均长度为20-50mm。
4.根据权利要求3所述的聚醚砜纤维无纺布复合滤料，其特征在于，聚醚砜短纤维基层的密度为100-300g/M2。
5.根据权利要求4所述的聚醚砜纤维无纺布复合滤料，其特征在于，所述的高结晶聚醚砜为结晶度大于60%聚醚砜。
6.根据权利要求5所述的聚醚砜纤维无纺布复合滤料，其特征在于，低结晶聚醚砜是指结晶度小于40%的聚醚砜。
7.根据权利要求6所述的聚醚砜纤维无纺布复合滤料，其特征在于，高结晶聚醚砜和低结晶聚醚砜的质量比为1:3～1:10之间。
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