CN108970245A

CN108970245A - 一种阻燃耐高温除尘布袋材料

Info

Publication number: CN108970245A
Application number: CN201810689270.6A
Authority: CN
Inventors: 宋颖; 李伟; 朱涛; 吴迪
Original assignee: Anhui Yuanye Filter Material Co Ltd
Current assignee: Anhui Yuanye Filter Material Co Ltd
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2018-12-11

Abstract

本发明公开了一种阻燃耐高温除尘布袋材料，涉及除尘技术领域，由下列重量份数的原料制成：聚苯硫醚砜、可溶性聚四氟乙烯、改性聚酯、碳纳米管、氯化聚醚、聚丙烯腈碳纤维、碳化硅短纤、硫酸钙晶须、离子改性黏土、阻燃剂、偶联剂、抗静电剂、防老化剂；通过科学配比各材料组分，在各组分间相互协同作用下，提高了除尘布袋的耐温性、耐酸性、防静电性以及防变性，使其能适用于复杂的环境，应用范围广；同时，碳化硅和离子改性黏土综合作用改善了可溶性聚四氟乙烯表面的粘结性能，提高了吸附效果；硫酸钙晶须进一步提高了除尘布袋的吸附效果，提高了除尘布袋的除尘能力极具推广价值。

Description

一种阻燃耐高温除尘布袋材料

技术领域

本发明属于除尘技术领域，具体涉及一种阻燃耐高温除尘布袋材料。

背景技术

燃煤电厂的烟气除尘装置是电厂重要生产设备之一，因此，在设计除尘布袋材料（滤料）选择时，必须确保其能够长期可靠运行；并且要充分考虑锅炉及其辅助设备的运行工况、燃料和灰尘特性以及运行中可能出现的问题。在燃料不变的情况下，含尘烟气的特性主要取决于锅炉的燃烧工况，同时也受除尘布袋材料材质的影响。而锅炉负荷的变化，烟气的含尘浓度，煤粉颗粒大小直接影响烟气量、烟尘粒度、烟气中氧及氮氧化物的含量都对除尘布袋材料材质的要求十分苛刻。布袋除尘系统是否可靠高效关系到锅炉的安全。如果除尘系统因破袋失效，将造成锅炉引风机叶轮磨损加快；滤袋粘灰严重时会增加阻力，减小引风机的抽气，造成锅炉的正压。所以，在设计设计除尘布袋材料选择时，一定要全面考虑综合性能优异、阻燃耐高温、易除尘和强度高、除尘效果好的高性能除尘布袋材料（滤料），是布袋除尘器能否长期、可靠、高效运行的关键。在选用滤袋时，要充分考虑实际应用条件，滤料特性必须满足使用电厂的烟气特性要求。目前，市场上通用的除尘布袋材料，耐高温性能较差，且不阻燃，满足不了较为苛刻的使用条件，本领域技术人员筮待开发新型的阻燃耐高温除尘布袋材料。申请号2017114445461.X公开了一种耐高温除尘布袋，产品对粉尘吸附过滤效果好，还能吸附氨氮以及硫氧化物等有害气体，产品除尘效率高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种阻燃耐高温除尘布袋材料。

一种阻燃耐高温除尘布袋材料，其主要成分为：聚苯硫醚砜60~80份、可溶性聚四氟乙烯30~40份、改性聚酯10~20份、碳纳米管2~5份、氯化聚醚10~15份、碳纤维10~13份、碳化硅短纤1~3份、硫酸钙晶须0.5~1份、离子改性黏土1~2份、阻燃剂2~4份、偶联剂0.5~1份、抗静电剂0.5~1份、防老化剂0.5~1份。

进一步的，所述可溶性聚四氟乙烯选用经过改性处理的可溶性聚四氟乙烯；所述改性处理的可溶性聚四氟乙烯的改性原料为对羟基苯甲酸酯、聚氧苯甲酰、氧苯甲酰聚酯、聚对羟苯甲酰的一种或多种；所占可溶性聚四氟乙烯重量0.9~1.5%，改性方法为共混改性。

进一步的，所述所述阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、亚磷酸酯、三聚氰胺聚磷酸盐的共混物。

进一步的，所述偶联剂为含氟硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或多种，所述离子改性粘土为用1-甲基-3-十四烷基咪唑鎓氯化物插层复合改性MMT和聚酯复合材料，聚酯中黏土含量约为75~80%。

进一步的，所述所述抗静电剂为本征导电聚合物材料或者其与炭黑、石墨烯、导电的金属粉末组成的复合抗静电剂。

进一步的，所述防老化剂为对苯二胺类防老剂和二氢化喹啉类防老剂的混合物。

进一步的，所述改性聚酯为向带有加热、电动搅拌器、温度计、加料口玻璃四口烧瓶中加入68~70份二甲苯，加热至120℃并恒温，通入氮气，将14~16份甲基丙烯酸、40~42份甲基丙烯酸甲酯、30~35份甲基丙烯酸丁酯、0.5~1份引发剂过氧化苯甲酰和0.5~1份正十二烷基硫醇混合均匀，置于恒压滴液漏斗中，2h内将混合液滴加到四口烧瓶中，升温至100℃回流反应2h，逐步升温至250℃将溶剂蒸出真空提纯，降温得到丙烯酸树脂预聚体后，再加入150~200份聚酯，0.5~1份单丁基氧化锡，通入氮气，加热升温至120℃，开启搅拌，然后逐渐升温至200℃反应1h，减压提纯后，即得改性聚酯。

进一步的，将上述各组分置于高速混合机中，共混的同时必须加热300~350℃，待完全干燥后方可取出，使用双螺杆挤出机造粒冷切，再通过双螺杄挤出机熔融挤出并通过纺丝箱喷丝板喷丝，冷却，定型，得到网丝；将网丝织网，即得到阻燃耐高温除尘布袋材料。

本发明的有益效果：

聚芳硫醚砜具有优良的力学性能、电学性能以及耐化学腐蚀性、耐辐射、阻燃等性能；由于分子主链结构中具有强极性的砜基(-SO₂—)和芳基结构，使其玻璃化转变温度(Tg)高达215~226℃，是优良的耐热高分子材料。聚芳硫醚砜复合増强料在高温下有远优于聚苯硫醚的强度保持率，聚芳硫醚砜的溶解性优于聚苯硫醚，可溶于特定的有机溶剂中，但由于其树脂结构又使其耐腐蚀性优于大多数非晶性树脂，聚芳硫醚砜是氯化聚醚和可溶性聚四氟乙烯的相容剂，适合用作制备性能优良的高分子合金，此外，聚芳硫醚砜还有很好的耐高温、耐腐蚀耐温性能好。本发明公开的阻燃耐高温除尘布袋材料开始软化、蠕变以及断裂的温度非常高，至少应高于250℃，且断裂强度越高。既有高度韧性又有良好刚性，即钩接强度应较高，在标准温度、湿度状态下，断裂伸长应在20%左右，良好的耐酸、碱及有机溶剂腐蚀性，在水中，在中等强度的酸碱和常用的有机溶剂中，在室温和较高温度下应不溶解，也不强烈地膨化，可长期使用。良好的吸湿性和耐磨性。纤维具有良好的吸湿性即可防止它在被加工过程中或其制品在被使用过程中静电的产生。纤维的耐磨性很好，这样，滤料的耐磨性能也会提高。除尘布袋滤料的耐磨性能不但与纤维的耐磨性有关，更取决于制成滤料的组织结构和良好的阻燃性。本发明公开的阻燃耐高温除尘布袋材料难燃或燃烧离开火源后即很快自熄并无阴燃、余燃现象。

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明是在聚苯硫醚砜的基础上，采用材料共混改性的办法，发挥多组分协同作用而制造的一种多功能新型耐高温复合滤料。其耐磨性与抗折性与普通玻纤滤料相比成倍的提髙。它采用二种或二种以上的材料，包括可溶性聚四氟乙烯，聚苯硫醚砜、氯化聚醚多种材料共混改性而成的过滤材料，它发挥了各种原料的性能特点，起到取长补短的作用，实现了易清灰、拒水防油、耐腐蚀和抗结露等多功能的效果；同时，适当降低滤材成本，提供一种物美价廉的新产品，本发明公开的除尘布袋材料可以应用到髙炉煤气、电炉、转炉、烧结车间、冶金、炭黑、水泥、铁合金、电石炉、电厂燃煤锅炉、垃圾焚烧炉、沥青搅拌等苛刻高要求的使用条件。本发明公开的除尘布袋材料能够在180℃下长期工作，并且能够耐酸、耐碱，抗水解的能力极好，化学性能非常优越，耐化学腐蚀，过滤性也比常规滤料更好，水解稳定性和阻燃性能都很好，过滤性能和清灰性能都很优秀，其性能能够胜任电厂烟气净化的工作，使用寿命长是其突出特点，克服了现有聚四氟乙烯除尘滤袋耐磨，抗折抗拉性差的缺点，且性价比高，价格便宜、耐腐蚀、化学性能稳定，在过高的过滤风速下除尘滤袋的使用寿命也不会明显下降，能够满足电厂烟气净化的滤料中具有经济性的选择，可广泛的应用在燃烧烟气的除尘领域。

具体实施方式

下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。

实施例1

一种阻燃耐高温除尘布袋材料，其主要成分为：聚苯硫醚砜80份、可溶性聚四氟乙烯40份、改性聚酯20份、碳纳米管5份、氯化聚醚15份、碳纤维13份、碳化硅短纤3份、硫酸钙晶须1份、离子改性黏土2份、阻燃剂2份、偶联剂1份、抗静电剂1份、防老化剂1份。

进一步的，所述改性聚酯为向带有加热、电动搅拌器、温度计、加料口玻璃四口烧瓶中加入68份二甲苯，加热至120℃并恒温，通入氮气，将14份甲基丙烯酸、40份甲基丙烯酸甲酯、35份甲基丙烯酸丁酯、1份引发剂过氧化苯甲酰和0.5份正十二烷基硫醇混合均匀，置于恒压滴液漏斗中，2h内将混合液滴加到四口烧瓶中，升温至100℃回流反应2h，逐步升温至250℃将溶剂蒸出真空提纯，降温得到丙烯酸树脂预聚体后，再加入150份聚酯，0.5~1份单丁基氧化锡，通入氮气，加热升温至120℃，开启搅拌，然后逐渐升温至200℃反应1h，减压提纯后，即得改性聚酯。

实施例2

一种阻燃耐高温除尘布袋材料，其主要成分为：聚苯硫醚砜60份、可溶性聚四氟乙烯40份、改性聚酯20份、碳纳米管5份、氯化聚醚15份、碳纤维13份、碳化硅短纤3份、硫酸钙晶须1份、离子改性黏土2份、阻燃剂4份、偶联剂1份、抗静电剂1份、防老化剂1份。

进一步的，所述偶联剂为含氟硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或多种，所述离子改性粘土为用1-甲基-3-十四烷基咪唑鎓氯化物插层复合改性MMT和聚酯复合材料，聚酯中黏土含量约为80%。

进一步的，所述改性聚酯为向带有加热、电动搅拌器、温度计、加料口玻璃四口烧瓶中加入70份二甲苯，加热至120℃并恒温，通入氮气，将16份甲基丙烯酸、42份甲基丙烯酸甲酯、35份甲基丙烯酸丁酯、1份引发剂过氧化苯甲酰和1份正十二烷基硫醇混合均匀，置于恒压滴液漏斗中，2h内将混合液滴加到四口烧瓶中，升温至100℃回流反应2h，逐步升温至250℃将溶剂蒸出真空提纯，降温得到丙烯酸树脂预聚体后，再加入200份聚酯，0.5~1份单丁基氧化锡，通入氮气，加热升温至120℃，开启搅拌，然后逐渐升温至200℃反应1h，减压提纯后，即得改性聚酯。

对比例1

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去聚苯硫醚砜成分，除此外的方法步骤均相同。

对比例2

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去可溶性聚四氟乙烯成分，除此外的方法步骤均相同。

对比例3

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去改性聚酯成分，除此外的方法步骤均相同。

对比例4

本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去氯化聚醚成分，除此外的方法步骤均相同。

表1各实施例和对比例所制备除尘布袋材料的性能对比

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本发明进行修改或者同等替换，但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围內。

Claims

1.一种阻燃耐高温除尘布袋材料，其特征在于，其主要成分为：聚苯硫醚砜60~80份、可溶性聚四氟乙烯30~40份、改性聚酯10~20份、碳纳米管2~5份、氯化聚醚10~15份、碳纤维10~13份、碳化硅短纤1~3份、硫酸钙晶须0.5~1份、离子改性黏土1~2份、阻燃剂2~4份、偶联剂0.5~1份、抗静电剂0.5~1份、防老化剂0.5~1份。

2.如权利要求1所述的一种阻燃耐高温除尘布袋材料，其特征在于，所述可溶性聚四氟乙烯选用经过改性处理的可溶性聚四氟乙烯；所述改性处理的可溶性聚四氟乙烯的改性原料为对羟基苯甲酸酯、聚氧苯甲酰、氧苯甲酰聚酯、聚对羟苯甲酰的一种或多种；所占可溶性聚四氟乙烯重量0.9~1.5%，改性方法为共混改性。

3.如权利要求1所述的一种阻燃耐高温除尘布袋材料，其特征在于，所述所述阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、亚磷酸酯、三聚氰胺聚磷酸盐的共混物。

4.如权利要求1所述的一种阻燃耐高温除尘布袋材料，其特征在于，所述偶联剂为含氟硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或多种，所述离子改性粘土为用1-甲基-3-十四烷基咪唑鎓氯化物插层复合改性MMT和聚酯复合材料，聚酯中黏土含量约为75~80%。

5.如权利要求1所述的一种阻燃耐高温除尘布袋材料，其特征在于，所述所述抗静电剂为本征导电聚合物材料或者其与炭黑、石墨烯、导电的金属粉末组成的复合抗静电剂。

6.如权利要求1所述的一种阻燃耐高温除尘布袋材料，其特征在于，所述防老化剂为对苯二胺类防老剂和二氢化喹啉类防老剂的混合物。

7.如权利要求1所述的一种阻燃耐高温除尘布袋材料，其特征在于，所述改性聚酯为向带有加热、电动搅拌器、温度计、加料口玻璃四口烧瓶中加入68~70份二甲苯，加热至120℃并恒温，通入氮气，将14~16份甲基丙烯酸、40~42份甲基丙烯酸甲酯、30~35份甲基丙烯酸丁酯、0.5~1份引发剂过氧化苯甲酰和0.5~1份正十二烷基硫醇混合均匀，置于恒压滴液漏斗中，2h内将混合液滴加到四口烧瓶中，升温至100℃回流反应2h，逐步升温至250℃将溶剂蒸出真空提纯，降温得到丙烯酸树脂预聚体后，再加入150~200份聚酯，0.5~1份单丁基氧化锡，通入氮气，加热升温至120℃，开启搅拌，然后逐渐升温至200℃反应1h，减压提纯后，即得改性聚酯。

8.如权利1~7所述的一种阻燃耐高温除尘布袋材料，其特征在于，将上述各组分置于高速混合机中，共混的同时必须加热300~350℃，待完全干燥后方可取出，使用双螺杆挤出机造粒冷切，再通过双螺杄挤出机熔融挤出并通过纺丝箱喷丝板喷丝，冷却，定型，得到网丝；将网丝织网，即得到阻燃耐高温除尘布袋材料。