CN109999565A - 一种防静电高耐磨的复合滤料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防静电高耐磨的复合滤料的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤1，以不同丝径的钢纤维为经线，不同丝径的聚乙烯纤维为纬线，使用纤维布毡机加工成纤维毡；步骤2，将活性炭颗粒溶解在有机溶剂中，高速剪切机剪切5‑8分钟后，再加入纳米铝和蓖麻油，超声作用下分散后，再加入秸秆粉，形成均匀的纺丝溶液，采用静电纺丝技术制备改性秸秆纤维；步骤3，以纤维毡作为基材，将改性秸秆纤维编织至纤维毡中，再浸入整理剂中20‑30℃下整理24‑48小时后，烘干，即得复合滤料。该制备方法简单，易行，所得复合滤料采用来源广泛的原料经过改性处理而成，防静电能力强，透气性好，不仅适合用于日常的防雾霾产品，也可用于烟气净化。

Description

一种防静电高耐磨的复合滤料的制备方法
技术领域
本发明属于烟气过滤领域，具体涉及一种防静电高耐磨的复合滤料的制备方法。
背景技术
经济的高速发展带来的环境污染日发严重，直接影响人们的生活质量。随着国家对环保治理的越来越严格，人们对工业烟尘污染综合治理技术越来越关注和重视。袋式除尘技术由于过滤效率高、使用寿命长等优点，在工业烟尘治理领域应用越来越广。滤料作为袋式除尘的关键部件，其性能的优劣决定了整个系统运行的稳定性。因此，一种抗静电和耐高温性能的滤料的研发成了迫在眉睫的事情。目前抗静电效果可采用表面处理法来实现，但很难控制内表面电阻处于较低的范围，静电耗散速度较慢的问题。
申请号201410034351.4 公开了一种防静电高性能烟气滤料的制备方法，采用静电纺丝技术结合纳米材料改性技术，制备出具有导电和耐热耐磨性能的纳米纤维滤料，提高烟气净化滤料的防静电与耐高温耐磨性能。虽然方法能够明显提高了滤料的抗静电和耐热能，但是该滤料孔径均一，不适合用于混合粒径多的烟气环境净化烟气，且成本高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种防静电高耐磨的复合滤料的制备方法，该制备方法简单，易行，所得复合滤料采用来源广泛的原料经过改性处理而成，防静电能力强，透气性好，不仅适合用于日常的防雾霾产品，也可以用于烟气净化。
一种防静电高耐磨的复合滤料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，以不同丝径的钢纤维为经线，不同丝径的聚乙烯纤维为纬线，使用纤维布毡机加工成纤维毡；
步骤2，将活性炭颗粒溶解在有机溶剂中，高速剪切机剪切5-8分钟后，再加入纳米铝和蓖麻油，超声作用下分散后，再加入秸秆粉，形成均匀的纺丝溶液，采用静电纺丝技术制备改性秸秆纤维；
步骤3，以纤维毡作为基材，将改性秸秆纤维编织至纤维毡中，再浸入整理剂中20-30℃下整理24-48小时后，烘干，即得复合滤料。
作为改进的是，步骤1中钢纤维的粒径从上往下依次减小，聚乙烯纤维的粒径从左往右依次减小。
作为改进的是，步骤2中所述溶剂为聚四氟乙烯溶液，所述活性炭颗粒、纳米铝、秸秆粉的重量比为12-18：2-5:25-48。
作为改进的是，步骤2中静电纺丝的电压为18-22kv，进液速度为8-12μl。
作为改进的是，步骤3中所用的整理剂包括以下按重量份数计的组分：对苯二甲酸二甲酯12份、混醚化的聚乙二醇15份、硬质酸钠3份、甘油10份、醋酸锌9份、和消泡剂1份。
作为改进的是，步骤3中烘干过程中在惰性气氛下进行，升温速率为20-28℃/min，升温至100-120℃。
作为改进的是，步骤3中纤维毡与改性秸秆纤维的重量份数比为20-35:1。
作为改进的是，所述钢纤维为304不锈钢纤维，纤维直径为20-40μm。
有益效果：
与现有技术相比，本发明采用钢纤维和聚乙烯纤维为底料，编织得纤维毡，提高了基材的耐磨性和耐热性能，不同丝径的纤维有序混纺，保证了纤维毡的孔径不同，有效滤过粒径不同的杂质；将活性炭颗粒、纳米铝、蓖麻油混合，采用高速剪切的方式，提高了分散剂的均一性，再与秸秆粉混合纺丝，所得改性秸秆纤维抗静电效果好，且进一步提高耐磨性能，再通过编织的方式穿插在纤维毡中，提高了滤料的抗静电效果；最后将半成品滤料采用整理剂整理，进一步提高了滤料的抗静电效果。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍。
实施例1
一种防静电高耐磨的复合滤料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，以不同丝径的钢纤维为经线，不同丝径的聚乙烯纤维为纬线，使用纤维布毡机加工成纤维毡，钢纤维的粒径从上往下依次减小，聚乙烯纤维的粒径从左往右依次减小，304不锈钢纤维，纤维直径为20-40μm；
步骤2，将活性炭颗粒溶解在有机溶剂中，高速剪切机剪切5分钟后，再加入纳米铝和蓖麻油，超声作用下分散后，再加入秸秆粉，形成均匀的纺丝溶液，采用静电纺丝技术制备改性秸秆纤维；所述溶剂为聚四氟乙烯溶液，所述活性炭颗粒、纳米铝、秸秆粉的重量比为12：2:25，静电纺丝的电压为18kv，进液速度为8μl。；
步骤3，以纤维毡作为基材，将改性秸秆纤维编织至纤维毡中，所述纤维毡与改性秸秆纤维的重量份数比为20:1，再浸入整理剂（包括以下按重量份数计的组分：对苯二甲酸二甲酯12份、混醚化的聚乙二醇15份、硬质酸钠3份、甘油10份、醋酸锌9份、和消泡剂1份）中20℃下整理24小时后，烘干，即得复合滤料。烘干过程中在惰性气氛下进行，升温速率为20℃/min，升温至100℃。
按照常规检测方法检测可知，实施例1的滤料表面的电阻率为2.1×103Ω，以步骤1和步骤3为制备过程得到的滤料为对比例，实施例1的耐磨性能相比提高了250%。透气率到75%。
实施例2
一种防静电高耐磨的复合滤料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，以不同丝径的钢纤维为经线，不同丝径的聚乙烯纤维为纬线，使用纤维布毡机加工成纤维毡，钢纤维的粒径从上往下依次减小，聚乙烯纤维的粒径从左往右依次减小；
步骤2，将活性炭颗粒溶解在聚四氟乙烯溶液中，高速剪切机剪切5-8分钟后，再加入纳米铝和蓖麻油，超声作用下分散后，再加入秸秆粉，形成均匀的纺丝溶液，采用静电纺丝技术制备改性秸秆纤维；所述溶剂为，所述活性炭颗粒、纳米铝、秸秆粉的重量比为15：3:35，静电纺丝的电压为20kv，进液速度为10μl；
步骤3，以纤维毡作为基材，将改性秸秆纤维编织至纤维毡中，纤维毡与改性秸秆纤维的重量份数比为32:1；再浸入整理剂（包括以下按重量份数计的组分：对苯二甲酸二甲酯12份、混醚化的聚乙二醇15份、硬质酸钠3份、甘油10份、醋酸锌9份、和消泡剂1份）中25℃下整理32小时后，烘干，即得复合滤料。烘干过程中在惰性气氛下进行，升温速率为2-28℃/min，升温至100-120℃
作为改进的是，步骤1中。
作为改进的是，步骤2中。
作为改进的是，步骤2中l。
按照常规检测方法检测可知，实施例1的滤料表面的电阻率为1.75×103Ω，以步骤1和步骤3为制备过程得到的滤料为对比例，实施例1的耐磨性能相比提高了262%。透气率到80%。
实施例3
一种防静电高耐磨的复合滤料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，以不同丝径的钢纤维为经线，不同丝径的聚乙烯纤维为纬线，使用纤维布毡机加工成纤维毡，钢纤维的粒径从上往下依次减小，聚乙烯纤维的粒径从左往右依次减小；
步骤2，将活性炭颗粒溶解在聚四氟乙烯溶液中，高速剪切机剪切8分钟后，再加入纳米铝和蓖麻油，超声作用下分散后，再加入秸秆粉，形成均匀的纺丝溶液，采用静电纺丝技术制备改性秸秆纤维；静电纺丝的电压为22kv，进液速度为12μl；所述活性炭颗粒、纳米铝、秸秆粉的重量比为18：5:48；
步骤3，以纤维毡作为基材，将改性秸秆纤维编织至纤维毡中，纤维毡与改性秸秆纤维的重量份数比为35:1，再浸入整理剂再浸入整理剂（包括以下按重量份数计的组分：对苯二甲酸二甲酯12份、混醚化的聚乙二醇15份、硬质酸钠3份、甘油10份、醋酸锌9份、和消泡剂1份）中30℃下整理48小时后，烘干，即得复合滤料。烘干过程中在惰性气氛下进行，升温速率为28℃/min，升温至120℃。
按照常规检测方法检测可知，实施例1的滤料表面的电阻率为2.4×103Ω，以步骤1和步骤3为制备过程得到的滤料为对比例，实施例1的耐磨性能相比提高了248%。透气率到72%。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种防静电高耐磨的复合滤料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，以不同丝径的钢纤维为经线，不同丝径的聚乙烯纤维为纬线，使用纤维布毡机加工成纤维毡；步骤2，将活性炭颗粒溶解在有机溶剂中，高速剪切机剪切5-8分钟后，再加入纳米铝和蓖麻油，超声作用下分散后，再加入秸秆粉，形成均匀的纺丝溶液，采用静电纺丝技术制备改性秸秆纤维；步骤3，以纤维毡作为基材，将改性秸秆纤维编织至纤维毡中，再浸入整理剂中20-30℃下整理24-48小时后，烘干，即得复合滤料。
2.根据权利要求1所述的防静电高耐磨的复合滤料的制备方法，其特征在于，步骤1中钢纤维的粒径从上往下依次减小，聚乙烯纤维的粒径从左往右依次减小。
3.根据权利要求1所述的防静电高耐磨的复合滤料的制备方法，其特征在于，步骤2中所述溶剂为聚四氟乙烯溶液，所述活性炭颗粒、纳米铝、秸秆粉的重量比为12-18：2-5:25-48。
4.根据权利要求1所述的防静电高耐磨的复合滤料的制备方法，其特征在于，步骤2中静电纺丝的电压为18-22kv，进液速度为8-12μl。
5.根据权利要求1所述的防静电高耐磨的复合滤料的制备方法，其特征在于，步骤3中所用的整理剂包括以下按重量份数计的组分：对苯二甲酸二甲酯12份、混醚化的聚乙二醇15份、硬质酸钠3份、甘油10份、醋酸锌9份、和消泡剂1份。
6.根据权利要求1所述的防静电高耐磨的复合滤料的制备方法，其特征在于，步骤3中烘干过程中在惰性气氛下进行，升温速率为20-28℃/min，升温至100-120℃。
7.根据权利要求1所述的防静电高耐磨的复合滤料的制备方法，其特征在于，步骤3中纤维毡与改性秸秆纤维的重量份数比为20-35:1。
8.根据权利要求1所述的防静电高耐磨的复合滤料的制备方法，其特征在于，所述钢纤维为304不锈钢纤维，纤维直径为20-40μm。
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