CN110639282A - 一种耐高温阻燃滤料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温阻燃滤料及其制备方法。该高温阻燃滤料由类“三明治”结构构成，制备过程包括芯层机织布准备、表层非织造布准备、阻燃剂制备、功能整理。高温阻燃滤料上下层为非织造层，芯层为机织布层，通过针刺或水刺复合而成，后将环状磷酸酯化合物阻燃剂整理到滤料上，获得高温阻燃滤料。本发明制备工艺简单、易于操作，制作的过滤材料过滤效率良好，稳定性高。

Description

一种耐高温阻燃滤料及其制备方法
技术领域
本发明属于过滤材料制造领域，具体涉及一种耐高温阻燃滤料及其制备方法。
背景技术
针对工业高温烟气的处理，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、一次性及长期投资费用、设备要求和性能等方面均优于湿法除尘和电除尘，将逐渐取代后两者占据主流工业除尘器市场。袋式除尘器的核心是耐高温滤料，耐高温滤料的性能优劣将直接关系到除尘器的高效、稳定可靠、长时间运行。
绝大多数的高温烟气的温度较高且夹杂大量的粉尘等有害物质，在对其的过滤处理过程中常使用耐高温化学纤维，可选用聚苯硫醚、聚砜酰胺、无机纤维、聚四氟乙烯、玻璃纤维、涤纶纤维等，或将上述纤维混合制备多层耐高温过滤材料。
随着应用领域要求的日益严格，高温滤料将继续向耐高温、耐高腐蚀、阻燃、耐久性、低运行阻力、低能耗以及功能性方向发展。
发明内容
本发明目的是提供一种耐高温阻燃滤料及其制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种耐高温阻燃滤料及其制备方法，包括如下加工步骤：
(1)以聚酯长丝或聚酯短纤纱作为经纬纱线，在织机上进行织造得到聚酯机织布。
(2)将聚酯短纤维梳理、铺网，形成非织造布层。
(3)将聚酯非织造布作为表层，聚酯机织布作为芯层，按照类“三明治”结构进行复合，得到过滤材料。
(4)环状磷酸酯化合物制备：将亚磷酸三甲酯、2,2-二羟甲基丁醇、催化剂按一定质量混合，氮气氛条件下加热，缓慢升温至80-90℃，保温3-7h，然后再加入一定量磷酸三甲酯，接着升温至150-200℃，保温12-24h，蒸馏纯化，获得环状磷酸酯化合物。
(5)采用浸轧工艺将环状磷酸酯化合物整理到过滤材料上，制备得到耐高温阻燃滤料。
上述技术方案中，所述滤料芯层为机织物，为平纹、斜纹、缎纹中的一种，优选平纹；织物中纱线线密度为5-600tex；经纱密度为20-100根/10cm；纬纱密度为20-100根/10cm。
上述技术方案中，所述滤料表层为非织造布，采用针刺或水刺加工而成，平方米克重在20-600g/m2。
上述技术方案中，所述浸轧工艺为一浸一轧、二浸二轧中的一种。
上述技术方案中，所述环状磷酸酯化合物制备过程中亚磷酸三甲酯、2,2-二羟甲基丁醇、催化剂共混的质量比为40-50:40-50:1-10；亚磷酸三甲酯、磷酸三甲酯的质量比为1:1。
上述技术方案中，所述催化剂选用N,N-二乙基乙胺、N,N-二甲基苯胺、氨基二乙胺，优选N,N-二乙基乙胺。
本发明的有益效果是：聚酯纤维是工业烟气的常用过滤材料，具有良好的耐热性；采用磷系阻燃整理剂对过滤材料进行阻燃整理，提高过滤材料高温条件下使用的阻燃性。该方法制备工艺简单、易于操作，制作的过滤材料过滤效率良好，稳定性高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步描述：
实施例一
一种耐高温阻燃滤料及其制备方法，包括如下加工步骤：
1.芯层机织布准备：机织布由经纱和纬纱组成，经纱由聚酯长丝制成，纬纱由聚酯短纤纱制成，经纱和纬纱通过织机采用平纹组织制成机织布，其中：经纱线密度250D/12F，纬纱线密度36tex，经纱密度为30根/10cm，纬纱密度为30根/10cm。
2.表层非织造布准备：将聚酯短纤维梳理、铺网，针刺加工形成平方米克重为200g/m2的非织造布。
3.材料复合：将机织布和非织造布，采用类“三明治”结构，芯层为机织布，上下表层为非织造布，经针刺加工形成过滤材料。
4.阻燃剂制备：将亚磷酸三甲酯、2,2-二羟甲基丁醇、N,N-二乙基乙胺按照质量比48:49:3进行混合，氮气氛条件下缓慢加热升温至80℃，保温5h，然后再按照亚磷酸三甲酯与磷酸三甲酯质量比1:1的比例加入等量磷酸三甲酯，接着升温至180℃，保温12h，蒸馏纯化，获得环状磷酸酯化合物。
5.功能整理：将环状磷酸酯化合物溶于水中，搅拌均匀，质量浓度为200g/L，然后，采用二浸二轧工艺对过滤材料进行阻燃整理，制备获得耐高温阻燃滤料。
实施例二
一种耐高温阻燃滤料及其制备方法，包括如下加工步骤：
1.芯层机织布准备：机织布由经纱和纬纱组成，经纱由聚酯短纤纱制成，纬纱由聚酯短纤纱制成，经纱和纬纱通过织机采用平纹组织制成机织布，其中：经纱线密度18tex，纬纱线密度18tex，经纱密度为70根/10cm，纬纱密度为70根/10cm。
2.表层非织造布准备：将聚酯短纤维梳理、铺网，针刺加工形成平方米克重为260g/m2的非织造布。
3.材料复合：将机织布和非织造布，采用类“三明治”结构，芯层为机织布，上下表层为非织造布，经针刺加工形成过滤材料。
4.阻燃剂制备：将亚磷酸三甲酯、2,2-二羟甲基丁醇、N,N-二乙基乙胺按照质量比48:49:3进行混合，氮气氛条件下缓慢加热升温至80℃，保温5h，然后再按照亚磷酸三甲酯与磷酸三甲酯质量比1:1的比例加入等量磷酸三甲酯，接着升温至180℃，保温12h，蒸馏纯化，获得环状磷酸酯化合物。
5.功能整理：将环状磷酸酯化合物溶于水中，搅拌均匀，质量浓度为260g/L，然后，采用一浸一轧工艺对过滤材料进行阻燃整理，制备获得耐高温阻燃滤料。
实施例三
一种耐高温阻燃滤料及其制备方法，包括如下加工步骤：
1.芯层机织布准备：机织布由经纱和纬纱组成，经纱由聚酯短纤纱制成，纬纱由聚酯短纤纱制成，经纱和纬纱通过织机采用斜纹组织(两上一下)制成机织布，其中：经纱线密度48tex，纬纱线密度24tex，经纱密度为50根/10cm，纬纱密度为70根/10cm。
2.表层非织造布准备：将聚酯短纤维梳理、铺网，针刺加工形成平方米克重为300g/m2的非织造布。
3.材料复合：将机织布和非织造布，采用类“三明治”结构，芯层为机织布，上下表层为非织造布，经针刺加工形成过滤材料。
4.阻燃剂制备：将亚磷酸三甲酯、2,2-二羟甲基丁醇、氨基二乙胺按照质量比50:49:1进行混合，氮气氛条件下缓慢加热升温至85℃，保温7h，然后再按照亚磷酸三甲酯与磷酸三甲酯质量比1:1的比例加入等量磷酸三甲酯，接着升温至200℃，保温12h，蒸馏纯化，获得环状磷酸酯化合物。
5.功能整理：将环状磷酸酯溶于水中，搅拌均匀，质量浓度为160g/L，然后，采用二浸二轧工艺对过滤材料进行阻燃整理，制备获得耐高温阻燃滤料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种耐高温阻燃滤料及其制备方法，其特征在于，滤料为类“三明治”结构，芯层为机织布，表层为非织造布，芯层和表层所用材料均为聚酯纤维；高温阻燃滤料结构是机织和非织造复合结构。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温阻燃滤料及其制备方法，其特征在于，所述加工步骤为：
(1)以聚酯长丝或聚酯短纤纱作为经纬纱线，在织机上进行织造得到聚酯机织布。
(2)将聚酯短纤维梳理、铺网，形成非织造布层。
(3)将聚酯非织造布作为表层，聚酯机织布作为芯层，按照类“三明治”结构进行复合，得到过滤材料。
(4)环状磷酸酯化合物制备：将亚磷酸三甲酯、2,2-二羟甲基丁醇、催化剂按一定质量混合，氮气氛条件下加热，缓慢升温至80-90℃，保温3-7h，然后再加入一定量磷酸三甲酯，接着升温至150-200℃，保温12-24h，蒸馏纯化，获得环状磷酸酯化合物。
(5)采用浸轧工艺将环状磷酸酯化合物整理到过滤材料上，制备得到耐高温阻燃滤料。
3.根据权利要求2所述的一种耐高温阻燃滤料及其制备方法，其特征在于，所述滤料芯层为机织物，为平纹、斜纹、缎纹中的一种，优选平纹；织物中纱线线密度为5-600tex；经纱密度为20-100根/10cm；纬纱密度为20-100根/10cm。
4.根据权利要求2所述的一种耐高温阻燃滤料及其制备方法，其特征在于，所述表层非织造布为针刺或水刺加工而成，平方米克重在20-600g/m2。
5.根据权利要求2所述的一种耐高温阻燃滤料及其制备方法，其特征在于，环状磷酸酯化合物制备过程中亚磷酸三甲酯、2,2-二羟甲基丁醇、催化剂共混的质量比为40-50:40-50:1-10；亚磷酸三甲酯、磷酸三甲酯的质量比为1:1；催化剂选用N,N-二乙基乙胺、N,N-二甲基苯胺、氨基二乙胺，优选N,N-二乙基乙胺。
6.根据权利要求2所述的一种耐高温阻燃滤料及其制备方法，其特征在于，所述浸轧工艺为一浸一轧、二浸二轧中的一种。
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