CN111228893A - 一种除尘效果好的耐高温复合过滤材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种除尘效果好的耐高温复合过滤材料，包括基布层，所述基布层的顶部设置有迎面层，所述基布层的底部设置有底层；制备方法包括以下步骤：将短切聚酰亚胺纤维和短切玄武岩纤维混合后进行开松、梳理制备出混合纤维；将制备出的混合纤维作为迎面层和底层；将玄武岩纤维机织布作为基布层放入迎面层和底层之间；将迎面层、基布层、底层共同放入针刺机内进行预针刺；经过预针刺后放入水刺生产线上进行水刺；经过水刺后放入浸渍液中进行后处理；经过后处理后放入热定型设备中烘干定型，从而制得除尘效果好的耐高温复合过滤材料；本发明制备出的复合过滤材料具有良好的耐高温性能、除尘效果和断裂强力；属于复合过滤材料的技术领域。

Description

一种除尘效果好的耐高温复合过滤材料
技术领域
本发明涉及复合过滤材料的技术领域，具体涉及一种除尘效果好的耐高温复合过滤材料。
背景技术
随着烟气排放标准越来越严格以及烟气除尘环境的复杂化，对滤料的耐高温性及在高温条件下的性能保持性提出了更高要求，而现有市面滤料的最高耐温性一般在260℃左右，能够在300℃及以上高温条件下长期使用是国内袋式除尘滤料的一个技术瓶颈。为此开发研究具有更高耐温性且较好除尘效率的滤料具有非常重要的现实意义和市场前景。
从目前耐高温过滤材料市场来看，现在处于新型高性能过滤材料与传统过滤材料更新换代时期，市场上常用耐高温过滤材料所采用的原料主要有芳纶1313(Nomex)、聚苯硫醚(PPS)、聚酞亚胺(P84)、聚四氟乙烯(PTFE)及玻璃纤维等。但以上几种高性能纤维在应用中都具有一定的局限性，比如芳纶1313耐水解性能差，聚苯硫醚(PPS)耐氧化性较弱，聚酞亚胺(P84)与聚四氟乙烯(PTFE)价格昂贵，玻璃纤维的耐高温性以及耐腐蚀性不能满足长期高温环境的使用需求。
玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。
为了解决提高过滤材料的耐高温的问题，有人提出了一种玄武岩纤维为基布的过滤材料，虽然制得的过滤材料能够基本满足耐高温的要求，但是由于其制备工艺导致除尘效果不好，断裂强力也较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题为：提供一种除尘效果好、断裂强力大的耐高温复合过滤材料。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种除尘效果好的耐高温复合过滤材料，所述复合过滤材料包括基布层，所述基布层的顶部设置有迎面层，所述基布层的底部设置有底层；所述基布层为玄武岩纤维机织布；所述迎面层和底层均为混合纤维，所述混合纤维由短切聚酰亚胺纤维和短切玄武岩纤维组成；制备方法包括以下步骤：1)将短切聚酰亚胺纤维和短切玄武岩纤维混合后进行开松、梳理制备出混合纤维；将制备出的混合纤维作为迎面层和底层；2)将玄武岩纤维机织布作为基布层放入迎面层和底层之间；3)将迎面层、基布层、底层共同放入针刺机内进行预针刺，预针刺深度为8mm，预针刺密度为80刺/cm2；4)经过预针刺后放入水刺生产线上进行水刺，水刺速度为4～7m/min，所述水刺生产线上第一水刺头、第二水刺头、第三水刺头、第四水刺头和第五水刺头的压力依次分别为20、22、20、22、20Mpa；5)经过水刺后放入浸渍液中进行后处理，所述浸渍液由以下重量份的原料制成：聚四氟乙烯乳液:16份、防水防油剂:2份、丙烯酸树脂:16份、硅油-285:6份、吐温-80:0.2份、硅烷偶联剂:1份和水:160份，所述浸渍液的制备方法是：将上述各原料混合后搅拌均匀；6)经过后处理后放入热定型设备中，在温度为280℃的温度下烘干定型3分钟，从而制得除尘效果好的耐高温复合过滤材料。
优选地，所述玄武岩纤维机织布的经纬密为50×60根/10cm且克重为650g/m2。
优选地，所述短切聚酰亚胺纤维的纤度为2dtex且长度为51mm；所述短切玄武岩纤维的直径为7μm且长度为51mm。
优选地，所述混合纤维中所述短切聚酰亚胺纤维与所述短切玄武岩纤维的重量比为3：1。
优选地，步骤6)中制得的除尘效果好的耐高温复合过滤材料的克重为1200g/m2。
优选地，步骤4)中水刺速度为6m/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、所述复合过滤材料包括基布层，所述基布层的顶部设置有迎面层，所述基布层的底部设置有底层；所述基布层为玄武岩纤维机织布；所述迎面层和底层均为混合纤维，所述混合纤维由短切聚酰亚胺纤维和短切玄武岩纤维组成。本发明中将短切聚酰亚胺纤维与短切玄武岩纤维混合制备迎面层和底层，制备出的复合过滤材料具有耐高温水解性以及耐酸腐蚀性；通过迎面层、基布层和底层的共同作用制备出的复合过滤材料具有良好的耐高温性能、除尘效果和断裂强力。
本发明制备方法中，水刺的速度为4～7m/min，能够进一步提高制备出的复合过滤材料的过滤效果和断裂强力；浸渍液由聚四氟乙烯乳液:16份、防水防油剂:2份、丙烯酸树脂:16份、硅油-285:6份、吐温-80:0.2份、硅烷偶联剂:1份和水:160份混合后搅拌均匀而成，经过浸渍液后处理的复合过滤材料的屈挠次数明显提高，其能够增强制备出的复合过滤材料的屈挠性，增加使用寿命，同时制备出的耐高温过滤材料的断裂强力也有了进一步的提高。
2、所述混合纤维中所述短切聚酰亚胺纤维与所述短切玄武岩纤维的重量比为3：1，通过调整短切聚酰亚胺纤维与短切玄武岩纤维的重量比，能够进一步提高制备出的复合过滤材料的耐高温性能。
3、步骤4)中水刺速度为6m/min，能够进一步提高复合过滤材料的过滤效率。
为表明本发明提供的除尘效果好的耐高温复合过滤材料的有益效果，本发明对制备出的复合过滤材料进行了测试。
1、制备出的复合过滤材料在300℃的高温条件下处理一定时间后经过冷却测得的强度保持率为：处理24h后经向大于96.75％、纬向97.41％，处理72h后经向91.45％、纬向92.76％，处理100h后经向86.49％、纬向87.55％，能够达到耐高温滤料的指标要求。
2、采用YG026H型多功能电子织物强力机对制备出的复合过滤材料进行断裂强力测试，断裂强力能够达到经向4530N、纬向4672N。
3、采用XQ-1型鞋用纤维板屈挠试验仪对制备出的复合过滤材料的屈挠性进行测试，屈挠次数为：经向5336次、纬向8643次。
4、采用AFC-131型滤料测试台对制备出的复合过滤材料的除尘效果进行测试，对粉尘的过滤效率能够达到99.913％～99.984％，过滤的粉尘颗粒由表1中的颗粒混合而成。
表1颗粒尺寸分布表
Figure BDA0002371162170000031
Figure BDA0002371162170000041
附图说明
图1是本发明中水刺生产线的结构示意图；
图中：1为第一水刺头，2为第二水刺头，3为第三水刺头，4为第四水刺头，5为第五水刺头。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种除尘效果好的耐高温复合过滤材料，所述复合过滤材料包括基布层，所述基布层的顶部设置有迎面层，所述基布层的底部设置有底层；所述基布层为玄武岩纤维机织布；所述迎面层和底层均为混合纤维，所述混合纤维由短切聚酰亚胺纤维和短切玄武岩纤维组成。
本发明中将短切聚酰亚胺纤维与短切玄武岩纤维混合制备迎面层和底层，制备出的复合过滤材料具有耐高温水解性以及耐酸腐蚀性；通过迎面层、基布层和底层的共同作用提高了制备出的复合过滤材料的耐高温性能、除尘效果和断裂强力。
在实际制备浸渍液时将各原料的重量份数对应克数。
进一步地，在实际制备中采用1份等于1g的配比制作浸渍液。
实施例一：
一种除尘效果好的耐高温复合过滤材料的制备方法包括以下步骤：
1)将纤度为2dtex且长度为51mm的短切聚酰亚胺纤维和直径为7μm且长度为51mm的短切玄武岩纤维按照3：1的比例混合后进行开松、梳理制备出混合纤维；
将制备出的混合纤维作为迎面层和底层；
2)将经纬密为50×60根/10cm且克重为650g/m2的玄武岩纤维机织布作为基布层放入迎面层和底层之间；
3)将迎面层、基布层、底层共同放入针刺机内进行预针刺，预针刺深度为8mm，预针刺密度为80刺/cm2；
4)经过预针刺后放入水刺生产线上进行水刺，水刺速度为6m/min，所述水刺生产线上第一水刺头1、第二水刺头2、第三水刺头3、第四水刺头4和第五水刺头5的压力依次分别为20、22、20、22、20Mpa；
5)经过水刺后放入浸渍液中进行后处理，所述浸渍液由以下重量份的原料制成：聚四氟乙烯乳液:16g、防水防油剂:2g、丙烯酸树脂:16g、硅油-285:6g、吐温-80:0.2g、硅烷偶联剂:1g和水:160g，所述浸渍液的制备方法是：将上述各原料混合后搅拌均匀；
6)经过后处理后放入热定型设备中，在温度为280℃的温度下烘干定型3分钟，从而制得除尘效果好的耐高温复合过滤材料，所述除尘效果好的耐高温复合过滤材料的克重为1200g/m2。
实施例二：
重复实施例一的方法，但水刺的速度为4m/min。
实施例三：
重复实施例一的方法，但水刺的速度为7m/min。
具体地，实施例一至实施例三的步骤1)、2)、3)均在梳理铺网生产线上进行。所述梳理铺网生产线包括梳理机、铺网机、牵伸机和预针刺机，所述梳理铺网生产线包括两条生产线，能够同时制备迎面层和底层，然后再将基布层放入迎面层和底层中间进行预针刺。使用方便，节省时间。
具体地，所述水刺机为AquaJet水刺生产线。
具体地，所述热定型设备为布鲁克纳热定型设备。
具体地，所述硅烷偶联剂为A-151。
本发明制备方法中，水刺的速度为4～7m/min，能够进一步提高制备出的复合过滤材料的过滤效果和断裂强力；浸渍液由聚四氟乙烯乳液：16份、防水防油剂：2份、丙烯酸树脂：16份、硅油-285：6份、吐温-80：0.2份、硅烷偶联剂：1份和水：160份混合后搅拌均匀而成，经过浸渍液后处理的复合过滤材料的屈挠次数明显提高，其能够增强制备出的复合过滤材料的屈挠性，增加使用寿命，同时制备出的耐高温过滤材料的断裂强力也有了进一步的提高。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“实施例二”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种除尘效果好的耐高温复合过滤材料，其特征在于：所述复合过滤材料包括基布层，所述基布层的顶部设置有迎面层，所述基布层的底部设置有底层；所述基布层为玄武岩纤维机织布；所述迎面层和底层均为混合纤维，所述混合纤维由短切聚酰亚胺纤维和短切玄武岩纤维组成；
制备方法包括以下步骤：
1)将短切聚酰亚胺纤维和短切玄武岩纤维混合后进行开松、梳理制备出混合纤维；
将制备出的混合纤维作为迎面层和底层；
2)将玄武岩纤维机织布作为基布层放入迎面层和底层之间；
3)将迎面层、基布层、底层共同放入针刺机内进行预针刺，预针刺深度为8mm，预针刺密度为80刺/cm2；
4)经过预针刺后放入水刺生产线上进行水刺，水刺速度为4～7m/min，所述水刺生产线上第一水刺头(1)、第二水刺头(2)、第三水刺头(3)、第四水刺头(4)和第五水刺头(5)的压力依次分别为20、22、20、22、20Mpa；
5)经过水刺后放入浸渍液中进行后处理，所述浸渍液由以下重量份的原料制成：聚四氟乙烯乳液:16份、防水防油剂:2份、丙烯酸树脂:16份、硅油-285:6份、吐温-80:0.2份、硅烷偶联剂:1份和水:160份，所述浸渍液的制备方法是：将上述各原料混合后搅拌均匀；
6)经过后处理后放入热定型设备中，在温度为280℃的温度下烘干定型3分钟，从而制得除尘效果好的耐高温复合过滤材料。
2.根据权利要求1所述的一种除尘效果好的耐高温复合过滤材料，其特征在于：所述玄武岩纤维机织布的经纬密为50×60根/10cm且克重为650g/m2。
3.根据权利要求1所述的一种除尘效果好的耐高温复合过滤材料，其特征在于：所述短切聚酰亚胺纤维的纤度为2dtex且长度为51mm；所述短切玄武岩纤维的直径为7μm且长度为51mm。
4.根据权利要求1所述的一种除尘效果好的耐高温复合过滤材料，其特征在于：所述混合纤维中所述短切聚酰亚胺纤维与所述短切玄武岩纤维的重量比为3：1。
5.根据权利要求1所述的一种除尘效果好的耐高温复合过滤材料，其特征在于：步骤6)中制得的除尘效果好的耐高温复合过滤材料的克重为1200g/m2。
6.根据权利要求1所述的一种除尘效果好的耐高温复合过滤材料，其特征在于：步骤4)中水刺速度为6m/min。
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