CN114259796A - 一种耐高温滤料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种耐高温滤料及其制备方法，属于过滤材料技术领域，制备方法包括如下步骤：第一步、将玄武岩纤维和玻璃纤维开松后按照重量份混合，混合后再进行3次开松，再将开松后的纤维梳理成纤维网，按照交叉铺网铺设10层纤维网，采用针刺加固，得到基布；第二步、将基布放在浸渍液中，处理6h，处理结束后取出，微波2KW加热40s，得到一种耐高温滤料；该滤料通过使用浸渍液、高温热定型处理，在不影响滤料阻力和过滤效率性能的情况下，提高了滤料的耐腐蚀性能，提高了滤料的使用效果。制得的基布经过浸渍液处理、固化后，在基布的纤维上形成均匀的保护层，以提高纤维表面的综合性能。
Description
技术领域
本发明属于过滤材料技术领域，具体地，涉及一种耐高温滤料及其制备方法。
背景技术
在电力、钢铁、化工等产业的生产过程中，许多工序都会产生大量的高温烟气，高温烟气中含有大量的微细粉尘颗粒物。若将高温烟气直接排放到环境中，一方面对员工的身体健康造成直接影响，另一方面对环境的可持续发展造成严重威胁。目前，处理工业中排放的高温烟气的方法主要为湿法除尘、电除尘和袋式除尘，由于袋式除尘的除尘效率、投资费用、设备性能等方面均优于另外两种除尘方式，因此，袋式除尘器正在逐渐主导工业除尘器市场。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袋式除尘器能否高效、稳定、可靠地运行。
由于烟气的高温及化学成分等因素的影响，滤料在使用中其性能会逐渐降低。滤料由于其材质不同，其耐久性也不同。当滤料在高温及含氧条件下使用时，如大型燃煤锅炉烟气、尤其是电袋复合除尘的场所，有些滤料会提前失效，造成很大的损失。
发明内容
为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供一种耐高温滤料及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种耐高温滤料的制备方法，包括如下步骤：
第一步、将玄武岩纤维和玻璃纤维经过2次开松后按照重量份混合，混合后再进行3次开松，再将开松后的纤维梳理成纤维网，按照交叉铺网原理运行的铺网机上分别铺设10层纤维网，采用针刺加固方法，将交叉铺网后的纤维网分别经过一道预针刺和两道主针刺工艺加固，得到基布，针刺加固时的针刺频率为440-460次/min；
第二步、将基布放在浸渍液中，处理6h，处理结束后取出，微波2KW加热40s，得到一种耐高温滤料。
进一步地，浸渍液通过如下步骤制备：
按照重量份称取如下重量份原料：海泡石粉5-15份、聚四氟乙烯15-25份、全氟烷基乙基丙烯酸酯10-20份、改性石墨烯5-7份、水10-15份，将称取好的原料混合，得到浸渍液。
进一步地，改性石墨烯通过如下步骤制备：
步骤S11、将对苯二胺加入氧化石墨烯悬浮液中，搅拌混合，在温度为60℃条件下，搅拌反应4h，反应结束后，将得到的反应液，在转速为8000r/min条件下，离心10min，离心结束后，用乙醇和蒸馏水洗涤，洗涤结束后，冷冻干燥，得到胺基化石墨烯；
步骤S12、将胺基化石墨烯加入乙醇水溶液中，超声分散30min，然后加入γ―氨丙基三乙氧基硅烷，用盐酸调节pH值为3，然后加入3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸溶液，加热回流反应10h，反应结束后，经过离心、洗涤、干燥得到改性石墨烯。改性石墨烯是以氧化石墨烯为载体，对其进行处理后，作为抗氧化剂的载体，对具有抗氧化效果的3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸进行负载，利用石墨烯的稳定性，协同发挥抗氧作用。
进一步地，步骤S11中石墨烯悬浮液的浓度为1mg/mL，对苯二胺和氧化石墨烯悬浮液的用量比为8mmol：500mL；
步骤S12中乙醇水溶液为乙醇和水按照体积比3：1混合而成；3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸溶液为3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸和无水乙醇按照用量比2g：25mL混合而成；胺基化石墨烯、乙醇水溶液、γ―氨丙基三乙氧基硅烷和3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸溶液的用量比为2g：100mL：0.3g：25mL。
进一步地，基布中原料的重量份为玄武岩纤维5-8份、玻璃纤维3-7份。
一种耐高温滤料，由上述方法制备而成。
本发明的有益效果：
该滤料通过使用浸渍液、高温热定型处理，在不影响滤料阻力和过滤效率性能的情况下，提高了滤料的耐腐蚀性能，提高了滤料的使用效果，制得的基布经过浸渍液处理、固化后，在基布的纤维上形成均匀的保护层，以提高纤维表面的综合性能；其中浸渍液中的全氟烷基乙基丙烯酸酯作为含氟表面活性剂，其分子疏水端吸附于纤维表面，亲水性基团指向空间，形成极性界面，吸附空气中的水分子，降低纤维表面比电阻，提高抗静电效果；海泡石还具有脱色、隔热、绝缘、抗腐蚀、抗辐射及热稳定等性能。改性石墨烯对腐蚀介质具有较大的抗渗透作用，使得腐蚀介质渗入路径增长，有效阻止腐蚀介质到达纤维表面，提高滤料的使用寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
浸渍液通过如下步骤制备：
步骤S11、将对苯二胺加入氧化石墨烯悬浮液中，搅拌混合，在温度为60℃条件下，搅拌反应4h，反应结束后，将得到的反应液，在转速为8000r/min条件下，离心10min，离心结束后，用乙醇和蒸馏水洗涤，洗涤结束后，冷冻干燥，得到胺基化石墨烯；石墨烯悬浮液的浓度为1mg/mL，对苯二胺和氧化石墨烯悬浮液的用量比为8mmol：500mL；
步骤S12、将胺基化石墨烯加入乙醇水溶液中，超声分散30min，然后加入γ―氨丙基三乙氧基硅烷，用盐酸调节pH值为3，然后加入3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸溶液，加热回流反应10h，反应结束后，经过离心、洗涤、干燥得到改性石墨烯。乙醇水溶液为乙醇和水按照体积比3：1混合而成；3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸溶液为3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸和无水乙醇按照用量比2g：25mL混合而成；胺基化石墨烯、乙醇水溶液、γ―氨丙基三乙氧基硅烷和3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸溶液的用量比为2g：100mL：0.3g：25mL。
步骤S13、按照重量份称取如下重量份原料：海泡石粉5份、聚四氟乙烯15份、全氟烷基乙基丙烯酸酯10份、改性石墨烯5份、水10份，将称取好的原料混合，得到浸渍液。
实施例2
浸渍液通过如下步骤制备：
步骤S11、将对苯二胺加入氧化石墨烯悬浮液中，搅拌混合，在温度为60℃条件下，搅拌反应4h，反应结束后，将得到的反应液，在转速为8000r/min条件下，离心10min，离心结束后，用乙醇和蒸馏水洗涤，洗涤结束后，冷冻干燥，得到胺基化石墨烯；石墨烯悬浮液的浓度为1mg/mL，对苯二胺和氧化石墨烯悬浮液的用量比为8mmol：500mL；
步骤S12、将胺基化石墨烯加入乙醇水溶液中，超声分散30min，然后加入γ―氨丙基三乙氧基硅烷，用盐酸调节pH值为3，然后加入3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸溶液，加热回流反应10h，反应结束后，经过离心、洗涤、干燥得到改性石墨烯。乙醇水溶液为乙醇和水按照体积比3：1混合而成；3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸溶液为3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸和无水乙醇按照用量比2g：25mL混合而成；胺基化石墨烯、乙醇水溶液、γ―氨丙基三乙氧基硅烷和3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸溶液的用量比为2g：100mL：0.3g：25mL。
步骤S13、按照重量份称取如下重量份原料：海泡石粉15份、聚四氟乙烯25份、全氟烷基乙基丙烯酸酯20份、改性石墨烯7份、水15份，将称取好的原料混合，得到浸渍液。
实施例3
一种耐高温滤料的制备方法，包括如下步骤：
第一步、将玄武岩纤维和玻璃纤维经过2次开松后按照重量份混合，混合后再进行3次开松，再将开松后的纤维梳理成纤维网，按照交叉铺网原理运行的铺网机上分别铺设10层纤维网，采用针刺加固方法，将交叉铺网后的纤维网分别经过一道预针刺和两道主针刺工艺加固，得到基布，针刺加固时的针刺频率为440-460次/min；基布中原料的重量份为玄武岩纤维5份、玻璃纤维5份。
第二步、将基布放在实施例2制得的浸渍液中，处理6h，处理结束后取出，微波2KW加热40s，得到一种耐高温滤料。
实施例4
一种耐高温滤料的制备方法，包括如下步骤：
第一步、将玄武岩纤维和玻璃纤维经过2次开松后按照重量份混合，混合后再进行3次开松，再将开松后的纤维梳理成纤维网，按照交叉铺网原理运行的铺网机上分别铺设10层纤维网，采用针刺加固方法，将交叉铺网后的纤维网分别经过一道预针刺和两道主针刺工艺加固，得到基布，针刺加固时的针刺频率为440-460次/min；基布中原料的重量份为玄武岩纤维7份、玻璃纤维3份。
第二步、将基布放在实施例2制得的浸渍液中，处理6h，处理结束后取出，微波2KW加热40s，得到一种耐高温滤料。
实施例5
一种耐高温滤料的制备方法，包括如下步骤：
第一步、将玄武岩纤维和玻璃纤维经过2次开松后按照重量份混合，混合后再进行3次开松，再将开松后的纤维梳理成纤维网，按照交叉铺网原理运行的铺网机上分别铺设10层纤维网，采用针刺加固方法，将交叉铺网后的纤维网分别经过一道预针刺和两道主针刺工艺加固，得到基布，针刺加固时的针刺频率为440-460次/min；基布中原料的重量份为玄武岩纤维8份、玻璃纤维2份。
第二步、将基布放在实施例2制得的浸渍液中，处理6h，处理结束后取出，微波2KW加热40s，得到一种耐高温滤料。
对比例1
将实施例4中的浸渍液中的改性石墨烯去掉，其余原料及制备过程保持不变。
对实施例3-5和对比例1制得的样品进行测试，将制得的样品浸泡在60℃、质量分数5％的氢氧化钠溶液中，浸泡3天，然后制成直径为1.2m的滤袋；
测试结果如下表1所示：
表1
| 稳定运行平均值 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 |
| 粉尘排放量mg/m<sup>3</sup> | ≤17 | ≤17 | ≤17 | ≤30 |
从上表1可知，本发明制得的滤料过滤性能稳定。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种耐高温滤料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步、将玄武岩纤维和玻璃纤维开松后按照重量份混合，混合后再进行3次开松，再将开松后的纤维梳理成纤维网，按照交叉铺网铺设10层纤维网，采用针刺加固，得到基布；
第二步、将基布放在浸渍液中，处理6h，处理结束后取出，微波2KW加热40s，得到一种耐高温滤料；
所述浸渍液通过如下步骤制备：
按照重量份称取如下重量份原料：海泡石粉5-15份、聚四氟乙烯15-25份、全氟烷基乙基丙烯酸酯10-20份、改性石墨烯5-7份、水10-15份，将称取好的原料混合，得到浸渍液。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温滤料的制备方法，其特征在于，改性石墨烯通过如下步骤制备：
步骤S11、将对苯二胺加入氧化石墨烯悬浮液中，搅拌混合，在温度为60℃条件下，搅拌反应4h，得到胺基化石墨烯；
步骤S12、将胺基化石墨烯加入乙醇水溶液中，超声分散30min，然后加入γ―氨丙基三乙氧基硅烷，用盐酸调节pH值为3，然后加入3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸溶液，加热回流反应10h，得到改性石墨烯。
3.根据权利要求2所述的一种耐高温滤料的制备方法，其特征在于，步骤S11中石墨烯悬浮液的浓度为1mg/mL，对苯二胺和氧化石墨烯悬浮液的用量比为8mmo l：500mL；
步骤S12中乙醇水溶液为乙醇和水按照体积比3：1混合而成；3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸溶液为3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸和无水乙醇按照用量比2g：25mL混合而成；胺基化石墨烯、乙醇水溶液、γ―氨丙基三乙氧基硅烷和3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸溶液的用量比为2g：100mL：0.3g：25mL。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温滤料的制备方法，其特征在于，基布中原料的重量份为玄武岩纤维5-8份、玻璃纤维3-7份。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温滤料的制备方法，其特征在于，针刺加固时的针刺频率为440-460次/min。
6.一种耐高温滤料，其特征在于，根据权利要求1-5任一项所述的制备方法制备而成。
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