CN114432792B - 一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料，多层过滤材料包括第一纤维网过滤层、第二织物增强层和第三纤维网非过滤层，第一纤维网过滤层由聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维混合而成，聚四氟乙烯短纤维的平均纤度为0.5D‑5.0D；第一改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0‑2个氧原子相连接，且氧原子的数量至少为硫原子数量的30％，第一改性聚苯硫醚短纤维的平均纤度为0.5D‑2.5D；聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态为大于70％的聚四氟乙烯短纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯短纤维中两根或者两根以上直接相邻的少于30％。本发明耐高温、耐化学药品，过滤效果极佳。
Description
技术领域
本发明涉及过滤材料技术领域，特别涉及一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料。
背景技术
随着国家提出碳达峰和碳中和的目标，对环保的要求也越来越高，各个省份逐渐对排放采取更加严格的要求。随着国家加大对大气环境的整治，国内的空气质量指数也呈现逐渐优化的趋势。但是我们很多排放量大的企业，如垃圾焚烧厂、水泥厂、钢铁厂等，其排放浓度难以达到20mg/m2以内，现有的过滤材料难以兼具耐热性好、过滤性好的特点。目前市场的过滤材料用改性聚苯硫醚纤维和聚四氟乙烯纤维共混后经过针刺或水刺得到耐热的过滤材料，但是改性聚苯硫醚纤维和聚四氟乙烯纤维以何种方式混合没有明确的技术方案，仅是通过限定改性聚苯硫醚纤维和聚四氟乙烯纤维的重量比，在实际生产中，容易出现改性聚苯硫醚纤维和聚四氟乙烯纤维分别团聚的现象，聚四氟乙烯纤维的团聚会导致局部过滤性能偏低，粉尘从聚四氟乙烯纤维的团聚处穿透，过滤性能无法达到20mg/Nm3以内的排放效果，由于改性聚苯硫醚并不能完全达到和聚四氟乙烯匹敌的耐温性能。针对垃圾焚烧等一些复杂的工况环境，对于过滤材料不仅仅需要很高的过滤效果，还需要拥有耐腐蚀、抗氧化、耐高温，力学性能优秀，使用寿命长，结构稳定等特点，因此，亟需一种新的技术方案解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料，解决了混合型的过滤材料容易局部变脆、局部团聚的问题，本发明的多层过滤材料能在高浓度腐蚀性气体中使用，耐高温，过滤性能好。
本发明的技术解决方案如下：一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料，所述多层过滤材料至少包括第一纤维网过滤层、第二织物增强层和第三纤维网非过滤层，所述第一纤维网过滤层为迎尘面，所述第一纤维网过滤层由聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维混合而成，所述聚四氟乙烯短纤维在第一纤维网中的重量比为20-60％，所述聚四氟乙烯短纤维的平均纤度为0.5D-5.0D；所述第一改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0-2个氧原子相连接，且氧原子的数量至少为硫原子数量的30％，所述第一改性聚苯硫醚短纤维平均纤度为0.5D-2.5D；所述聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态为大于70％的聚四氟乙烯短纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯短纤维中两根或者两根以上直接相邻的少于30％；所述聚四氟乙烯短纤维为聚四氟乙烯短纤维。
作为优选的技术方案，所述第三纤维网非过滤层为非迎尘层，所述第三纤维网非过滤层至少包括聚四氟乙烯短纤维，所述聚四氟乙烯短纤维在第三纤维网中的重量比为40％-100％，所述聚四氟乙烯短纤维为聚四氟乙烯短纤维。
作为优选的技术方案，所述第三纤维网非过滤层还包括第二改性聚苯硫醚短纤维，所述第二改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0-2个氧原子相连接。
作为优选的技术方案，所述第二织物增强层由聚四氟乙烯短纤维或聚四氟乙烯长纤维制成，该层克重在60-220g/m2之间。
作为优选的技术方案，所述多层过滤材料的整体克重为550-800g/m2，所述第一纤维网过滤层、第三纤维网非过滤层的重量比为(50-75)：(25-50)。
作为优选的技术方案，所述多层过滤材料的透气度为4-22cm3/cm2/s，所述多层过滤材料的径向以及纬向强力都大于等于800N/5cm。
本发明还提供一种多层过滤材料的制作方法，将聚四氟乙烯短纤维、第一改性聚苯硫醚短纤维混合均匀，使得所述第一纤维网过滤层、第二织物增强层、第三纤维网非过滤层用针刺或者水刺的方法互相结合。
作为优选的技术方案，所述第一纤维网过滤层中聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合方法包括程差混棉、时差混棉、翻滚混棉中的至少一种。
本发明还提供一种滤袋，所述滤袋由多层过滤材料制成。
本发明还提供一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料的制作方法，所述第一纤维网过滤层，第二纤维网过滤层，第三织物增强层，第四纤维网层用针刺或者水刺的方法互相结合。
本发明的有益效果是：采用了耐热性以及耐化学性良好的两种纤维原料，第一改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0-2个氧原子相连接，且氧原子的数量至少为硫原子数量的30％，并且两种纤维材料混合的状态为大于等于70％的聚四氟乙烯短纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯短纤维中两根或者两根以上直接相邻的少于30％，混合均匀，防止局部团聚喝局部变脆，可以使用在恶劣的环境之中，如垃圾焚烧、水泥、钢铁等场所，耐高温耐腐蚀，过滤效果好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步描述；
目前市场上为了提升过滤性能，有的企业采用了将改性聚苯硫醚纤维和聚四氟乙烯纤维共混后进行针刺或水刺加工制得耐热的过滤材料，但是却未对混合均匀性或者分层进行明确定义，在实际生产中，混合均匀性可控性差，若混合不均匀会导致聚四氟乙烯团聚，使得局部过滤性能偏低，粉尘从聚四氟乙烯团聚处穿透，反而降低了过滤性能，而且这种方案要使得过滤性达到5mg/Nm3，整体的克重要超过900g/m2，增加了生产成本和使用成本。
本发明人提出一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料，一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料，所述多层过滤材料至少包括第一纤维网过滤层、第二织物增强层和第三纤维网非过滤层，所述第一纤维网过滤层为迎尘面，所述第一纤维网过滤层由聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维混合而成，所述聚四氟乙烯短纤维在第一纤维网中的重量比为20-60％，所述聚四氟乙烯短纤维的平均纤度为0.5D-5.0D；所述第一改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，硫原子随机与0-2个氧原子相连接，且氧原子数量至少为硫原子数量的30％，所述第一改性聚苯硫醚短纤维平均纤度为0.5D-2.5D；所述聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态为大于等于70％的聚四氟乙烯短纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯短纤维中两根或者两根以上直接相邻的少于30％；
本发明人发现当聚四氟乙烯纤维的重量比例小于20％时，耐高温性、耐腐蚀性会急剧下降，难以达到长期工作温度200℃的使用条件，而聚四氟乙烯短纤维的重量比例大于60％时，由于聚四氟乙烯短纤维的比例高，使得第一改性聚苯硫醚短纤维难以均匀地包裹在聚四氟乙烯短纤维四周，聚四氟乙烯短纤维不容易分散、容易团聚，对过滤性能造成不良影响，实际排放难以达到20mg/Nm3以内，粉尘容易穿透，造成压损上升，寿命减短；聚四氟乙烯短纤维的平均纤度为0.5D-5.0D，当该聚四氟乙烯纤维平均纤度小于0.5D时，由于平均纤度过小，会导致难以梳理、棉结过多，过滤性能不会再有提升，且会降低生产效率，增加成本，当聚四氟乙烯平均纤度大于5.0D时，即使有第一改性聚苯硫醚短纤维存在，也难以补充其过滤效果的缺失，无法达到10mg/Nm3以内的排放要求；第一纤维网过滤层中的第一改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0-2个氧原子相连接，且氧原子的数量至少为硫原子数量的30％，所述第一改性聚苯硫醚短纤维为聚苯硫醚改性纤维，本发明人发现氧原子的含量如果少于硫原子的30％，则会影响第一改性聚苯硫醚短纤维的耐热性能以及耐腐蚀性气体的性能，无法达到长期工作温度220℃的要求；所述第一改性聚苯硫醚短纤维平均纤度为0.5D-2.5D，为了发挥滤毡整体的过滤性能，第一改性聚苯硫醚短纤维起了主要的作用，第一改性聚苯硫醚短纤维的平均纤度决定了整体的过滤效果，当第一改性聚苯硫醚短纤维的平均纤度小于1.0D时，能够比较稳定地满足5mg/Nm3以内的排放要求，1.0D-1.5D之间时满足10mg/Nm3以内的排放要求，若第一改性聚苯硫醚短纤维的平均纤度在1.5D-2.5D时，则满足20mg/Nm3以内的排放要求，若第一改性聚苯硫醚短纤维的平均纤度大于2.5D，则无法满足20mg/Nm3以内的排放要求；所述聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态，大于70％的聚四氟乙烯短纤维被多根第二种纤维包围，聚四氟乙烯纤维两根或者两根以上直接相邻的小于30％，混合状态决定了多层过滤材料的过滤性能以及耐温耐腐蚀效果，聚四氟乙烯纤维的耐温耐腐蚀性能要优于第一改性聚苯硫醚纤维，当聚四氟乙烯纤维太多的团聚在一起时，也就意味着第一改性聚苯硫醚纤维也发生了团聚，这种情况下，第一改性聚苯硫醚纤维的团聚部分的耐热性是无法达到长期工作温度220℃，瞬时工作温度270℃的，团聚部分会裂解失效，降低使用寿命，粉尘容易侵入团聚部分，造成过滤性能降低。
在其中一些实施例中，所述第三纤维网非过滤层为非迎尘层，所述第三纤维网非过滤层至少由聚四氟乙烯短纤维组成，聚四氟乙烯短纤维在第三纤维网非过滤层中的重量比为40％-100％，第三纤维网非过滤层主要起支撑强力的作用，第三纤维网非过滤层可以全部由聚四氟乙烯纤维组成，还可以加入第二改性聚苯硫醚短纤维，第二改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0-2个氧原子相连接，第二改性聚苯硫醚短纤维与第一改性聚苯硫醚短纤维的区别在于，第二改性聚苯硫醚短纤维中氧原子数量和硫原子数量不做特别要求。本发明人发现第二改性聚苯硫醚短纤维在第三纤维网非过滤层中的含量不能超过60wt％，当第二改性聚苯硫醚短纤维的含量超过60wt％，整体的耐温、耐化学药品性能会下降，含量不超过60wt％会提升其加工性能，耐温、耐化学药品性能也符合要求。
在其中一些实施例中，所述第二织物增强层由聚四氟乙烯短纤维或者聚四氟乙烯长纤维制得，第二织物增强层的克重在60-220g/m2之间；聚四氟乙烯短纤维或者聚四氟乙烯长纤维能有效地提升多层过滤材料的耐温、耐化学药品性能。本发明人发现当该层克重小于60g/m2时，多层过滤材料的径向强力会下降，会小于800N/5cm，降低使用寿命，当该层克重大于220g/㎡时，第一纤维网过滤层的克重相应减少，造成整体过滤效果降低，也会造成第三纤维网非过滤层的克重减少，制成滤袋后，与龙骨摩擦后易损坏，导致第二织物增强层露出，使用寿命变短。
在其中一些实施例中，多层过滤材料的整体克重为550-800g/m2，所述第一纤维网过滤层、第三纤维网非过滤层的重量比为(50-75)：(25-50)，当多层过滤材料的克重小于550g/m2时，第一纤维网过滤层的纤维过少，导致了过滤性能降低，无法满足10mg/Nm3的排放要求，且纬向强力过小，无法满足800N/5cm以上的要求，当克重大于800g/㎡后，过滤性能不会增加，反而会增加原料成本，制作成滤袋时，由于重容易有压痕，同时第一纤维网过滤层、第三纤维网非过滤层的重量比为(50-75)：(25-50)，若第一纤维网过滤层、第三纤维网非过滤层的重量比高于75：25，虽然过滤性能达到要求，但纬向强力太小，若第一纤维网过滤层、第三纤维网非过滤层的重量比低于50：50，则过滤性能达不到要求，最佳的，第一纤维网过滤层、第三纤维网非过滤层的重量比为50：50。
在其中一些实施例中，多层过滤材料的透气度为4-22cm3/cm2/s，多层过滤材料的径向以及纬向强力都大于等于800N/5cm。多层过滤材料的透气度会影响该材料的过滤效果，透气度大于22cm3/cm2/s，对于粉尘的捕集效果会变差，透气度小于4cm3/cm2/s，则该材料作为滤袋使用时，整体压差过高。
所述多层过滤材料制成滤袋，所述滤袋被应用于沥青、水泥窑、垃圾焚烧、火力发电、钢铁制造等领域，特别适用于垃圾焚烧等工况相对复杂、温度高于190度的领域。
本发明还提供一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料的制作方法，包括以下步骤：将聚四氟乙烯短纤维、第一改性聚苯硫醚短纤维充分混合，使得聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态为大于等于70％的聚四氟乙烯短纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯短纤维中两根或者两根以上直接相邻的少于30％，第一纤维网过滤层、第二织物增强层、第三纤维网非过滤层用针刺或者水刺的方法互相结合，第一纤维网过滤层以及第三纤维网非过滤层分别经过混合开松-梳理-交叉-预刺的方法制得，或者第一纤维网过滤层以及第三纤维网非过滤层分别经过混合开松-梳理-直铺网-预刺的方法制得，在生产过程中环境湿度达到50％湿度以上，以便更好地进行梳理，并加入适量的防静电剂。第一纤维网过滤层、第二织物增强层、第三纤维网非过滤层的针刺或水刺密度为600-1800刺/cm2,热定型后制得多层过滤材料，并轧光及烧毛。
在其中一些实施例中，当第三纤维网非过滤层由两种不同的纤维制成时，第一纤维网过滤层在两种不同的纤维混合时方法区别于第三纤维网非过滤层，所述第一纤维网过滤层中的两种不同的纤维混合包括程差混棉、时差混棉、翻滚混棉中的至少一种，且第一纤维网过滤层的混合时间为第三纤维网非过滤层的混合时间的两倍及两倍以上，优选的，第一纤维网中两种不同的纤维混合方法选择程差混棉、时差混棉、翻滚混棉中的至少两种，采用两种或者两种以上混合方式加工是为了增强其均匀性，达到聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态，即大于70％的聚四氟乙烯纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯纤维两根或者两根以上直接相邻的小于等于30％，优选地，大于80％的聚四氟乙烯纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯纤维两根或者两根以上直接相邻的小于20％。
实施例1
一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料，第一纤维网过滤层中包括聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维，聚四氟乙烯短纤维在第一纤维网过滤层中的重量比为30％，聚四氟乙烯短纤维的平均纤度为3.0D，第一改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0-2个氧原子相连接，氧原子数量为硫原子数量的70％，第一改性聚苯硫醚短纤维的平均纤度为0.9D，第三纤维网非过滤层为平均纤度3.0D的聚四氟乙烯短纤维和平均纤度为2.0D的改性聚苯硫醚按照重量比70：30比例混合而成的纤维网，第二织物增强层由聚四氟乙烯短纤维制成，第二织物增强层的克重为120g/㎡，第一纤维网过滤层和第三纤维网非过滤层的重量比为50：50，第一纤维网过滤层采用程差混棉、翻滚混棉、时差混棉三道混棉方式，时间共计18分钟，所述聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态为大于80％的聚四氟乙烯短纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯短纤维中两根或者两根以上直接相邻的小于20％，然后第一纤维网过滤层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，第三纤维网非过滤层采用程差混棉的混棉方式，时间共计9分钟，然后第三纤维网非过滤层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，第二织物增强层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，然后第一纤维网过滤层、第二织物增强层、第三纤维网非过滤层采用水刺的方法结合，最后经过热定型、轧光、烧毛得到多层过滤材料，整体克重为800g/m2，用多层过滤材料制造的滤袋缝合以后用胶水密封针眼，滤袋应用于垃圾焚烧、钢铁领域。
实施例2
一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料，第一纤维网过滤层中包括聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维，聚四氟乙烯短纤维在第一纤维网过滤层中的重量比为50％，聚四氟乙烯短纤维的平均纤度为3.0D，第一改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0-2个氧原子相连接，氧原子数量为硫原子数量的50％，第一改性聚苯硫醚短纤维的平均纤度为1.5D，第三纤维网非过滤层为平均纤度3.0D的聚四氟乙烯短纤维和平均纤度为2.0D的改性聚苯硫醚按照重量比70：30比例混合而成的纤维网，第二织物增强层由聚四氟乙烯短纤维制成，第二织物增强层的克重为120g/㎡，第一纤维网过滤层和第三纤维网非过滤层的重量比为50：50，第一纤维网过滤层采用程差混棉、翻滚混棉两道混棉方式，时间共计20分钟，所述聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态为大于70％的聚四氟乙烯短纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯短纤维中两根或者两根以上直接相邻的小于30％，然后第一纤维网过滤层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，第三纤维网非过滤层采用翻滚混棉的混棉方式，时间共计8分钟，然后第三纤维网非过滤层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，第二织物增强层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，然后第一纤维网过滤层、第二织物增强层、第三纤维网非过滤层采用针刺的方法结合，最后经过热定型、轧光、烧毛得到多层过滤材料，整体克重为800g/m2，用多层过滤材料制造的滤袋缝合以后用胶水密封针眼，滤袋应用于垃圾焚烧、钢铁领域。
实施例3
一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料，第一纤维网过滤层中包括聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维，聚四氟乙烯短纤维在第一纤维网过滤层中的重量比为20％，聚四氟乙烯短纤维的平均纤度为3.0D，第一改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0-2个氧原子相连接，氧原子数量为硫原子数量的80％，第一改性聚苯硫醚短纤维的平均纤度为2.0D，第三纤维网非过滤层为平均纤度3.0D的聚四氟乙烯短纤维和平均纤度为2.0D的改性聚苯硫醚按照重量比70：30比例混合而成的纤维网，第二织物增强层由聚四氟乙烯短纤维制成，第二织物增强层的克重为100g/㎡，第一纤维网过滤层和第三纤维网非过滤层的重量比为50：50，第一纤维网过滤层采用程差混棉、翻滚混棉两道混棉方式，时间共计15分钟，所述聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态为大于70％的聚四氟乙烯短纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯短纤维中两根或者两根以上直接相邻的小于30％，然后第一纤维网过滤层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，第三纤维网非过滤层采用程差混棉的混棉方式，时间共计7分钟，然后第三纤维网非过滤层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，第二织物增强层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，然后第一纤维网过滤层、第二织物增强层、第三纤维网非过滤层采用针刺的方法结合，最后经过热定型、轧光、烧毛得到多层过滤材料，整体克重为600g/m2，用多层过滤材料制造的滤袋缝合以后用胶水密封针眼，滤袋应用于垃圾焚烧、钢铁领域。
实施例4
一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料，第一纤维网过滤层中包括聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维，聚四氟乙烯短纤维在第一纤维网过滤层中的重量比为30％，聚四氟乙烯短纤维的平均纤度为1.0D，第一改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0-2个氧原子相连接，氧原子数量为硫原子数量的70％，第一改性聚苯硫醚短纤维的平均纤度为0.8D，第三纤维网非过滤层为平均纤度3.0D的聚四氟乙烯短纤维和平均纤度为2.0D的改性聚苯硫醚按照重量比50：50比例混合而成的纤维网，第二织物增强层由聚四氟乙烯短纤维制成，第二织物增强层的克重为100g/㎡，第一纤维网过滤层和第三纤维网非过滤层的重量比为50：50，第一纤维网过滤层采用程差混棉、翻滚混棉两道混棉方式，时间共计15分钟，所述聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态为大于70％的聚四氟乙烯短纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯短纤维中两根或者两根以上直接相邻的小于30％，然后第一纤维网过滤层经过梳理-交叉铺网-预水刺制得，第三纤维网非过滤层采用程差混棉的混棉方式，时间共计7分钟，然后第三纤维网非过滤层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，第二织物增强层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，然后第一纤维网过滤层、第二织物增强层、第三纤维网非过滤层采用水刺的方法结合，最后经过热定型、轧光、烧毛得到多层过滤材料，整体克重为800g/m2，用多层过滤材料制造的滤袋缝合以后用胶水密封针眼，滤袋应用于垃圾焚烧、钢铁领域。
比较例1
第一纤维网过滤层中包括聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维，聚四氟乙烯短纤维在第一纤维网过滤层中的重量比为30％，聚四氟乙烯短纤维的平均纤度为3.0D，第一改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0-2个氧原子相连接，氧原子数量为硫原子数量的70％，第一改性聚苯硫醚短纤维的平均纤度为0.9D，第三纤维网非过滤层为平均纤度3.0D的聚四氟乙烯短纤维和平均纤度为2.0D的改性聚苯硫醚按照重量比70：30比例混合而成的纤维网，第二织物增强层由聚四氟乙烯短纤维制成，第二织物增强层的克重为120g/㎡，第一纤维网过滤层和第三纤维网非过滤层的重量比为50：50，第一纤维网过滤层采用程差混棉、翻滚混棉两道混棉方式，时间共计8分钟，所述聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态为小于70％的聚四氟乙烯短纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯短纤维中两根或者两根以上直接相邻的大于30％，然后第一纤维网过滤层经过梳理-交叉铺网-预水刺制得，第三纤维网非过滤层采用程差混棉的混棉方式，时间共计4分钟，然后第三纤维网非过滤层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，第二织物增强层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，然后第一纤维网过滤层、第二织物增强层、第三纤维网非过滤层采用水刺的方法结合，最后经过热定型、轧光、烧毛得到多层过滤材料，整体克重为800g/m2，用多层过滤材料制造的滤袋缝合以后用胶水密封针眼，滤袋应用于垃圾焚烧、钢铁领域。
比较例2
第一纤维网过滤层中包括聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维，聚四氟乙烯短纤维在第一纤维网过滤层中的重量比为90％，聚四氟乙烯短纤维的平均纤度为2.0D，第一改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0-2个氧原子相连接，氧原子数量为硫原子数量的70％，第一改性聚苯硫醚短纤维的平均纤度为3.0D，第三纤维网非过滤层为平均纤度3.0D的聚四氟乙烯短纤维和平均纤度为2.0D的改性聚苯硫醚按照重量比70：30比例混合而成的纤维网，第二织物增强层由聚四氟乙烯短纤维制成，第二织物增强层的克重为120g/㎡，第一纤维网过滤层和第三纤维网非过滤层的重量比为50：50，第一纤维网过滤层采用程差混棉、翻滚混棉两道混棉方式，时间共计8分钟，所述聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态为小于70％的聚四氟乙烯短纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯短纤维中两根或者两根以上直接相邻的大于30％，然后第一纤维网过滤层经过梳理-交叉铺网-预水刺制得，第三纤维网非过滤层采用程差混棉的混棉方式，时间共计4分钟，然后第三纤维网非过滤层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，第二织物增强层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，然后第一纤维网过滤层、第二织物增强层、第三纤维网非过滤层采用水刺的方法结合，最后经过热定型、轧光、烧毛得到多层过滤材料，整体克重为800g/m2，用多层过滤材料制造的滤袋缝合以后用胶水密封针眼，滤袋应用于垃圾焚烧、钢铁领域。
比较例3
第一纤维网过滤层中包括聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维，聚四氟乙烯短纤维在第一纤维网过滤层中的重量比为30％，聚四氟乙烯短纤维的平均纤度为5.0D，第一改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0-2个氧原子相连接，氧原子数量为硫原子数量的10％，第一改性聚苯硫醚短纤维的平均纤度为0.9D，第三纤维网非过滤层为平均纤度3.0D的聚四氟乙烯短纤维和平均纤度为2.0D的改性聚苯硫醚按照重量比70：30比例混合而成的纤维网，第二织物增强层由聚四氟乙烯短纤维制成，第二织物增强层的克重为120g/㎡，第一纤维网过滤层和第三纤维网非过滤层的重量比为50：50，第一纤维网过滤层采用程差混棉、翻滚混棉两道混棉方式，时间共计18分钟，所述聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态为大于70％的聚四氟乙烯短纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯短纤维中两根或者两根以上直接相邻的小于30％，然后第一纤维网过滤层经过梳理-交叉铺网-预水刺制得，第三纤维网非过滤层采用程差混棉的混棉方式，时间共计9分钟，然后第三纤维网非过滤层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，第二织物增强层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，然后第一纤维网过滤层、第二织物增强层、第三纤维网非过滤层采用水刺的方法结合，最后经过热定型、轧光、烧毛得到多层过滤材料，整体克重为800g/m2，用多层过滤材料制造的滤袋缝合以后用胶水密封针眼，滤袋应用于垃圾焚烧、钢铁领域。
对比例4
第一纤维网过滤层中包括聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维，聚四氟乙烯短纤维在第一纤维网过滤层中的重量比为30％，聚四氟乙烯短纤维的平均纤度为1.0D，第一改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0-2个氧原子相连接，氧原子数量为硫原子数量的10％，第一改性聚苯硫醚短纤维的平均纤度为3.0D，第三纤维网非过滤层为平均纤度3.0D的聚四氟乙烯短纤维和平均纤度为2.0D的改性聚苯硫醚按照重量比70：30比例混合而成的纤维网，第二织物增强层由聚四氟乙烯短纤维制成，第二织物增强层的克重为120g/㎡，第一纤维网过滤层和第三纤维网非过滤层的重量比为50：50，第一纤维网过滤层将两种短纤维简单进行混合，所述聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态为小于70％的聚四氟乙烯短纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯短纤维中两根或者两根以上直接相邻的大于30％，然后第一纤维网过滤层经过梳理-交叉铺网-预水刺制得，第三纤维网非过滤层将两种短纤维简单进行混合，然后第三纤维网非过滤层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，第二织物增强层经过梳理-交叉铺网-预针刺制得，然后第一纤维网过滤层、第二织物增强层、第三纤维网非过滤层采用水刺的方法结合，最后经过热定型、轧光、烧毛得到多层过滤材料，整体克重为800g/m2，用多层过滤材料制造的滤袋缝合以后用胶水密封针眼，滤袋应用于垃圾焚烧、钢铁领域。
对实施例1-4以及对比例1-4进行各个性能的测试方法如下所示，但是测试方法并不局限于此，且测试的结果已体现在实施例1-4以及对比例1-4的文字描述和表1中。
纤维的平均纤度
采用扫描电子显微镜(SEM)对多层过滤材料的断面进行测试，在第一层断面上随机取10个点进行制样测试，每个点放大倍率为100-500倍，第一层内的纤维为改性聚苯硫醚纤维。一共标出至少100根纤维的直径，取其平均值，计算纤度。
在第二层的断面上随机抽取10个点进行制样测试，每个点的放大倍率为100-500倍，其中改性聚苯硫醚为圆形，聚四氟乙烯为异形，每个点分别至少标出10根改性聚苯硫醚以及10根聚四氟乙烯纤维的直径或者类圆直径。一共各至少标出100根纤维的直径或类圆直径，取其平均值，通过直径以及密度可算出纤度。
聚四氟乙烯纤维的含量
采用扫描电子显微镜(SEM)对多层过滤材料的第二层断面进行测试，在断面上随机抽取10个点进行制样测试，每个测试点放大倍率为300倍，标出所有纤维的直径或者类圆直径，由于聚四氟乙烯纤维和改性聚苯硫醚纤维形态不同，应该可以分辨聚四氟乙烯纤维占整体的比例，根据断面各个两种纤维断面的面积比例以及材料各自的密度，可以计算出其重量比例。
克重
采取GB/T 4669-2008标准，将材料剪为20cm×20cm的形状，总计不少于5块，分别称重，然后通过计算得到多层过滤材料的克重，取其平均值。
透气度
基于ASTMD7370-2018标准，压力为125Pa，测试多层过滤材料任意5个点的透气度，取其平均值。
表1测试结果
| 对象 | 整体透气度 | 排放浓度 | 长期工作温度 | 瞬时最高工作温度 | 使用年限 |
| 实施例1 | 8cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s | 5mg/Nm<sup>3</sup> | 220℃ | 270℃ | 3年以上不破损 |
| 实施例2 | 11cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s | 10mg/Nm<sup>3</sup> | 220℃ | 270℃ | 3年以上不破损 |
| 实施例3 | 17cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s | 20mg/Nm<sup>3</sup> | 220℃ | 270℃ | 2年以上不破损 |
| 实施例4 | 7cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s | 5mg/Nm<sup>3</sup> | 210℃ | 260℃ | 3年以上不破损 |
| 对比例1 | 8cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s | 20mg/Nm<sup>3</sup> | 190℃ | 250℃ | 2年以上 |
| 对比例2 | 11cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s | 30mg/Nm<sup>3</sup> | 190℃ | 230℃ | 2年以上 |
| 对比例3 | 8cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s | 30mg/Nm<sup>3</sup> | 190℃ | 240℃ | 3年以上不破损 |
| 对比例4 | 无法测量 | 发生团聚 | 190℃ | 240℃ | 小于1年 |
从实施例1-4的测试结果来看，实施例1-4中的多层过滤材料的耐热性达到长期使用温度200℃以上，瞬时使用温度最高不低于260℃，并且排放浓度都不高于20mg/Nm3，整体克重不高于900g/m2，多层过滤材料在整体克重不大的情况下，仍然有很好的过滤性和耐高温性，对比例1-4明显无法兼顾过滤性能和耐高温性，尤其是对比例4，制得的多层过滤材料发生局部团聚，导致透气度极度不平均，无法准确测量，排放浓度也及其不稳定，使用年限低于一年。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的描述，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料，其特征在于，所述多层过滤材料至少包括第一纤维网过滤层、第二织物增强层和第三纤维网非过滤层，所述第一纤维网过滤层为迎尘面，所述第一纤维网过滤层由聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维混合而成，所述聚四氟乙烯短纤维在第一纤维网过滤层中的重量比为20-60%，所述聚四氟乙烯短纤维的平均纤度为0.5D-5.0D；所述第一改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0-2个氧原子相连接，且氧原子的数量至少为硫原子数量的30%，所述第一改性聚苯硫醚短纤维的平均纤度为0.5D-2.5D；所述聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态为大于70%的聚四氟乙烯短纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯短纤维中两根或者两根以上直接相邻的少于30%。
2.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀的多层过滤材料，其特征在于，所述第三纤维网非过滤层为非迎尘层，所述第三纤维网非过滤层至少包括聚四氟乙烯短纤维，所述聚四氟乙烯短纤维在第三纤维网中的重量比为40%-100%。
3.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀的多层过滤材料，其特征在于，所述第三纤维网非过滤层还包括第二改性聚苯硫醚短纤维，所述第二改性聚苯硫醚短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，其硫原子随机与0-2个氧原子相连接。
4.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀的多层过滤材料，其特征在于，所述第二织物增强层由聚四氟乙烯短纤维或聚四氟乙烯长纤维制成，该层克重在60-220g/m2之间。
5.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀的多层过滤材料，其特征在于，所述多层过滤材料的整体克重为550-800g/m2，所述第一纤维网过滤层、第三纤维网非过滤层的重量比为（50-75）：（25-50）。
6.根据权利要求1所述的耐高温耐腐蚀的多层过滤材料，其特征在于，所述多层过滤材料的透气度为4-22cm3/cm2/s，所述多层过滤材料的径向以及纬向强力都大于等于800N/5cm。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚四氟乙烯短纤维、第一改性聚苯硫醚短纤维充分混合得到第一纤维网过滤层，使得聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合状态为大于等于70%的聚四氟乙烯短纤维被多根第一改性聚苯硫醚短纤维包围，聚四氟乙烯短纤维中两根或者两根以上直接相邻的少于30%，所述第一纤维网过滤层、第二织物增强层、第三纤维网非过滤层用针刺或者水刺的方法互相结合。
8.根据权利要求7所述的一种耐高温耐腐蚀的多层过滤材料的制作方法，其特征在于，所述第一纤维网过滤层中聚四氟乙烯短纤维和第一改性聚苯硫醚短纤维的混合方法包括程差混棉、时差混棉、翻滚混棉中的至少一种。
9.一种滤袋，其特征在于：所述滤袋由权利要求1-6中任一项所述的多层过滤材料制成。
10.根据权利要求9所述的一种滤袋，其特征在于：所述滤袋应用于沥青、水泥窑、垃圾焚烧、火力发电、钢铁制造领域。
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