CN114474930A - 一种使用在恶劣环境中的多层过滤材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种使用在恶劣环境中的多层过滤材料，所述多层过滤材料至少包括第一纤维网过滤层、第二纤维网过滤层、第三织物增强层和第四纤维网层，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第一短纤维构成，所述第一短纤维的分子结构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，且氧原子数量至少为硫原子数量的50％，所述第一短纤维的平均纤度为0.5D～1.5D；所述第二纤维网过滤层至少包括第二短纤维；所述第四纤维网层为非迎尘层，所述第四纤维网层至少包括第二短纤维；所述第二短纤维为聚四氟乙烯短纤维。本发明耐高温、耐化学药品，耐热性好，过滤效果极佳。

Description

一种使用在恶劣环境中的多层过滤材料
技术领域
本发明涉及过滤材料技术领域，特别涉及一种使用在恶劣环境中的多层过滤材料。
背景技术
2013年开始，各个省份逐渐对排放采取更加严格的要求，20mg/m3以下的排放呈现普及化的要求。从2016年开始，随着对排放要求日趋严格，10mg/m3以下的排放成为主流。而近些年5mg/m2以内的排放要求有成为主流的趋势。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。但是我们依旧要看到和世界上一些发达国家的差距，空气的治理依旧任重而道远。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。
目前市场上的过滤材料有以下几种方案：1)将聚苯硫醚纤维和改性聚苯硫醚纤维混合作为迎尘面，且改性聚苯硫醚纤维的平均纤维度在2.0D以上；2)将改性聚苯硫醚纤维与聚四氟乙烯纤维混合，以上两种方式的耐热性均难以达到长期工作温度200℃，瞬时最高工作温度260℃的使用要求，而且最终只能达到10mg/m3的排放要求，要达到5mg/m2以内，整体的克重都在800g/m2以上，克重过大导致使用成本和制造成本直线上升，而且过重会导致制成的滤袋容易压损，清灰也不方便。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、耐化学药品，能在高浓度腐蚀性气体中使用，且耐热性好，长期工作温度达到200℃以上，瞬时最高工作温度不低于260℃，在整体克重低于800g/m2时，排放要求也能达到5mg/Nm3以下。
本发明的技术解决方案如下：一种使用在恶劣环境中的多层过滤材料，所述多层过滤材料至少包括第一纤维网过滤层、第二纤维网过滤层、第三织物增强层和第四纤维网层，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第一短纤维构成，所述第一短纤维的分子结构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，且氧原子数量至少为硫原子数量的50％，所述第一短纤维的平均纤度为0.5D～1.5D；所述第二纤维网过滤层至少包括第二短纤维，所述第二短纤维在第二纤维网过滤层中的重量占比为40～100％；所述第四纤维网层为非迎尘层，所述第四纤维网层至少包括第二短纤维，所述第二短纤维在第四纤维网层中的重量占比为40～100％；所述第二短纤维为聚四氟乙烯短纤维。
作为优选的技术方案，所述第一纤维网过滤层的克重为40～160g/m2。
作为优选的技术方案，所述第二纤维网过滤层还包括改性聚苯硫醚短纤维，所述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，所述改性聚苯硫醚短纤维在第二纤维网过滤层中的重量占比不大于60％；所述第四纤维网层还包括改性聚苯硫醚纤维，所述改性聚苯硫醚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，所述改性聚苯硫醚纤维在第四纤维网层中的重量占比不大于60％。
作为优选的技术方案，所述第二纤维网过滤层和第四纤维网层的重量比为(25～50)：(50～75)。
作为优选的技术方案，所述第三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550～680g/m2。
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。
作为优选的技术方案，第一纤维网过滤层的透气度为12～35cm3/cm2/s。
本发明还提供一种滤袋，所述滤袋由多层过滤材料制成。
本发明还提供一种使用在恶劣环境中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，并且采用了多层的结构，为保证其过滤性能，第一纤维网过滤层单独采用了过滤效果优秀的热耐化学药品第一短纤维，其长期工作温度达到了200℃以上，瞬间最高使用温度不低于260℃，并且对于腐蚀性气体具有耐受性，可以使用在恶劣的环境之中，如垃圾焚烧、水泥、钢铁等场所。本案采用了一种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50％的短纤维作为其第一层过滤面，并且采用了分层的方式，以用来保证即使过滤材料克重不大于680g/m2，也能够在实际使用时达到5mg/Nm3的排放要求，节约了成本，且能在恶劣环境中长时间使用3年以上。
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。
本发明人提出一种使用在恶劣环境中的多层过滤材料，所述多层过滤材料至少包括第一纤维网过滤层、第二纤维网过滤层、第三织物增强层和第四纤维网层，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第一短纤维构成，所述第一短纤维的分子结构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50％，所述第一短纤维的平均纤度为0.5D～1.5D；所述第二纤维网过滤层至少包括第二短纤维，所述第二短纤维在第二纤维网过滤层中的重量占比为40～100％；所述第四纤维网层为非迎尘层，所述第四纤维网层至少包括第二短纤维，所述第二短纤维在第四纤维网层中的重量占比为40～100％；所述第二短纤维为聚四氟乙烯短纤维。
本发明人将具有第一短纤维的第一纤维网过滤层作为迎尘面，第一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，且氧原子数量至少为硫原子数量的50％，本发明人发现氧原子与硫原子的数量和该纤维的耐热性能有关，当不含氧原子时该纤维为聚苯硫醚纤维，当含有氧原子但是氧原子数量少于硫原子数量的50％时，虽然耐热性相对于聚苯硫醚纤维有所提升，但是长期工作温度低于200℃，瞬时最高工作温度低于260℃，因此，要使得第一纤维网过滤层的长期工作温度达到200℃，瞬时最高工作温度达到260℃，氧原子数量要大于等于硫原子数量的50％，氧原子数量与硫原子数量的比值优选70％～160％，重均分子量优选10000～60000，在此区间内，第一纤维网过滤层的耐热性好，且制备可控性高，同时在此区间内，第一纤维网过滤层也有很好的耐化学药品性能，当氧原子数量与硫原子数量的比值超过160％，反应时间长，可控性低，耐热性提升很不明显，氧原子和硫原子的连接方式为单键或双键，两种方式均可；第一短纤维的平均纤维度为0.5D～1.5D,第一短纤维的平均纤维度影响着第一纤维网过滤层的过滤性能，平均纤维度越小，过滤性能越好，但本发明人发现，当平均纤维度小于0.5D时，梳理困难，加工性降低，且由于加工时产生大量棉结，过滤性能不会再上升，当平均纤维度大于1.5D时，则难以达到5mg/Nm3以内的排放要求；过滤性能还与第一纤维网过滤层的克重有关，克重越大，过滤性能越好，但是在实际使用，克重过大会造成使用成本上升，使用很不方便，优选的，该层克重为40～160g/m2，这样就能得到克重和过滤性能都满足要求的第一纤维网过滤层；
第二纤维网过滤层至少包括第二种短纤维，第二短纤维在第二纤维网过滤层中的重量占比为40～100％，第二种短纤维为聚四氟乙烯短纤维，聚四氟乙烯短纤维具有不吸水、熔点高、使用温度范围广、耐化学药品性好、抗电性好、摩擦系数小、清灰效果好等特点，第二纤维网过滤层与第一纤维网过滤层的分层结构解决了混合不均匀的问题，这样不用进行共混，就能使得多层过滤材料兼具第一纤维网过滤层和第二纤维网过滤层的优点，第二纤维网过滤层还能进一步提升过滤性能，优选的，所述第二纤维网过滤层还包括改性聚苯硫醚短纤维，所述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，所述改性聚苯硫醚短纤维在第二纤维网过滤层中的重量占比不大于60％，所述改性聚苯硫醚短纤维对于氧原子数量与硫原子数量的比值不做特殊要求，改性聚苯硫醚短纤维在第二纤维网过滤层中的重量占比大于60％会使得第二纤维网过滤层的耐热性和耐化学药品性明显降低，因此，改性聚苯硫醚短纤维在第二纤维网过滤层中的重量占比不大于60％，与聚四氟乙烯短纤维混合才有较好的综合性能。
所述第四纤维网层为非迎尘层，所述第四纤维网层至少包括第二短纤维，所述第二短纤维在第四纤维网层中的重量占比为40～100％，所述第二短纤维为聚四氟乙烯短纤维，聚四氟乙烯短纤维具有不吸水、熔点高、使用温度范围广、耐化学药品性好、抗电性好、摩擦系数小、清灰效果好等特点，所述第四纤维网层还包括改性聚苯硫醚短纤维，所述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，所述改性聚苯硫醚短纤维在第四纤维网层中的重量占比不大于60％，所述改性聚苯硫醚短纤维对于氧原子数量与硫原子数量的比值不做特殊要求，但是改性聚苯硫醚短纤维在第四纤维网层中的重量占比大于60％会使得第四纤维网层的耐热性和耐化学药品性明显降低，因此，改性聚苯硫醚短纤维在第四纤维网层中的重量占比不大于60％，与聚四氟乙烯短纤维混合才有较好的综合性能。
在其中一些实施例中，第二纤维网过滤层和第四纤维网层的重量比为(25～50)：(50～75)，最佳的，第二纤维网过滤层和第四纤维网层的重量比为50：50，这样多层过滤材料才有很好的综合性能，不会因此第二纤维网过滤层和第四纤维网层由于克重分配不均而降低纬向强力和过滤性能，第四纤维网层不会因为克重太低而容易被磨破，或者第四纤维网层克重太大，导致第二纤维网过滤层克重太小，影响多层过滤材料的综合性能。
在其中一些实施例中，所述第三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，聚四氟乙烯短纤维可以有效的提升整体的耐温、耐化学药品性能，当克重小于60g/m2时，整体径向强力会下降，小于800N/5cm,降低使用寿命，当克重大于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，无法达到5mg/Nm3以内的效果，也会造成第四纤维网层的克重减少，和龙骨摩擦后导致第三织物增强层露出，多层过滤材料的寿命变短。
在其中一些实施例中，所述多层过滤材料的整体克重为550～680g/m2，当多层过滤材料克重小于550g/m2时，由于形成第一纤维网过滤层的的第一短纤维过少，导致了过滤性能降低，无法满足5mg/Nm3的排放要求，第二纤维网过滤层、第四层纤维网层的克重过低，纬向强力过小，无法满足800N/5cm以上的要求，当克重大于680g/㎡后，增加原料成本，同时克重太大也容易压损，由于本案采用了多层结构，过滤性能主要由第一纤维网过滤层决定，不用像共混的过滤层那样将克重增加到900g/m2才能达到要求，因此本发明的多层过滤材料克重无需过高也能达到5mg/Nm3的效果。
在其中一些实施例中，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。多层过滤材料的透气度会影响过滤效果，本发明人发现当多层过滤材料的透气度大于22cm3/cm2/s时，多层材料对于粉尘的捕集效果会变差，而当多层过滤材料的透气度小于4cm3/cm2/s时，将多层材料制成滤袋使用时，整体压差过高，容易造成滤袋破损，并影响滤袋的除尘效果。
在其中一些实施例中，第一纤维网过滤层的透气度为12～35cm3/cm2/s。第一纤维网过滤层度会影响该材料的过滤效果，透气度不宜大于35cm3/cm2/s，第一纤维网过滤层的透气度若小于12cm3/cm2/s，与后面第二纤维网过滤层、第三织物增强层、第四纤维网层结合后，透气度过小，制成滤袋使用时，整体压差过高。
这种多层过滤材料可制成一种滤袋，所述滤袋被使用在沥青、水泥窑、垃圾焚烧、火力发电、钢铁制造等领域，特别适合于垃圾焚烧等工况相对复杂、温度高于180℃的工况。
本发明人还提供一种使用在恶劣环境中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、第四纤维网层采用针刺或者水刺或者针刺水刺结合的方式，优选的，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、第二纤维网过滤层、第三织物增强层以及第四纤维网层分别经过混合开松～梳理～直铺网～预刺的方法制得，第二纤维网过滤层、第三织物增强层、第四纤维网层用针刺的方法先结合，再与第一纤维网过滤层用水刺的方法结合，针刺/水刺密度范围600～1800刺/cm2，优选的，在生产过程中增加环境湿度至50％湿度以上，为了更好地进行梳理，并加入适量的防静电剂，热定型后制得多层过滤材料，并进行压光及烧毛，第二纤维网过滤层、第三织物增强层、第四纤维网层用针刺对过滤性能影响不大，最后与第一纤维网过滤层结合采用水刺，使得第一纤维网过滤层过滤性能更好，针刺/水刺密度范围600～1800刺/cm2，针刺/水刺密度小于600刺/cm2会导致结合强度不够，会产生脱层现象，而针刺/水刺密度小于1800刺/cm2会破坏每层原本的结构，导致每层的过滤性能和力学性能受损，因此600～1800刺/cm2才能得到符合要求的多层过滤材料。
实施例1
组成第一纤维网过滤层的第一短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，硫原子与0～2个氧原子相连接，氧原子数量为硫原子数量的150％，第一短纤维的平均纤维度为0.6D，第一纤维网过滤层的克重为50g/㎡。
第二纤维网过滤层由平均纤维度3.0D的聚四氟乙烯短纤维和平均纤维度2.0D的改性聚苯硫醚纤维按照重量比70：30比例混合而成，第三织物增强层由聚四氟乙烯短纤维制成，第三织物增强层克重为120g/㎡，第四纤维网层由平均纤维度3.0D的聚四氟乙烯短纤维和平均纤维度为2.0D的改性聚苯硫醚纤维按照重量比70：30比例混合而成，第二纤维网过滤层和第四纤维网层的重量比为50：50。
第一纤维网过滤层、第二纤维网过滤层、第三织物增强层、第四纤维网层分别经过混合开松～梳理～交叉～预针刺的方法制得，第二纤维网过滤层、第三织物增强层、第四纤维网层通过针刺结合，然后与第一纤维网过滤层通过水刺结合，然后经过热定型压光得到的多层过滤材料整体克重为650g/m2，用这种多层过滤材料制造的滤袋缝合以后用胶水密封针眼。这种滤袋可以被应用于垃圾焚烧、钢铁等领域。
实施例2
组成第一纤维网过滤层的第一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％，第一短纤维的平均纤维度为0.9D，第一纤维网过滤层的克重为100g/㎡，第一纤维网过滤层采用针刺压光工艺制得。
第二纤维网过滤层由平均纤维度3.0D的聚四氟乙烯短纤维和平均纤维度2.0D的改性聚苯硫醚纤维按照重量比70：30比例混合而成，第三织物增强层由聚四氟乙烯短纤维制成，第三织物增强层的克重为120g/㎡，第四纤维网层由平均纤维度3.0D的聚四氟乙烯短纤维和平均纤维度2.0D的改性聚苯硫醚纤维按照重量比70：30比例混合而成，第二纤维网过滤层和第四纤维网层的重量比为50：50。
第一纤维网过滤层、第二纤维网过滤层、第三织物增强层以及第四纤维网层分别经过混合开松～梳理～直铺网～预刺的方法制得，第二纤维网过滤层、第三织物增强层、第四纤维网层通过针刺结合，然后与第一纤维网过滤层通过水刺结合，然后经过热定型压光得到的多层过滤材料整体克重为620g/m2，用这种多层过滤材料制造的滤袋缝合以后用胶水密封针眼，这种滤袋可以被应用于垃圾焚烧、钢铁等领域。
实施例3
组成第一纤维网过滤层的第一短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，硫原子与0～2个氧原子相连接，氧原子的数量为硫原子数量的50％，第一短纤维的平均纤度为1.5D，第一纤维网过滤层的克重为150g/㎡，第一纤维网过滤层采用针刺压光工艺制得。
第二纤维网过滤层由平均纤维维2.0D的聚四氟乙烯短纤维和纤度为2.2D的改性聚苯硫醚纤维按照重量比50：50比例混合而成，第三织物增强层由聚四氟乙烯短纤维制成，第三织物增强层的克重为120g/㎡，第四纤维网层由平均纤维度2.0D的聚四氟乙烯短纤维和平均纤维度为2.2D的改性聚苯硫醚按照重量比50：50比例混合而成，第二纤维网过滤层和第四纤维网层的重量比为50:50。
第一纤维网过滤层、第二纤维网过滤层、第三织物增强层、第四纤维网层分别经过混合开松～梳理～交叉～预针刺的方法制得，第二纤维网过滤层、第三织物增强层、第四纤维网层通过针刺结合，然后与第一纤维网过滤层通过水刺结合，然后经过热定型压光得到的多层过滤材料的整体克重为640g/m2，用这种多层过滤材料制造的滤袋缝合以后用胶水密封针眼，这种滤袋可以被应用于垃圾焚烧、钢铁等领域。
实施例4
组成第一纤维网过滤层的第一短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，硫原子与0～2个氧原子相连接，氧原子数量为硫原子数量的120％，第一短纤维的平均纤维度为0.8D，第一纤维网过滤层的克重为140g/㎡，第一纤维网过滤层采用针刺压光工艺制得。
第二纤维网过滤层由平均纤维3.0D的聚四氟乙烯短纤维组成，第三织物增强层由聚四氟乙烯长纤维组成，第三织物增强层的克重为120g/㎡，第四纤维网层由平均纤维3.0D的聚四氟乙烯短纤维组成，第二纤维网过滤层和第四纤维网层的重量比为50：50。
第一纤维网过滤层、第二纤维网过滤层、第三织物增强层、第四纤维网层分别经过混合开松～梳理～交叉～预针刺的方法制得，第二纤维网过滤层、第三织物增强层、第四纤维网层通过针刺结合，然后与第一纤维网过滤层通过水刺结合，经过热定型压光得到的多层过滤材料的整体克重为680g/m2，用这种多层过滤材料制造的滤袋缝合以后用胶水密封针眼，这种滤袋可以被应用于垃圾焚烧、钢铁等领域。
对比例1
组成第一纤维网过滤层的第一短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，硫原子与0～2个氧原子相连接，氧原子数量为硫原子数量的30％，第一短纤维的平均纤维度为0.6D，第一纤维网过滤层的克重为50g/㎡，第一纤维网过滤层采用针刺压光工艺制得，透气度为32cm3/cm2/s。
其余条件均和实施例1相同，该滤袋在刚开始使用时能够满足5mg/Nm3以内的排放要求，但是在长期工作温度210℃，瞬时最高工作温度260℃的条件下只能使用1年，1年以后由于强力大幅度下降，第一层发生破损，实测排放大于10mg/Nm3,甚至20mg/Nm3。
对比例2
组成第一纤维网过滤层的第一短纤维的分子构造为苯环与硫原子的重复单元结构，硫原子与0～2个氧原子相连接，氧原子的数量为硫原子数量的150％，第一短纤维的平均纤度为2.0D，该层克重为50g/㎡，第一纤维网过滤层采用针刺压光工艺制得，透气度为50cm3/cm2/s。
其余条件均和实施例1相同。
对比例3
第一纤维网过滤层按重量比计包括50％的抗氧化改性聚苯硫醚纤维、30％的第一聚苯硫醚纤维、20％的第二聚苯硫醚纤维，抗氧化改性聚苯硫醚纤维的平均纤维度为2.0D，第一聚苯硫醚纤维的平均纤维度为0.9D，第二聚苯硫醚纤维的平均纤维度为2.0D，第一纤维网过滤层的克重为50g/㎡，透气度为50cm3/cm2/s，第一纤维网过滤层采用针刺压光工艺制得。
其余条件均和实施例1相同。
对实施例1-4以及对比例1-3进行各个性能的测试方法如下所示，测试结果见表1以及实施例1-4以及对比例1-3的文字描述，但是测试方法并不局限于此。
纤维的平均纤度
采用扫描电子显微镜(SEM)对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 第一层透气度 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 32cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s 9cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s 5mg/Nm<sup>3</sup> 210℃ 265℃ 3年以上不破损
实施例2 28cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s 7.5cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s 5mg/Nm<sup>3</sup> 200℃ 260℃ 3年以上不破损
实施例3 26cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s 6.4cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s 5mg/Nm<sup>3</sup> 200℃ 260℃ 3年以上不破损
实施例4 20cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s 7cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s 5mg/Nm<sup>3</sup> 220℃ 265℃ 3年以上不破损
对比例1 32cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s 9cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s 见文字描述 210℃ 260℃ 小于1年
对比例2 50cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s 9cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s ＞10mg/Nm<sup>3</sup> 210℃ 260℃ 不超过3年
对比例3 50cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s 12cm<sup>3</sup>/cm<sup>2</sup>/s 20mg/Nm<sup>3</sup> 180℃ 230℃ 小于3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工作温度200℃以上，瞬时最高工作温度最高不低于260℃，并且排放浓度都不高于5mg/Nm3，整体克重不高于680g/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，且耐热性极好。
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)

1.一种使用在恶劣环境中的多层过滤材料，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、第二纤维网过滤层、第三织物增强层和第四纤维网层，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第一短纤维构成，所述第一短纤维的分子结构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，且氧原子数量至少为硫原子数量的50％，所述第一短纤维的平均纤度为0.5D～1.5D；所述第二纤维网过滤层至少包括第二短纤维，所述第二短纤维在第二纤维网过滤层中的重量占比为40～100％；所述第四纤维网层为非迎尘层，所述第四纤维网层至少包括第二短纤维，所述第二短纤维在第四纤维网层中的重量占比为40～100％；所述第二短纤维为聚四氟乙烯短纤维。
2.根据权利要求1所述的使用在恶劣环境中的多层过滤材料，其特征在于，所述第一纤维网过滤层的克重为40～160g/m2。
3.根据权利要求1所述的使用在恶劣环境中的多层过滤材料，其特征在于，所述第二纤维网过滤层还包括改性聚苯硫醚短纤维，所述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，所述改性聚苯硫醚短纤维在第二纤维网过滤层中的重量占比不大于60％；所述第四纤维网层还包括改性聚苯硫醚纤维，所述改性聚苯硫醚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，所述改性聚苯硫醚纤维在第四纤维网层中的重量占比不大于60％。
4.根据权利要求1所述的使用在恶劣环境中的多层过滤材料，其特征在于，所述第二纤维网过滤层和第四纤维网层的重量比为(25～50)：(50～75)。
5.根据权利要求1所述的使用在恶劣环境中的多层过滤材料，其特征在于，所述第三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。
6.根据权利要求1所述的使用在恶劣环境中的多层过滤材料，其特征在于，所述多层过滤材料的整体克重为550～680g/m2。
7.根据权利要求1所述的使用在恶劣环境中的多层过滤材料，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。
8.根据权利要求1所述的使用在恶劣环境中的多层过滤材料，其特征在于，第一纤维网过滤层的透气度为12～35cm3/cm2/s。
9.一种滤袋，其特征在于，所述滤袋由权利要求1～8中任一项所述的多层过滤材料制成。
10.一种使用在恶劣环境中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，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。
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