CN117225080A - 水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂的应用，将水性聚酰胺酰亚胺（PAI）作为硬挺剂对滤料进行硬挺处理，在高温环境下仍保持良好的挺度，进而使滤料的褶皱形态可以长久保持以保障滤筒的过滤效率和使用寿命。水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂对滤料进行硬挺处理时，其试剂组分从表面渗入纤维毡内部，在滤料纤维表面有良好的附着能力，并支撑纤维毡结构，达到提高滤料挺度的目的；所制备的硬挺褶皱滤料具有耐高温效果，在130～250℃的温度环境下都能保持良好的挺度，尤其耐180~250℃的高温，适用于长期高温的应用环境；经过处理后的滤料具有强度高、使用寿命长的优势；水性PAI作为硬挺剂使用，还有操作简单、用量少、成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及滤筒滤料技术领域，特别是指一种水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂的应用。
背景技术
对于滤筒式除尘器，其核心为褶皱滤料，这对滤料基材的可塑性和硬挺度有要求。而大多数过滤材料如涤纶、聚苯硫醚、芳纶、聚酰亚胺等，作为袋式除尘器的滤料，其材质柔软、可脉冲清灰，从而能有效保证长时间的过滤效果。但这些滤料用作滤筒用褶皱滤料时，因其塑性较差而无法长期维持褶皱状，因此需要使用硬挺剂对其进行硬挺处理，提高滤料的可塑性。相关的现有技术中，常用的硬挺处理技术是使用硬挺剂（通常为树脂粘合剂）浸渍滤料，随后在一定温度下固化，使滤料表面和内部附着硬挺剂，从而达到一定挺度，可长期维持褶皱状，进而制作滤筒用硬挺滤料。
目前低温滤筒如涤纶滤筒的相关技术已经较为成熟，但高温滤筒较为少见，主要原因在于：大多数硬挺效果好的硬挺剂在高温下都会软化，以此制成的滤筒在高温环境下将失去挺度而导致变形，因此只能适用在130℃以下低温环境中。此外，一些硬挺剂存在不环保、气味较大，甚至会在高温条件下产生有毒有害气体等情况。行业内缺少合适的高温硬挺剂，因此限制了滤筒在高温领域的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂的应用，解决现有技术中存在的问题，将水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂对滤料进行硬挺处理，在高温环境下仍保持良好的挺度，进而使滤料的褶皱形态可以长久保持以保障滤筒的过滤效率和使用寿命。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂的应用，将水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂，对滤料进行硬挺处理。
硬挺处理包括步骤：将水性聚酰胺酰亚胺与水以质量比1:(1~10)的比例混合，再按质量分数加入0.01~10%的分散剂，搅拌均匀制成硬挺剂溶液，并用硬挺剂溶液对滤料进行浸渍或涂层处理。
优选地，所述分散剂为硅酸盐类、十二烷基硫酸钠、聚丙烯酰胺、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酸钠盐、甲基吡咯烷酮和二丙二醇二甲醚中的一种。
优选地，所述滤料经过浸渍或涂层处理后送入隧道烘箱进行烘干，烘干温度为100~300℃。
采用上述技术方案后，本发明具有以下技术效果：
①将水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂对滤料进行硬挺处理时，其试剂组分从表面渗入纤维毡内部，在滤料纤维表面有良好的附着能力，并支撑纤维毡结构，达到提高滤料挺度的目的；
②所制备的硬挺褶皱滤料具有耐高温效果，在130～250℃的温度环境下都能保持良好的挺度，尤其耐180~250℃的高温，适用于长期高温的应用环境；
③经过处理后的滤料具有强度高、使用寿命长的优势；
④水性PAI作为硬挺剂使用，还有操作简单、用量少、成本低等优点。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
本发明提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本发明公开了一种水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂的应用，将水性聚酰胺酰亚胺（PAI）作为硬挺剂，对滤筒的滤料进行硬挺处理。
水性PAI材料作为一种环保型高分子材料，具有表面坚硬、耐热稳定、抗蠕变性、耐磨损性、阻燃性、抗化学性等特点，目前被广泛应用在涂料、先进复合材料、胶黏剂、光刻胶和绝缘材料等领域。使用其进行硬挺处理的过程中，试剂组分从表面渗入纤维毡内部，在滤料纤维表面有良好的附着能力，并支撑纤维毡结构。得到的硬挺滤料成品，在180～250℃的高温环境下仍保持良好的挺度，且强度高、使用寿命长；同时水性PAI作为硬挺剂使用，还有操作简单、用量少、成本低等优点。
具体地，对滤筒的滤料进行硬挺处理的过程为：
（1）对纤维原料进行开松、混合、梳理、铺网、预刺、针刺/水刺、压光、烧毛等处理后制得纤维毡备用；其中，纤维原料为聚苯硫醚（PPS）纤维、聚酰亚胺（PI）纤维、PAN基预氧丝纤维、芳纶纤维、涤纶纤维中的一种或几种混纺。
（2）将水性聚酰胺酰亚胺与水以质量比1:(1~10)的比例混合，再按质量分数加入0.01~10%的分散剂，搅拌均匀制成硬挺剂溶液。其中，分散剂为硅酸盐类、十二烷基硫酸钠、聚丙烯酰胺、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酸钠盐、甲基吡咯烷酮和二丙二醇二甲醚中的一种。
（3）用硬挺剂溶液对纤维毡进行浸渍或涂层处理，处理后的纤维毡经过轧车进入隧道烘箱进行烘干，得到耐高温的硬挺滤料样品。其中，烘干温度为100~300℃。
（4）对硬挺滤料样品进行挺度测试，所用仪器为弯曲挺度测试仪，测试参数为夹持长度为50mm、弯曲角度为15°、弯曲速度为300°/min、起始力为0.15mN。
以下示出了本发明的两个实施例，并通过相关的测试数据体现水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂对滤料进行硬挺处理后，滤料在高温处理后的挺度情况。
实施例一：
①对芳纶纤维进行开松、混合、梳理、铺网、预刺、水刺、压光、烧毛后制得330g芳纶纤维毡备用；
②将水性PAI试剂与水以质量比1:5的比例混合，再按质量分数加入1%的分散剂，搅拌均匀制成硬挺剂溶液；
③将芳纶纤维毡放入硬挺剂溶液充分浸渍，浸渍后的芳纶纤维毡经过轧车进入隧道烘箱在160℃下烘干，得到耐高温的芳纶硬挺滤料样品；
④对芳纶硬挺滤料样品进行覆膜。
在制备过程中，对硬挺处理前后的纤维毡进行常规测试、挺度测试和耐温测试，并对覆膜后的样品进行过滤性能测试，测试结果如下表：
330g芳纶纤维毡经过硬挺处理后：克重增加39g/m2，变化比为12.23%；透气量减少5L/dm2*min，变化比为-2.13%；厚度增加0.27mm，变化比为16.36%。对硬挺处理前后的芳纶纤维毡进行挺度测试，硬挺处理后在上述增重情况下，挺度有极大提升，对其进行挺度测试，结果显示挺度增长率横向为1085%、纵向为1002%，远远超过预期指标。
对芳纶硬挺滤料样品进行耐温测试，在220℃环境下处理24h，芳纶硬挺滤料样品的挺度横向为21.02mNm、纵向为22.85mNm，经过高温处理后，挺度略有下降，但仍保持较好的挺度；对同一样品，高温处理时间延长至100h，该芳纶硬挺滤料样品的挺度横向为19.24mNm、纵向为22.89mNm，横向挺度略有下降，但仍保持较好的挺度，纵向挺度几乎未发生变化，表明滤料可以在220℃环境下连续长时间使用，且不影响滤料的性能。
实施例二：
①对涤纶纤维进行开松、混合、梳理、铺网、预刺、水刺、压光、烧毛后制得350g涤纶纤维毡备用；
②将水性PAI试剂与水以质量比1:5的比例混合，再按质量分数加入1%的分散剂，搅拌均匀制成硬挺剂溶液；
③将涤纶纤维毡放入硬挺剂溶液充分浸渍，浸渍后的涤纶纤维毡经过轧车进入隧道烘箱在160℃下烘干，得到耐高温的涤纶硬挺滤料样品；
④对涤纶硬挺滤料样品进行覆膜。
在制备过程中，对硬挺处理前后的纤维毡进行常规测试、挺度测试和耐温测试，并对覆膜后的样品进行过滤性能测试，测试结果如下表：
350g涤纶纤维毡经过硬挺处理后：克重增加30g/m2，变化比为8.98%；透气量减少25L/dm2*min，变化比为-12.31%；厚度增加0.03mm，变化比为1.90%。对硬挺处理前后的涤纶纤维毡进行挺度测试，硬挺处理后在上述增重情况下，挺度有极大提升，对其进行挺度测试，结果显示挺度增长率横向为1304%、纵向为975%。
对涤纶硬挺滤料样品进行耐温测试，在130℃环境下处理24h，涤纶硬挺滤料样品的挺度横向为11.82mNm、纵向为11.27mNm，经过高温处理后，挺度有轻微下降，但仍保持较好的挺度；对同一样品，高温处理时间延长至100h，该涤纶硬挺滤料样品的挺度横向为12.39mNm、纵向为12.74mNm，挺度略有上涨，保持较好的挺度，表明滤料可以在130℃环境下连续长时间使用，且不影响滤料的性能。
上述实施例并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (4)
1.一种水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂的应用，其特征在于：
将水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂，对滤料进行硬挺处理。
2.如权利要求1所述的水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂的应用，其特征在于：
将水性聚酰胺酰亚胺与水以质量比1:(1~10)的比例混合，再按质量分数加入0.01~10%的分散剂，搅拌均匀制成硬挺剂溶液，并用硬挺剂溶液对滤料进行浸渍或涂层处理。
3.如权利要求2所述的水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂的应用，其特征在于：
所述分散剂为硅酸盐类、十二烷基硫酸钠、聚丙烯酰胺、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酸钠盐、甲基吡咯烷酮和二丙二醇二甲醚中的一种。
4.如权利要求2所述的水性聚酰胺酰亚胺作为硬挺剂的应用，其特征在于：
所述滤料经过浸渍或涂层处理后送入隧道烘箱进行烘干，烘干温度为100~300℃。
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