Pbo纖維復(fù)合耐高溫過濾氈及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈及其制備方法，所述PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈的制備方法，包括下述步驟：（1）將經(jīng)紗玄武巖紗線和緯紗PBO紗線相互垂直交織，制成基布；（2）將PBO纖維經(jīng)氣流成網(wǎng)工藝或機(jī)械成網(wǎng)工藝制成PBO纖維層；（3）基布上、下面鋪網(wǎng)疊放PBO纖維層，初步預(yù)針刺；（4）主針刺。本發(fā)明制備的PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈，具有耐高溫、耐化學(xué)性和阻燃的特性，并且粉塵剝離率和100小時加熱后強(qiáng)度保持率較高，運(yùn)行阻力低于700Pa。
【專利說明】PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高溫過濾氈及其制備方法，尤其涉及一種PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在中國，電力、鋼鐵、化學(xué)、水泥、垃圾焚燒等“高消耗、高排放、高污染”工業(yè)的飛速發(fā)展，在給人們創(chuàng)造了更加富裕、方便、快捷的生活的同時，也對我國的天然資源、能源、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展造成了嚴(yán)重的威脅。這些社會工業(yè)排放的大氣污染物中，主要包括高溫?zé)煔狻⒎蹓m、SOX、NOX等。如果不經(jīng)過治理而直接排入大氣中，會直接或間接影響到人們的呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等，并進(jìn)而威脅到人體的生命安全。
[0003]工業(yè)除塵技術(shù)的主要目標(biāo)是控制污染源煙氣顆粒物排放、減少大氣污染。目前針對工業(yè)高溫?zé)煔獾奶幚恚饕扇〉挠袧穹ǔ龎m、電除塵、袋式除塵三種方法，其中袋式除塵器在除塵效率、一次性及長期投資費(fèi)用、設(shè)備要求和性能等方面均優(yōu)于濕法除塵和電除塵，將逐漸取代后兩者而占據(jù)主流工業(yè)除塵器市場。袋式除塵器的核心是耐高溫濾料，耐高溫濾料的性能優(yōu)劣將直接關(guān)系到除塵器的高效、穩(wěn)定可靠、長時間運(yùn)行。
[0004]隨著國內(nèi)外環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格，世界各國對過濾器材的開發(fā)與應(yīng)用越來越重視。國內(nèi)、外收塵裝置有慣性除塵器、旋風(fēng)除塵器、濕式除塵器、袋式過濾器、靜電除塵器等多種，除特殊用途外，多采用袋式過濾器(以下簡稱袋濾器)與靜電過濾器，其中袋濾器占80%左右。袋濾器的關(guān)鍵部件是過濾材料。過濾材料有棉、毛、合成纖維、玻璃纖維、陶瓷纖維、金屬纖維等多種，應(yīng)用最廣的是玻璃纖維和合成纖維。玻璃纖維由于耐溫性高、耐腐蝕、表面光滑、粉塵剝離性和尺寸穩(wěn)定性好，作為過濾材料使用已有半個世紀(jì)。
[0005]目前，高溫濾料行業(yè)不得不接受挑戰(zhàn)，將注意力從“增量”轉(zhuǎn)移到“提質(zhì)”上來，具體包括提升濾料的過濾性能、減小過濾阻力、提高耐高溫耐腐蝕性能、增加使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是提供一種PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈的制備方法。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈的制備方法，包括下述步驟:
[0009]( I)將經(jīng)紗玄武巖紗線和緯紗PBO紗線相互垂直交織，制成基布；
[0010](2)將PBO纖維經(jīng)氣流成網(wǎng)工藝或機(jī)械成網(wǎng)工藝制成PBO纖維層；
[0011](3)基布上、下面鋪網(wǎng)疊放上述PBO纖維層，初步預(yù)針刺；
[0012](4)主針刺，制成所述PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈。
[0013]進(jìn)一步地，還可以包括:
[0014](5)浸潰處理:[0015](6)預(yù)烘、烘干和高溫定型。
[0016]步驟(5 )的浸潰處理具體為:
[0017]將步驟(4)制成的所述PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈，在浸潰乳液中浸潰；
[0018]工藝參數(shù):浸潰溫度70_90°C，浸潰時間5-20分鐘，控制帶液率(即軋余率)50-150% ；
[0019]所述浸潰乳液，由下述重量百分比原料組成:10-14%聚四氟乙烯乳液、1-3%硅油、
0.2-0.6%偶聯(lián)劑、余量為水。常溫常壓下將各原料攪拌混合均勻，即可制得所述浸潰乳液。
[0020]所述聚四氟乙烯乳液中聚四氟乙烯含量為55_65wt%。聚四氟乙烯乳液，可以選用美國杜邦公司牌號TE3859的聚四氟乙烯乳液。TE3859聚四氟乙烯乳液為乳白色液體，系四氟乙烯聚合后在非離子型表面活性劑存在下的分散濃縮液，聚四氟乙烯固體含量60wt%。經(jīng)分散濃縮液處理后的制品，具有卓越的化學(xué)穩(wěn)定性和卓越的耐化學(xué)腐蝕能力，如耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑等，有突出的耐熱、耐寒及耐摩性，長期使用溫度范圍為-200~250°C。還有優(yōu)異的電絕緣性，且不受溫度與頻率的影響。
[0021]所述硅油可以為:長鏈烷基封端硅油DK-285、長鏈烷基苯SE2203硅油或道康寧公司 Xiarneter_?PTVIX-200 硅油。
[0022]所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為N- β -(氨乙基)-Y氨丙基三甲氧基硅烷和/或3-疏丙基二乙氧基硅烷。最優(yōu)地，所述偶聯(lián)劑由10-30重量份N-β -(氨乙基)_Υ氛丙基二甲氧基硅烷和10-30重量份3_疏丙基二乙氧基硅烷組成。
[0023]Ν-β-(氣乙基)- 氣丙基二甲氧基硅烷，CAS:1760-24~3ο別名:硅烷偶聯(lián)劑KH-900，國外相應(yīng)牌號:A-1122(GE) ;Z_6020(道康寧);KBM_603(日本信越)。
[0024]3-巰丙基三乙氧基硅烷，CAS:14814-09_6。別名:硅烷偶聯(lián)劑580，國外相應(yīng)牌號:A-1891 (美國GE/OSi公司)和KBM-803 (日本信越化學(xué)工業(yè)株式會社)。
[0025]步驟(6)中，所述預(yù)烘溫度為100_120°C ;烘干溫度為130_150°C ;高溫定型溫度為210-250 O。
[0026]步驟(6)中，所述預(yù)烘、烘干和高溫定型通過拉幅定型機(jī)完成。
[0027]步驟(2)中所述氣流成網(wǎng)工藝，為本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)，具體可以為:
[0028]①纖維開包；②纖維開松-采用空氣流輸送纖維，以形成纖維雜亂排列的均勻纖網(wǎng)；③纖維混合；④纖維除雜；⑤纖維混合后喂入高速回轉(zhuǎn)的錫林；⑥纖維脫落氣流輸送纖維凝聚成纖維網(wǎng)；⑧輸出纖維網(wǎng)-由氣流均勻輸送凝聚在網(wǎng)簾上，形成三維分布，縱橫向強(qiáng)力差異小的纖維網(wǎng)。
[0029]步驟(2)中所述機(jī)械成網(wǎng)工藝，為本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)，具體可以為:
[0030]①開松:通過開松機(jī)對PBO纖維進(jìn)行開松，使其達(dá)到蓬松狀態(tài)；
[0031 ] ②梳理:送入梳理機(jī)梳理成纖網(wǎng)；
[0032]③鋪網(wǎng):使用鋪網(wǎng)機(jī)進(jìn)行鋪網(wǎng)。
[0033]在本發(fā)明中，所述的PBO纖維，化學(xué)名為聚對苯撐苯并二噁唑纖維，又稱聚對苯亞基苯并雙噁唑纖維，Poly-p-phenyIenebenzobisthiazole,是現(xiàn)有的含芳香雜環(huán)的苯氮聚合物里性能最優(yōu)秀的一種化合物。其強(qiáng)度、模量、耐熱性和抗燃性好，耐沖擊性、耐摩擦性和尺寸穩(wěn)定性均很優(yōu)異，并且質(zhì)輕而柔軟，尤其適合做高溫過濾用耐熱過濾氈。
[0034]PBO作為21世紀(jì)超性能纖維，具有十分優(yōu)異的物理機(jī)械性能和化學(xué)性能，其強(qiáng)力、模量為Kevlar (凱夫拉)纖維的2倍并兼有間位芳綸耐熱阻燃的性能，而且物理化學(xué)性能完全超過迄今在高性能纖維領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的Kevlar纖維。一根直徑為I毫米的PBO細(xì)絲可吊起450千克的重量，其強(qiáng)度是鋼絲纖維的10倍以上。
[0035]本發(fā)明還提供了一種PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈，采用上述方法制備而成。
[0036]采用本發(fā)明制備的PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈，具有耐高溫、耐化學(xué)性和阻燃的特性，并且粉塵剝離率和100小時加熱后強(qiáng)度保持率較高，運(yùn)行阻力低于700Pa。
【具體實(shí)施方式】
[0037]實(shí)施例1
[0038]PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈的制備方法，包括下述步驟:
[0039](I)將經(jīng)紗玄武巖紗線和緯紗PBO紗線在噴氣織機(jī)相互垂直交織，制成基布；控制，經(jīng)紗密度:緯紗密度=1: 1，基布克重400g/m2。
[0040](2 )將PBO纖維經(jīng)機(jī)械成網(wǎng)工藝，制成PBO纖維層；
[0041 ] ①開松:通過開松機(jī)對PBO纖維進(jìn)行開松，使其達(dá)到蓬松狀態(tài)；②梳理:送入梳理機(jī)梳理成纖網(wǎng)；③鋪網(wǎng):使用鋪網(wǎng)機(jī)進(jìn)行鋪網(wǎng)。
[0042](3)基布上、下面鋪網(wǎng)疊放上述PBO纖維層，初步預(yù)針刺；
[0043](4)主針刺，制成所述PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈。
[0044]最終制得的PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈，為三層層狀結(jié)構(gòu)，第一層為PBO纖維層；第二層為基布，所述基布由經(jīng)紗玄武巖紗線和緯紗PBO紗線交織而成；第三層為PBO纖維`層。
[0045]表1:ΡΒ0纖維復(fù)合耐高溫過濾氈材料克重表
【權(quán)利要求】
1.一種PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈的制備方法，包括下述步驟: (1)將經(jīng)紗玄武巖紗線和緯紗PBO紗線相互垂直交織,制成基布； (2)將PBO纖維經(jīng)氣流成網(wǎng)工藝或機(jī)械成網(wǎng)工藝制成PBO纖維層； (3 )基布上、下面鋪網(wǎng)疊放上述PBO纖維層，初步預(yù)針刺； (4)主針刺，制得所述PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈。
2.如權(quán)利要求1所述的PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈的制備方法，其特征在于，還包括下述步驟: (5)浸潰處理； (6)預(yù)烘、烘干和高溫定型。
3.如權(quán)利要求2所述的PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)的浸潰處理為: 將步驟(4)制成的所述PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈，在浸潰乳液中浸潰； 所述浸潰乳液，由下述重量百分比原料組成:10-14%聚四氟乙烯乳液、1-3%硅油、0.2-0.6%偶聯(lián)劑、余量為水； 所述偶聯(lián)劑為N- β -(氨乙基)-Y氨丙基二甲氧基娃燒和/或3-疏丙基二乙氧基娃燒，優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑由10-30重量份N-β -(氛乙基)-Y氛丙基二甲氧基娃燒和10-30重量份3-疏丙基二乙氧基娃燒組成。
4.如權(quán)利要求2或3所述的PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈的制備方法，其特征在于: 步驟(6)中，所述預(yù)烘溫度為100-120°C，烘干溫度為130-150°C，高溫定型溫度為210-250 O。
5.一種PBO纖維復(fù)合耐高溫過濾氈，采用權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述方法制備而成。
【文檔編號】B01D39/14GK103691203SQ201310699945
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】黃美蓉 申請人:上海秋橙新材料科技有限公司