本发明涉及一种过滤纸及其制备方法，尤其是涉及一种耐高温过滤纸及其制备方法，属于过滤材料领域。
背景技术：
除尘技术的主要目标是控制烟气颗粒物排放、减少大气污染。在各种燃煤设备中，燃煤锅炉设备占将近80％，因此燃煤锅炉烟气治理是减少污染的关键。针对以上问题，主要采取的有湿法除尘、电除尘、袋式除尘三种方法，其中袋式除尘器在除尘效率可达99％、使用费用、设备要求和性能等方面均优于湿法除尘和电除尘，将逐渐取代后两者而占据主流工业除尘器市场，而过滤材料时除尘器的关键，过滤材料的性能决定除尘器的优劣，因此要求滤料具有良好耐高温性能。随着科技的飞速发展，电力、钢铁、建筑等工业的不断崛起，在给人们创造了更加富裕、方便、快捷的生活的同时，也对我国的能源、环境的可持续发展造成了严重的威胁。这些社会工业排放的大气污染物中，主要是工业用炉和垃圾焚烧排放的高温烟气和粉尘等腐蚀性化学物，如果不经过治理而直接排入大气中，会直接或间接影响到人们的呼吸系统、心血管系统、中枢神经系统、免疫系统等，并进而威胁到人体的生命安全。
过滤，就是一种分离、收集分散于气体或液体中的颗粒状物质的过程。一般情况下，较大的颗粒的物质是靠过滤材料的筛分作用而分离过滤的，而粒径较小的物质是靠滤材的吸附捕集作用。目前，主要用于空气和气体过滤的材料主要是过滤纸，采用湿法成型工艺，纤维分布均匀、高集尘能力、低阻、高强度等特点，是理想的空气过滤材料。
玻璃纤维及其复合材料由于高强、耐腐蚀、耐高温、光滑憎水、尺寸稳定不变形，经过浸渍涂层处理后又提高其耐磨性，因此是一种理想的过滤材料。玻璃纤维的生产方法主要分为两种，分别是离心法和火焰法。离心法玻璃纤维直径较大、强度低，过滤效果不好。火焰法玻璃纤维是将熔融玻璃制成玻璃球、棒或块状物，使其再次融化，形成一次丝，在胶辊的牵引下送到燃烧室喷出的火焰中，最后进行收集。火焰喷吹法生产规模小、投资少、占地面小等特点，同时，采用火焰喷吹法制备的玻璃纤维直径小，柔性大和强度高等特点，因此，过滤纸常常选用火焰法制备的超细玻璃纤维。
陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点。陶瓷纤维空气过滤纸是一种高效空气过滤材料。该滤材最大的特点是具有空气流阻力低，过滤效率高(透过率少)，导热系数小，绝缘强度高，耐高温，抗腐蚀，不蛀、不霉、无毒，化学性能稳定。主要用于大规模集成电路和高技术含量的电子工业、仪表、医药制剂、国防工业、地铁、人防工程、食品、生物工程、超净工作室的空气净化。
玄武岩纤维是一种综合性能优异的无机纤维材料，耐温性高于所有的有机纤维。玄武岩纤维是以玄武岩矿石为原料，经过熔融纺丝制备的一种新型纤维，其熔化过程中碱金属氧化物析出很少，池炉排放的烟尘中基本无有害物质，是对环境无污染的绿色健康纤维材料。它具有不燃性、绝缘性好、机械性能优异、抗热震性好和化学性能稳定等优点，因此可以在过滤材料领域发挥较大的作用。
公开号为104131481 A的中国专利公开了一种玻璃纤维过滤纸，该过滤纸由无碱玻璃纤维棉、无碱玻璃纤维棉以及粘结胶料制成，其中粘结胶料为丙烯酸树脂，氟碳化合物防水防油剂和三聚氰胺交联剂的混合物。能有效杜绝水分和油滴进入滤纸，降低玻璃纤维棉表面张力，提高丙烯酸树脂和玻璃纤维棉之间的连接力。
公开号为104060497 A的中国专利公开了一种空气过滤纸，所述空气过滤纸由直径为5～6μm的无碱玻璃纤维短切丝、直径为0.3～0.8μm的无碱玻璃纤维棉和粘结胶料制成，所述无碱玻璃纤维短切丝与无碱玻璃纤维棉质量比为1∶4～9，所述粘结胶料为丙烯酸树脂和氟碳憎水剂。所制备的空气过滤纸就有防水性能好、过滤效率高等优点。但是，上述两个专利都是选择单一玻璃纤维作为过滤纸的基材，难以调节孔径和过滤精度之间的关系，影响过滤效果，同时，存在耐温性能不好，不适宜在高温过滤领域的应用。
公开号为103556544A的中国专利公开了一种高阻燃性玻璃纤维空气过滤纸，所述高阻燃性玻璃纤维空气过滤纸，由直径为7～9μm的无碱玻璃纤维棉、直径为0.3～0.4μm的无碱玻璃纤维棉和粘结胶料制得；所述直径为7～9μm的无碱玻璃纤维棉和直径为0.3～0.4μm的无碱玻璃纤维棉质量比为1∶3.8～4.2；所述粘结胶料为丙烯酸乳液和无卤有机磷酸盐阻燃剂混合物。玻璃纤维空气过滤纸表面平整、均匀，阻燃性能。有机磷酸盐受热分解可以达到阻燃的效果，但是，经过多次使用后，存在寿命较短和阻燃效果不好等缺点。
本发明采用火焰喷吹法制备的超细玻璃纤维作为制作过滤纸的基材，它具有直径小、柔性大、柔韧性好、纤维比表面积大、气体吸附率高和过滤精度高等独特性能。在超细玻璃纤维中添加耐高温陶瓷纤维和玄武岩纤维制备高性能的耐高温复合过滤纸，解决单一玻璃纤维耐温性能不好的问题。本发明所制备的过滤纸具有耐温性能好、过滤性能高、过滤阻力低、使用寿命长和应用广泛等优点。
技术实现要素：
本发明的目的在于：提供一种耐高温过滤纸及其制备方法，过滤纸具有耐温性能好、过滤性能高、过滤阻力低、使用寿命长和应用广泛等优点，可用作高温烟尘过滤、PM2.5的过滤和各个领域的空气净化的应用。
为达到上述目的，提供一种耐高温过滤纸，该过滤纸由超细玻璃纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维和胶粘剂组成；超细玻璃纤维作为过滤纸的主要原料，其纤维直径细和强度高等优点，可提高过滤纸的过滤效率；陶瓷纤维和玄武岩纤维可提高过滤纸的耐温性能。
所述的超细玻璃纤维棉直径为1～3μm，纤维长度为3～10mm，所占的比例为45～60％。所述的陶瓷纤维直径为3～6μm，纤维长度为3～15mm，所占的比例为15～20％。所述的玄武岩纤维直径为3～6μm，纤维长度为3～15mm，所占的比例为15～20％。所述的胶粘剂无机胶粘剂和有机胶粘剂的混合物，所占的比例为10～15％。有机胶粘剂为酚醛树脂、环氧树脂和丙烯酸树脂中的一种，具有良好的粘结性能，良好的电绝缘性能和机械性能；无机胶粘剂为硅酸盐类粘结剂，具有较好的粘接能力和耐热性能。
本发明还提供一种耐高温过滤纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
①分散制浆：取超细玻璃纤维、陶瓷纤维和玄武岩纤维加入打浆机进行打浆分散，加水和硫酸，调节pH为4.0～5.0，打浆分散20～30min，得到质量浓度为0.2％～0.5％的浆料；
②湿法成型：将浆料、混合溶液输送至配浆池中搅拌并进行除渣处理，将混合料浆输送至纸业成型器上成型得到湿纸，将湿纸进行抽真空洗除水并压榨后制得纸坯；所述的混合溶液包括：纯净水、十二烷基苯磺酸钠表面活性剂、脂肪酸缩聚物分散剂和聚硅氧烷消泡剂。
③喷涂胶料：将胶黏剂稀释，均匀地喷洒或溢流施加于玻璃纤维纸坯上，多余的胶粘剂重复使用；
④干燥处理：喷胶玻璃纤维纸坯送入烘箱进行干燥，采用分段加热工艺；所述的分段加热工艺分为三段进行，第一段干燥温度为240～270℃，时间为3～5min；第二段干燥温度为220～240℃，时间为5～8min；第三段温度为200～220℃，时间为3～5min。避免一次干燥所导致的过滤纸板结，孔隙分布不均匀的缺陷，有利于增强滤纸的空气过滤性能。
⑤成型切割：将干燥后的纸进行分切，即获得不同规格和型号的过滤纸。
所述的过滤纸的厚度为0.05～2.0mm，平均孔径为3～10μm，克重为40～70g/m2，透气量为200～600mm/s，阻力≤400Pa，强度≥1400N/m，挺度≥1.3mN.m，过滤效率≥95.0％。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
①采用火焰喷吹法制备超细玻璃纤维作为过滤纸的基材，它具有直径小、纤维比表面积大、气体吸附率高和过滤精度高等特点。
②超细玻璃纤维中添加耐高温陶瓷纤维和玄武岩纤维制备高性能的耐高温复合过滤纸，解决单一玻璃纤维耐温性能不好的问题。
③本发明制备的耐高温过滤纸，具有耐高温、阻燃性和过滤效率高等优点，可实现对PM2.5的有效过滤，在高温烟道和特殊气体热介质的过滤具有广泛的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例1
一种耐高温过滤纸，该过滤纸由超细玻璃纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维和胶粘剂组成；超细玻璃纤维作为过滤纸的主要原料，其纤维直径细和强度高等优点，可提高过滤纸的过滤效率；陶瓷纤维和玄武岩纤维可提高过滤纸的耐温性能。
所述的超细玻璃纤维棉直径为2μm，纤维长度为7mm，所占的比例为50％；所述的陶瓷纤维直径为5μm，纤维长度为10mm，所占的比例为20％；所述的玄武岩纤维直径为5μm，纤维长度为10mm，所占的比例为20％；所述的胶粘剂无机胶粘剂和有机胶粘剂的混合物，所占的比例为10％，有机胶粘剂为酚醛树脂，无机胶粘剂为硅酸盐类粘结剂。
本发明还提供一种耐高温过滤纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
①分散制浆：取超细玻璃纤维、陶瓷纤维和玄武岩纤维加入打浆机进行打浆分散，加水和硫酸，调节pH为4.5，打浆分散25min，得到质量浓度为0.3％的浆料；
②湿法成型：将浆料、混合溶液输送至配浆池中搅拌并进行除渣处理，将混合料浆输送至纸业成型器上成型得到湿纸，将湿纸进行抽真空洗除水并压榨后制得纸坯；所述的混合溶液包括：纯净水、十二烷基苯磺酸钠表面活性剂、脂肪酸缩聚物分散剂和聚硅氧烷消泡剂；
③喷涂胶料：将胶黏剂稀释，均匀地喷洒或溢流施加于玻璃纤维纸坯上，多余的胶粘剂重复使用；
④干燥处理：喷胶玻璃纤维纸坯送入烘箱进行干燥，采用分段加热工艺；所述的分段加热工艺分为三段进行，第一段干燥温度为260℃，时间为4min；第二段干燥温度为230℃，时间为7min；第三段温度为210℃，时间为4min。
⑤成型切割：将干燥后的纸进行分切，即获得不同规格和型号的过滤纸。
该耐高温过滤纸的各项性能指标如下：
实施例2
一种耐高温过滤纸，该过滤纸由超细玻璃纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维和胶粘剂组成；超细玻璃纤维作为过滤纸的主要原料，其纤维直径细和强度高等优点，可提高过滤纸的过滤效率；陶瓷纤维和玄武岩纤维可提高过滤纸的耐温性能。
所述的超细玻璃纤维棉直径为1.5μm，纤维长度为6mm，所占的比例为55％；所述的陶瓷纤维直径为4μm，纤维长度为12mm，所占的比例为15％；所述的玄武岩纤维直径为4μm，纤维长度为12mm，所占的比例为15％；所述的胶粘剂无机胶粘剂和有机胶粘剂的混合物，所占的比例为15％，有机胶粘剂为环氧树脂，无机胶粘剂为硅酸盐类粘结剂。
本发明还提供一种耐高温过滤纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
①分散制浆：取超细玻璃纤维、陶瓷纤维和玄武岩纤维加入打浆机进行打浆分散，加水和硫酸，调节pH为4.0，打浆分散30min，得到质量浓度为0.4％的浆料；
②湿法成型：将浆料、混合溶液输送至配浆池中搅拌并进行除渣处理，将混合料浆输送至纸业成型器上成型得到湿纸，将湿纸进行抽真空洗除水并压榨后制得纸坯；所述的混合溶液包括：纯净水、十二烷基苯磺酸钠表面活性剂、脂肪酸缩聚物分散剂和聚硅氧烷消泡剂；
③喷涂胶料：将胶黏剂稀释，均匀地喷洒或溢流施加于玻璃纤维纸坯上，多余的胶粘剂重复使用；
④干燥处理：喷胶玻璃纤维纸坯送入烘箱进行干燥，采用分段加热工艺；所述的分段加热工艺分为三段进行，第一段干燥温度为250℃，时间为4min；第二段干燥温度为240℃，时间为6min；第三段温度为220℃，时间为4min。
⑤成型切割：将干燥后的纸进行分切，即获得不同规格和型号的过滤纸。
该耐高温过滤纸的各项性能指标如下：
上述仅为本发明两个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。