一种耐辐照玻璃纤维空气滤纸的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种耐辐照玻璃纤维空气滤纸的制备方法，由玻璃微纤维棉、有机纤维和无碱玻璃纤维短切丝的均匀混合物经湿法工艺制得，其中，玻璃微纤维棉、有机纤维和无碱玻璃纤维短切丝的质量比为(15?20):(1?2):(3?6)。本发明耐辐照玻璃纤维空气滤纸中降低了K+、Na+、B3+的含量，增加了玻璃纤维空气滤纸的耐辐照性，确保所得耐辐照玻璃纤维空气滤纸可耐剂量率不超过2.5×104Gy/h、总剂量不小于6×105～6.5×105Gy的γ射线照射；本发明添加的硅系或氟系憎水剂，显著增强了玻璃纤维空气滤纸的憎水性、耐辐照和抗张强度等性能，增强了核级HEPA过滤器在潮湿环境下的适应性，具有更广的应用范围。
【专利说明】
-种耐福照玻璃纤维空气滤纸的制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种耐福照玻璃纤维空气滤纸的制备方法，属于核电领域。
【背景技术】
[0002] 随着国际能源供应形势日趋紧张，为了满足电力的快速增长和环境保护的需要， 核电作为一种清洁、高效能源，已成为与火电、水电并称的世界=大电力供应支柱。按照《核 电中长期发展规划(2011-2020年)》，到2020年，中国将增建成多座核电站，预计总投产核电 容量将达到5800万千瓦，核电年发电量将达到2600亿千瓦小时，可占全国发电量的6% W 上。核空气净化系统是在正常工况和事故工况下为核设施工作人员和设备提供安全环境的 核电站辅助系统之一。作为空气净化机组的重要组成部分，核级皿PA过滤器的功能是从空 气气流中去除具有放射性的颗粒污染物，它是核电站防护系统的最后屏障，其质量好坏关 系着整个核电站的安全。
[0003] 耐福照玻璃纤维空气滤纸是核级皿PA过滤器滤忍的关键组成部分，其效率、阻力、 强度、憎水性及福照后的性能变化决定了核级肥PA过滤器的性能。美国ASME AG-IFC篇明确 规定福照测试的丫射线吸收剂量率不大于2.5 X 10化y/h、累积吸收剂量不小于6 X 105-6.5 X IO5Gy,并要求滤纸福照后纵横向强度衰减小于15%，然而现有的过滤纸难W满足此要 求。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术中空气滤纸存在的耐福照性能差等缺陷，本发明提供一种耐福 照玻璃纤维空气滤纸的制备方法，所得玻璃纤维空气滤纸的过滤效率属于高效过滤纸 化13-H14)，可耐剂量率不超过2.5 X 10化y/h、总剂量不小于6 X 105-6.5 X IO5Gy的丫射线照 射。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
[0006] -种耐福照玻璃纤维空气滤纸的制备方法，由玻璃微纤维棉、有机纤维和无碱玻 璃纤维短切丝的均匀混合物经湿法工艺制得，其中，玻璃微纤维棉、有机纤维和无碱玻璃纤 维短切丝的质量比为（15-20): (1-2): (3-6)。
[0007] 上述H13-H14为参照EN1822的分级标准，按过滤效率进行分类，表示效率在 99.97 % -99.995 %之间的过滤纸。
[000引为了进一步提高所得产品的耐福照性，玻璃微纤维棉的直径为0.4-0.6WI1和直径 为1-4WI1，其中，直径为0.4-0.6^11的玻璃微纤维棉与直径为1-化111的玻璃微纤维棉的质量比 为（1-3):1;有机纤维的细度为0.7-5(1611，长度为6-15111111;无碱玻璃纤维短切丝的直径为3- 15皿，长度为6-15mm。
[0009]为了进一步提高所得产品的耐福照性等性能，玻璃微纤维棉由W下组分组成： Si〇2: 55-61 份，Al2〇3:7-13份，CaO: 5-6份，MgO: 0.5-2份，BaO: 1 -4份，ZnO: 1 -3份，K20 :0.5- 2.5份，化2〇: 3-7份，Fe2〇3:0.1-0.4份，B203 :5-10份和Ti〇2:0.2-0.5份，所述份数为质量份 数。
[0010] 为了进一步提高所得产品的耐福照性和抗张强度，有机纤维为涂绝、腊绝、丙绝、 芳绝或维尼绝。
[0011] 湿法工艺制造玻璃纤维滤纸为现有技术，本申请耐福照玻璃纤维空气滤纸的制备 方法，具体包括顺序相接的如下步骤：
[0012] 1)将玻璃微纤维棉、有机纤维和无碱玻璃纤维短切丝的混合物中加水及无机酸揽 拌均匀制成纸浆悬浮液；
[0013] 2)将步骤1)所得纸浆悬浮液依次经除渣、稀释、成型、脱水后形成厚度均匀的湿纸 页；
[0014] 3)在步骤2)所得的湿纸页上均匀地喷洒或溢流施加粘结剂和憎水剂，烘干，即得 耐福照玻璃纤维空气滤纸。
[0015] 上述无机酸可W是盐酸、硫酸等常用酸。粘结剂和憎水剂可W是依次加，或混合后 一起加，粘结剂和憎水剂的施加方式和施加顺序并不影响产品的性能。
[0016] 为了进一步提高所得产品的耐福照性和抗张强度，步骤1)中所得纸浆悬浮液的浓 度为0.9-1.2巧*%，口巧直为2-4。步骤2)中纸浆悬浮液经除渣、稀释后的浓度小于0.2巧*%。
[0017] 上述浓度为纤维混合物在悬浮液中的质量浓度。
[0018] 为了增加耐福照玻璃纤维空气滤纸的强度和憎水性，步骤3)中粘结剂为水溶性丙 締酸类，憎水剂为娃系或氣系憎水剂，粘结剂和憎水剂的质量比为(5-10): 1;所得耐福照玻 璃纤维空气滤纸中粘结剂和憎水剂的质量为玻璃纤维空气滤纸质量的4-9%。
[0019] 为了保证所得耐福照玻璃纤维空气滤纸的综合性能，步骤3)中烘干溫度为100- 200°C，烘干时间为10-40min。
[0020] 本发明未提及的技术均参照现有技术。
[0021] 本发明耐福照玻璃纤维空气滤纸中降低了 r、Na+、B3+的含量，从而增加了玻璃纤 维空气滤纸的耐福照性，确保所得耐福照玻璃纤维空气滤纸可耐剂量率不超过2.5 X 104Gy/h、总剂量不小于6X IO5~6.SXlO5Gy的丫射线照射;本发明添加的娃系或氣系憎水 剂，有效促进了与其它组分的协同效应，显著增强了玻璃纤维空气滤纸的憎水性、耐福照和 抗张强度等性能，增强了核级肥PA过滤器在潮湿环境下的适应性，具有更广的应用范围。
【附图说明】
[0022] 图1为实施例1所得耐福照玻璃纤维空气滤纸的1000倍的电镜照片。
【具体实施方式】
[0023] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0024] 本发明实施例中空气滤纸的过滤效率和过滤阻力采用美国TSI-8130型自动滤料 测试仪测试;抗张强度采用化-IOOA型纸与纸板抗张试验机测试;憎水性采用YG(B)812型织 物渗水性测定仪测试。
[0025] 实施例1
[00%]耐福照玻璃纤维空气滤纸采用两种玻璃微纤维棉为主要原料，0.7d(细度）X6mm (长度）的涂绝、芳绝纤维、7WH(直径）X9mm(长度）的无碱玻璃纤维短切丝，加水及盐酸(质 量浓度为10% )，经高频疏解机揽拌均匀制成浓度为0.9wt %、抑值为2.5的纸浆悬浮液，经 过除渣系统后，稀释成浓度小于〇.2wt%的纸浆悬浮液送至网前箱，通过长网机形成湿纸 页，在湿纸页上均匀地喷洒S560丙締酸粘结剂(己斯夫公司生产)和TG-5521氣系憎水剂(大 金公司生产），经160°C烘干30min形成耐福照玻璃纤维空气滤纸。
[0027] 上述两种玻璃微纤维棉按质量计均由W下组分组成：Si〇2:59%，Ab化：13%，化0: 5%，MgO:l%，BaO:4%，ZnO:3%，K2〇:2.3%，rfe2〇:4%，Fe2〇3:0.3%，B2〇3:8%，Ti〇2:0.4%。
[0028] 上述的耐福照玻璃纤维空气滤纸中各组分的质量百分比见表1:
[0029] 表1实施例1中玻璃纤维空气滤纸的各组分质量百分比
[0030]
[0031] 制得的耐福照玻璃纤维空气滤纸福照前及福照后(经丫射线在剂量率不超过2.5 X IO4GyAu总剂量不小于6 X IO5~6.5 X IO5Gy的照射)的性能测试结果见表2:
[0032] 表2实施例1性能测试结果
LUU…」 大拠'口U i巾M守口'J王'飞腿'&防，化腿'乂义半分33 . y, Z 70，化腿担J jura，红御H只化口、」了几 张强度衰减度为13.6%，憎水性衰减度为4.4%，满足ASME AG-IFC篇的指标要求，具有较好 的耐福照性和过滤效果。
[0035] 实施例2
[0036] 耐福照玻璃纤维空气滤纸采用两种玻璃微纤维棉为主要原料，2d X 9mm的涂绝纤 维、5WI1X 6mm的无碱玻璃纤维短切丝，加水及硫酸(质量浓度15 % )，经高频疏解机揽拌均匀 制成浓度为l.Owt%、抑值为2的纸浆悬浮液，经过除渣系统后，稀释成浓度小于0.2wt%的 纸浆悬浮液送至网前箱，通过长网机形成湿纸页，在湿纸页上均匀地溢流施加26084丙締酸 粘结剂(路博润公司生产）和IE-6683娃系憎水剂(道康宁公司生产），经200°C烘干40min形 成耐福照玻璃纤维空气滤纸。
[0037] 上述两种玻璃微纤维棉按质量计均由W下组分组成：Si〇2:61 %，Ab化：11 %，化0: 6%，MgO:2%，BaO:3%，ZnO:2%，K2〇:1.5%，rfe2〇:4%，Fe2〇3:0.2%，B2〇3:9%，Ti〇2:0.3%。
[0038] 上述的耐福照玻璃纤维空气滤纸中各组分的质量百分比见表3:
[0039] 表3实施例2中玻璃纤维空气滤纸的各组分质量百分比
[0040]
[0041] 制得的耐福照玻璃纤维空气滤纸福照前及福照后(经丫射线在剂量率不超过2.5 X IO4GyAu总剂量不小于6X IO5~6.SXlO5Gy的照射)的性能测试结果见表4:
[0042] 表4实施例2性能测试结果 「rwvn1
'[0044]实施例2制得的空气滤纸，i滤效率为99.993%，过滤i力为378Pa，经福照后的抗' 张强度衰减度为13.8%，憎水性衰减度为4.5%，满足ASME AG-IFC篇的指标要求，具有较好 的耐福照性和过滤效果。
【主权项】
1. 一种耐辐照玻璃纤维空气滤纸的制备方法，其特征在于：由玻璃微纤维棉、有机纤维 和无碱玻璃纤维短切丝的均匀混合物经湿法工艺制得，其中，玻璃微纤维棉、有机纤维和无 碱玻璃纤维短切丝的质量比为（15-20): (1-2): (3-6)。2. 如权利要求1所述的耐辐照玻璃纤维空气滤纸的制备方法，其特征在于:玻璃微纤维 棉为直径为0.4-0.6μπι的玻璃微纤维棉和直径为1-4μπι的玻璃微纤维棉质量比为（1-3): 1的 混合物;有机纤维的细度为〇. 7-5den，长度为6-15mm;无碱玻璃纤维短切丝的直径为3-15μ m，长度为6_15mm。3. 如权利要求1或2所述的耐辐照玻璃纤维空气滤纸的制备方法，其特征在于：玻璃微 纤维棉由以下组分组成：SiO2:55-61 份，Al2O3:7-13份，CaO: 5-6份，MgO: 0 · 5-2份，BaO: 1-4 份，ZnO: 1-3 份，K20:0 · 5-2 · 5份，Na20:3-7 份，Fe2O3:0 · 1-0 · 4份，B2O3:5-10 份和 TiO2:0 · 2-0 · 5 份，所述份数为质量份数。4. 如权利要求1或2所述的耐辐照玻璃纤维空气滤纸的制备方法，其特征在于:有机纤 维为涤纶、腈纶、丙纶、芳纶或维尼纶。5. 如权利要求1或2所述的耐辐照玻璃纤维空气滤纸的制备方法，其特征在于:包括顺 序相接的如下步骤： 1) 将玻璃微纤维棉、有机纤维和无碱玻璃纤维短切丝的混合物中加水及无机酸搅拌均 勾制成纸衆悬浮液； 2) 将步骤1)所得纸浆悬浮液依次经除渣、稀释、成型、脱水后形成厚度均匀的湿纸页； 3) 在步骤2)所得的湿纸页上均匀地喷洒或溢流施加粘结剂和憎水剂，烘干，即得耐辐 照玻璃纤维空气滤纸。6. 如权利要求5所述的耐辐照玻璃纤维空气滤纸的制备方法，其特征在于:步骤1)中所 得纸浆悬浮液的浓度为0.9-1.2wt %，pH值为2-4。7. 如权利要求5所述的耐辐照玻璃纤维空气滤纸的制备方法，其特征在于:步骤2)中纸 浆悬浮液经除渣、稀释后的浓度小于0.2wt %。8. 如权利要求5所述的耐辐照玻璃纤维空气滤纸的制备方法，其特征在于:步骤3)中粘 结剂为水溶性丙烯酸类，憎水剂为硅系或氟系憎水剂，粘结剂和憎水剂的质量比为(5-10): 1;所得耐辐照玻璃纤维空气滤纸中粘结剂和憎水剂的质量为玻璃纤维空气滤纸质量的4-9%〇9. 如权利要求5所述的耐辐照玻璃纤维空气滤纸的制备方法，其特征在于:步骤3)中烘 干温度为100-200 °C，烘干时间为10-40min。
【文档编号】D21H15/12GK105908560SQ201610244357
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】王莹, 胡晓侠, 代丰, 戴旭鹏, 严洁, 陈晓燕, 范凌云, 吴涛
【申请人】中材科技股份有限公司