Pbo纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种PBO纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法，所述PBO纤维复合耐高温过滤毡的制备方法，包括下述步骤：（1）将经纱玄武岩纱线和纬纱PBO纱线相互垂直交织，制成基布；（2）将PBO纤维经气流成网工艺或机械成网工艺制成PBO纤维层；（3）基布上、下面铺网叠放PBO纤维层，初步预针刺；（4）主针刺。本发明制备的PBO纤维复合耐高温过滤毡，具有耐高温、耐化学性和阻燃的特性，并且粉尘剥离率和100小时加热后强度保持率较高，运行阻力低于700Pa。
【专利说明】PBO纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高温过滤毡及其制备方法，尤其涉及一种PBO纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法。
【背景技术】
[0002]在中国，电力、钢铁、化学、水泥、垃圾焚烧等“高消耗、高排放、高污染”工业的飞速发展，在给人们创造了更加富裕、方便、快捷的生活的同时，也对我国的天然资源、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，主要包括高温烟气、粉尘、SOX、NOX等。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。
[0003]工业除尘技术的主要目标是控制污染源烟气颗粒物排放、减少大气污染。目前针对工业高温烟气的处理，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、一次性及长期投资费用、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。袋式除尘器的核心是耐高温滤料，耐高温滤料的性能优劣将直接关系到除尘器的高效、稳定可靠、长时间运行。
[0004]随着国内外环保法规的日趋严格，世界各国对过滤器材的开发与应用越来越重视。国内、外收尘装置有惯性除尘器、旋风除尘器、湿式除尘器、袋式过滤器、静电除尘器等多种，除特殊用途外，多采用袋式过滤器(以下简称袋滤器)与静电过滤器，其中袋滤器占80%左右。袋滤器的关键部件是过滤材料。过滤材料有棉、毛、合成纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、金属纤维等多种，应用最广的是玻璃纤维和合成纤维。玻璃纤维由于耐温性高、耐腐蚀、表面光滑、粉尘剥离性和尺寸稳定性好，作为过滤材料使用已有半个世纪。
[0005]目前，高温滤料行业不得不接受挑战，将注意力从“增量”转移到“提质”上来，具体包括提升滤料的过滤性能、减小过滤阻力、提高耐高温耐腐蚀性能、增加使用寿命。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一是提供一种PBO纤维复合耐高温过滤毡的制备方法。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种PBO纤维复合耐高温过滤毡。
[0007]本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的:
[0008]一种PBO纤维复合耐高温过滤毡的制备方法，包括下述步骤:
[0009]( I)将经纱玄武岩纱线和纬纱PBO纱线相互垂直交织，制成基布；
[0010](2)将PBO纤维经气流成网工艺或机械成网工艺制成PBO纤维层；
[0011](3)基布上、下面铺网叠放上述PBO纤维层，初步预针刺；
[0012](4)主针刺，制成所述PBO纤维复合耐高温过滤毡。
[0013]进一步地，还可以包括:
[0014](5)浸溃处理:[0015](6)预烘、烘干和高温定型。
[0016]步骤(5 )的浸溃处理具体为:
[0017]将步骤(4)制成的所述PBO纤维复合耐高温过滤毡，在浸溃乳液中浸溃；
[0018]工艺参数:浸溃温度70_90°C，浸溃时间5-20分钟，控制带液率(即轧余率)50-150% ；
[0019]所述浸溃乳液，由下述重量百分比原料组成:10-14%聚四氟乙烯乳液、1-3%硅油、
0.2-0.6%偶联剂、余量为水。常温常压下将各原料搅拌混合均匀，即可制得所述浸溃乳液。
[0020]所述聚四氟乙烯乳液中聚四氟乙烯含量为55_65wt%。聚四氟乙烯乳液，可以选用美国杜邦公司牌号TE3859的聚四氟乙烯乳液。TE3859聚四氟乙烯乳液为乳白色液体，系四氟乙烯聚合后在非离子型表面活性剂存在下的分散浓缩液，聚四氟乙烯固体含量60wt%。经分散浓缩液处理后的制品，具有卓越的化学稳定性和卓越的耐化学腐蚀能力，如耐强酸、强碱、强氧化剂等，有突出的耐热、耐寒及耐摩性，长期使用温度范围为-200~250°C。还有优异的电绝缘性，且不受温度与频率的影响。
[0021]所述硅油可以为:长链烷基封端硅油DK-285、长链烷基苯SE2203硅油或道康宁公司 Xiarneter_?PTVIX-200 硅油。
[0022]所述偶联剂为硅烷偶联剂。优选地，所述偶联剂为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。最优地，所述偶联剂由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组成。
[0023]Ν-β-(氣乙基)- 氣丙基二甲氧基硅烷，CAS:1760-24~3ο别名:硅烷偶联剂KH-900，国外相应牌号:A-1122(GE) ;Z_6020(道康宁);KBM_603(日本信越)。
[0024]3-巯丙基三乙氧基硅烷，CAS:14814-09_6。别名:硅烷偶联剂580，国外相应牌号:A-1891 (美国GE/OSi公司)和KBM-803 (日本信越化学工业株式会社)。
[0025]步骤(6)中，所述预烘温度为100_120°C ;烘干温度为130_150°C ;高温定型温度为210-250 O。
[0026]步骤(6)中，所述预烘、烘干和高温定型通过拉幅定型机完成。
[0027]步骤(2)中所述气流成网工艺，为本领域现有技术，具体可以为:
[0028]①纤维开包；②纤维开松-采用空气流输送纤维，以形成纤维杂乱排列的均匀纤网；③纤维混合；④纤维除杂；⑤纤维混合后喂入高速回转的锡林；⑥纤维脱落气流输送纤维凝聚成纤维网；⑧输出纤维网-由气流均匀输送凝聚在网帘上，形成三维分布，纵横向强力差异小的纤维网。
[0029]步骤(2)中所述机械成网工艺，为本领域现有技术，具体可以为:
[0030]①开松:通过开松机对PBO纤维进行开松，使其达到蓬松状态；
[0031 ] ②梳理:送入梳理机梳理成纤网；
[0032]③铺网:使用铺网机进行铺网。
[0033]在本发明中，所述的PBO纤维，化学名为聚对苯撑苯并二噁唑纤维，又称聚对苯亚基苯并双噁唑纤维，Poly-p-phenyIenebenzobisthiazole,是现有的含芳香杂环的苯氮聚合物里性能最优秀的一种化合物。其强度、模量、耐热性和抗燃性好，耐冲击性、耐摩擦性和尺寸稳定性均很优异，并且质轻而柔软，尤其适合做高温过滤用耐热过滤毡。
[0034]PBO作为21世纪超性能纤维，具有十分优异的物理机械性能和化学性能，其强力、模量为Kevlar (凯夫拉)纤维的2倍并兼有间位芳纶耐热阻燃的性能，而且物理化学性能完全超过迄今在高性能纤维领域处于领先地位的Kevlar纤维。一根直径为I毫米的PBO细丝可吊起450千克的重量，其强度是钢丝纤维的10倍以上。
[0035]本发明还提供了一种PBO纤维复合耐高温过滤毡，采用上述方法制备而成。
[0036]采用本发明制备的PBO纤维复合耐高温过滤毡，具有耐高温、耐化学性和阻燃的特性，并且粉尘剥离率和100小时加热后强度保持率较高，运行阻力低于700Pa。
【具体实施方式】
[0037]实施例1
[0038]PBO纤维复合耐高温过滤毡的制备方法，包括下述步骤:
[0039](I)将经纱玄武岩纱线和纬纱PBO纱线在喷气织机相互垂直交织，制成基布；控制，经纱密度:纬纱密度=1: 1，基布克重400g/m2。
[0040](2 )将PBO纤维经机械成网工艺，制成PBO纤维层；
[0041 ] ①开松:通过开松机对PBO纤维进行开松，使其达到蓬松状态；②梳理:送入梳理机梳理成纤网；③铺网:使用铺网机进行铺网。
[0042](3)基布上、下面铺网叠放上述PBO纤维层，初步预针刺；
[0043](4)主针刺，制成所述PBO纤维复合耐高温过滤毡。
[0044]最终制得的PBO纤维复合耐高温过滤毡，为三层层状结构，第一层为PBO纤维层；第二层为基布，所述基布由经纱玄武岩纱线和纬纱PBO纱线交织而成；第三层为PBO纤维`层。
[0045]表1:ΡΒ0纤维复合耐高温过滤毡材料克重表
【权利要求】
1.一种PBO纤维复合耐高温过滤毡的制备方法，包括下述步骤: (1)将经纱玄武岩纱线和纬纱PBO纱线相互垂直交织,制成基布； (2)将PBO纤维经气流成网工艺或机械成网工艺制成PBO纤维层； (3 )基布上、下面铺网叠放上述PBO纤维层，初步预针刺； (4)主针刺，制得所述PBO纤维复合耐高温过滤毡。
2.如权利要求1所述的PBO纤维复合耐高温过滤毡的制备方法，其特征在于，还包括下述步骤: (5)浸溃处理； (6)预烘、烘干和高温定型。
3.如权利要求2所述的PBO纤维复合耐高温过滤毡的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)的浸溃处理为: 将步骤(4)制成的所述PBO纤维复合耐高温过滤毡，在浸溃乳液中浸溃； 所述浸溃乳液，由下述重量百分比原料组成:10-14%聚四氟乙烯乳液、1-3%硅油、0.2-0.6%偶联剂、余量为水； 所述偶联剂为N- β -(氨乙基)-Y氨丙基二甲氧基娃烧和/或3-疏丙基二乙氧基娃烧，优选地，所述偶联剂由10-30重量份N-β -(氛乙基)-Y氛丙基二甲氧基娃烧和10-30重量份3-疏丙基二乙氧基娃烧组成。
4.如权利要求2或3所述的PBO纤维复合耐高温过滤毡的制备方法，其特征在于: 步骤(6)中，所述预烘温度为100-120°C，烘干温度为130-150°C，高温定型温度为210-250 O。
5.一种PBO纤维复合耐高温过滤毡，采用权利要求1-4中任一项所述方法制备而成。
【文档编号】B01D39/14GK103691203SQ201310699945
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】黄美蓉 申请人:上海秋橙新材料科技有限公司