本发明属于气尘分离过滤材料领域，具体涉及一种耐热抗腐蚀过滤材料及其制备方法。
背景技术：
：医药企业、火力发电厂、制造业，钢铁企业的炼铁、炼钢、炼焦，轧钢企业的热轧、精轧、冷轧、初轧，钢管企业的焊接线，水泥行业，石灰行业，烟草行业，玻璃行业，矿山以及军工行业等在生产过程中排放大量粉尘。例如，冷轧酸再生车间粉尘温度到达127℃，且粉尘气体内含有大量的盐酸气雾。目前大部分采用布袋过滤。但纤维编织物的网状结构很容易堵塞，堵塞后过滤性能很差需要经常更换才能保持设备除尘效率，使用周期短。聚苯醚（polyphenylether，简称ppe），具有高玻璃化温度（tg=210℃）、低介电常数（1mhz下，dk=2.45）与低损耗因子（df=0.0007）、尺寸稳定性好等优点；但一般聚苯醚分子量大（mn一般高于21000g/mol），流动性差，加工困难等缺点。吸附净化过滤材料在许多工业领域和公众场所对产品制造过程和生命健康有着十分重大的意义。常用的吸附净化过滤材料含有颗粒活性炭或纤维活性炭，颗粒活性炭价格便宜、来源广泛，纤维活性炭制造过程复杂、产能低、使用成本高，单一活性炭的吸附对象和效率低下，不能实现现实的需要。目前颗粒活性炭吸附净化材料是用机械布粉的方法将颗粒活性炭分布在无纺布上，然后再复上无纺布后经热处理成型，或者在无纺布、颗粒活性炭上施以黏结剂后经固化成型。制造的产品存在着活性炭脱落、活性炭分布不均匀或吸附表面被黏结剂堵塞等问题，使产品在使用过程中产生二次污染而产品的吸附效率则大幅度降低。然而，本领域仍然需要一种能用于上述工业应用的过滤材料，该材料需要具有耐热，耐磨，耐腐蚀，难燃，无毒，刚性大等显著优点，并同时需要具备很好的过滤效果。技术实现要素：本发明提供一种耐热抗腐蚀过滤材料。本发明的耐热抗腐蚀过滤材料含有聚苯醚树脂、二氧化硅、高锰酸钾、活性炭，或由聚苯醚树脂、二氧化硅、高锰酸钾、活性炭组成。应理解，本发明所述的“由聚苯醚树脂、二氧化硅、高锰酸钾、活性炭组成”、“由聚苯醚树脂、二氧化硅、高锰酸钾、活性炭烧结制成”或类似描述并非将耐热抗腐蚀过滤材料的组成限定成仅含有聚苯醚树脂、二氧化硅、高锰酸钾、活性炭，其意指耐热抗腐蚀过滤材料中用到的树脂成分为聚苯醚树脂（包括改性的聚苯醚树脂），可以加入其它的非树脂成分，例如相容剂等。在具体的实施例中，本发明的耐热抗腐蚀过滤材料以聚苯醚作为基体材料，加入一定比例的二氧化硅、高锰酸钾、活性炭细颗粒并配以特定相容剂，经高速搅拌混合均匀后作为原料加入模具内，在加热箱内烧结成一定形状的制品。该制品具有全贯通的微孔结构，作为气体过滤材料时可容气体通过并阻断粉尘的通过，从而起到过滤含尘气体的效果。因此，在一具体实施例中，本发明的过滤材料含有聚苯醚、二氧化硅、高锰酸钾、聚苯乙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和活性炭，或由这些材料组成。在一具体实施例中，聚苯醚、二氧化硅、高锰酸钾、聚苯乙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和活性炭的用量配比为：100重量份：2～6重量份：0.5～1.5重量份：8～20重量份：2～10重量份：5～15重量份。优选具体实施例中，聚苯醚、二氧化硅、高锰酸钾、聚苯乙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和活性炭的用量配比为：100重量份：4重量份：1重量份：12重量份：6重量份：10重量份。在一具体实施例中，聚苯醚的颗粒大小在20目以上。在一具体实施例中，聚苯醚颗粒中，30％～60％的颗粒大小d为20目≤d＜60目，20％～70％为60目＜d≤100目，0％～20％为d＞100目，各范围的颗粒的百分比之和等于100％；在一具体实施例中，聚苯醚颗粒含有30％～40％的20～60目（20目≤d＜60目）的颗粒，40％～70％的60～100目（60目＜d≤100目）的颗粒和0％～10％的100目以上（d＞100目）的颗粒，其中，各大小范围内的颗粒的百分比之和等于100％。在一具体实施例中，活性炭颗粒为10～200目，优选60～100目。在一具体实施例中，所述过滤材料的使用温度在120℃以上。在一具体实施例中，过滤材料内部具有1～8μm大小的网络状通孔，其中，所述网络状通孔是各向同性的三维空间结构。在一具体实施例中，过滤材料的厚度通常为4mm。在一具体实施例中，所述过滤材料还包含5重量份的微纳结构的疏水y2o3，所述微纳结构的疏水y2o3由y(c2h3o2)3·4h2o、乙二胺、聚丙烯酰胺高分子模板制备得到，所述微纳结构的疏水y2o3具体制备方法如下：将1mol的y(c2h3o2)3·4h2o加入三口烧瓶中，边搅拌边将100ml的乙二胺滴入三口烧瓶，乙二胺滴加完成后，将反应温度升至70℃，并在该温度下恒温搅拌60min，随后加入所述y(c2h3o2)3·4h2o质量的3倍聚丙烯酰胺高分子模板，搅拌10min后将反应温度升高至150℃并维持搅拌30min，接着将温度升高至180℃并维持搅拌60min，整个反应过程在氮气保护下完成。待冷却至室温后，离心脱水后，用乙醇反复洗涤离心3次以上，然后在60℃下烘干30min，随后在650℃条件下烧30min，得到表面具有微纳结构的疏水y2o3。制得的微纳结构的疏水y2o3是有无数个粒径为1-5μm的颗粒构成，颗粒表面分布着60-120nm的微孔。本发明第二方面提供一种过滤材料的制备方法，该方法包括：将搅拌均匀的聚苯醚颗粒、聚苯乙烯、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、二氧化硅、高锰酸钾、活性炭的混合物置于模具中，在不高于聚苯醚的结晶温度下烧结，冷却后获得所述过滤材料。在一具体实施例中，搅拌在100～130℃、优选110～120℃下进行。在一具体实施例中，搅拌持续1～4小时，通常2～3小时。在一具体实施例中，以800-1200rpm/min进行搅拌。在一具体实施例中，烧结在惰性气体中进行。在一具体实施例中，惰性气体为氮气。在一具体实施例中，烧结在220～310℃下进行。在一具体实施例中，烧结时间为2～8小时，通常为3～6小时。在一具体实施例中，聚苯醚颗粒中，30％～60％的颗粒大小d为20目≤d＜60目，20％～70％为60目＜d≤100目，0％～20％为d＞100目，各范围的颗粒的百分比之和等于100％；在一具体实施例中，聚苯醚颗粒含有30％～40％的20～60目（20目≤d＜60目）的颗粒，40％～70％的60～100目（60目＜d≤100目）的颗粒和0％～10％的100目以上（d＞100目）的颗粒，其中，各大小范围内的颗粒的百分比之和等于100％。在一具体实施例中，活性炭颗粒为40～160目。本发明第三方面涉及本发明过滤材料在钢铁行业，水泥行业，石灰行业，烟草行业，玻璃行业，矿山以及军工行业中过滤粉尘中的用途。在一种具体实施例中，所述耐热抗腐蚀过滤材料包含ag-聚丙烯基苯乙胺。所述ag-聚丙烯基苯乙胺的制备方法为：在带橡胶塞的烧瓶中加入0.01mol丙烯基苯乙胺、0.02mol纳米银、蒸馏水混合，放在冰水浴中冷却，开始通氮气60min，通氮气后，每隔10min加入过硫酸钠，停止通氮气，水浴中取出烧瓶盖好盖子，静置4h，即得到ag-聚丙烯基苯乙胺。本发明的耐热抗腐蚀过滤材料具有耐热，耐磨，耐腐蚀，难燃，无毒，刚性大等显著优点。目前市场上使用的同类过滤材料通常使用超高分子量聚乙烯作为基体材料，因而使用温度仅仅只能达到80℃左右，而本发明的过滤材料长期使用温度为135℃，短暂使用温度更可高达180℃。从而扩大了使用范围和应用场合。具体实施方式本发明实施例所用的原料如下表：表1种类来源规格聚苯醚树脂国药集团40孔二氧化硅国药集团ar高锰酸钾国药集团cp活性炭国药集团cp苯乙烯sigmaar丙烯基苯乙胺自制-纳米银国药集团粒径20纳米ag-聚丙烯基苯乙胺自制-乙二胺sigmaar聚丙烯酰胺sigmaaldrich实施例1取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，聚苯乙烯10份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯3份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入充满氮气的烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具自然降温至室温后取出制品。实施例2取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，聚苯乙烯10份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯3份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至300℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例3取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，聚苯乙烯10份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯3份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持6h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例4取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，聚苯乙烯20份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯10份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入充满氮气的烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具自然降温至室温后取出制品。实施例5取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，聚苯乙烯15份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯5份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入充满氮气的烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具自然降温至室温后取出制品。实施例6取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，聚苯乙烯10份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯3份，二氧化硅2份，高锰酸钾0.5份、活性炭5份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例7取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，聚苯乙烯10份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯3份，二氧化硅6份，高锰酸钾0.5份、活性炭5份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例8取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，聚苯乙烯10份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯3份，二氧化硅2份，高锰酸钾1.5份、活性炭5份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例9取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，聚苯乙烯10份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯3份，二氧化硅2份，高锰酸钾0.5份、活性炭15份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例10取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，聚苯乙烯20份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯10份，二氧化硅2份，高锰酸钾0.5份、活性炭5份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例11取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，聚苯乙烯20份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯10份，二氧化硅6份，高锰酸钾0.5份、活性炭5份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例12取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，聚苯乙烯20份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯10份，二氧化硅2份，高锰酸钾1.5份、活性炭5份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例13取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，聚苯乙烯20份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯10份，二氧化硅2份，高锰酸钾0.5份、活性炭15份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例14取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，纳米银0.4份，聚苯乙烯20份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯10份，二氧化硅2份，高锰酸钾0.5份、活性炭5份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例15取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，聚丙烯基苯乙胺0.4份，聚苯乙烯20份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯10份，二氧化硅2份，高锰酸钾0.5份、活性炭5份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例16取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，ag-聚丙烯基苯乙胺0.4份，聚苯乙烯20份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯10份，二氧化硅2份，高锰酸钾0.5份、活性炭5份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例17取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，ag-聚丙烯基苯乙胺1份，聚苯乙烯20份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯10份，二氧化硅2份，高锰酸钾0.5份、活性炭5份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例18取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，ag-聚丙烯基苯乙胺0.4份，聚苯乙烯20份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯10份，二氧化硅6份，高锰酸钾1.5份、活性炭15份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例19取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，ag-聚丙烯基苯乙胺1份，聚苯乙烯20份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯10份，二氧化硅6份，高锰酸钾1.5份、活性炭15份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例20取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，ag-聚丙烯基苯乙胺1份，聚苯乙烯12份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯6份，二氧化硅4份，高锰酸钾1份、活性炭10份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。实施例21取已筛选的聚苯醚粉末原料，按重量份数比称取下列原料：聚苯醚（40目）70份，聚苯醚（80目）30份，ag-聚丙烯基苯乙胺1份，聚苯乙烯12份，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯6份，二氧化硅4份，高锰酸钾1份、活性炭10份、微纳结构的疏水y2o35份。把称取的粉末原料经高速搅拌充分混合后注入准备好的模具内，随后把模具放入烧结炉内，升温至240℃并保持4h。最后取出模具以淬水的方式对模具经行降温冷却直至室温后取出制品。上述对实施例的描述是为便于该
技术领域：
的技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例进行各种修改，并将在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。各实施例组成如下表2所示：聚苯醚聚苯乙烯氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯二氧化硅高锰酸钾活性炭ag-聚丙烯基苯乙胺温度/℃时间/h实施例110010300002404实施例210010300003004实施例310010300002406实施例4100201000002406实施例510015500002404实施例610010320.5502404实施例710010360.5502404实施例810010321.5502404实施例910010320.51502404实施例10100201020.5502404实施例11100201060.5502404实施例12100201021.5502404实施例13100201020.51502404实施例14100201020.550.4纳米银2404实施例15100201020.550.4聚丙烯基苯乙胺2404实施例16100201020.550.42404实施例17100201020.5512404实施例18100201061.5150.42404实施例19100201061.51512404实施例20100126411012404实施例21在实施例1的基础上还含有微纳结构的疏水y2o35份。各实施例的物理和透气性能测试结果如下表3所示：拉伸强度mpa断裂伸长率%弯曲强度mpa维卡软化温度℃bet比表面积㎡/g实施例18.2328.51552.132实施例28.5348.71552.145实施例38.4338.81552.137实施例48.8359.11552.154实施例58.3338.71552.148实施例69.3399.51652.356实施例79.6429.91652.365实施例89.2389.41652.378实施例99.94410.21652.452实施例109.54010.01652.364实施例1110.34510.71652.387实施例129.63910.11652.368实施例1310.24610.91652.476实施例149.5419.91652.389实施例159.3409.71652.356实施例1612.45313.31802.395实施例1712.85613.81802.405实施例1813.75513.51802.392实施例1914.25914.51802.421实施例2014.56415.01802.443实施例2118.37719.22102.468拉伸强度依据gb/t1040.2/1b-2006测试，断裂伸长率依据gb/t1040.2/1b-2006测试，弯曲强度依据gb/t9341-2008测试。使用万能试验机进行测试。维卡软化温度依据gb/t1633-2000测试，测试条件为1kg，50℃/h，仪器为热变形维卡温度测定仪。bet比表面积采用低温氮物理吸附(静态容量法)进行测试，采用全自动比表面积及孔隙度分析仪进行测试。使用光学粒子计数器（opc）测试样品的样品过滤效率性能测试，光学粒子计数器（opc）在（0.1～10）μm粒径范围内应至少包括0.3μm，0.5μm，1μm，2μm，5μm，10μm在内的五档。下表4显示实施例6过滤材料的过滤效率性能，表5为实施例21的过滤效率性能数据。表4表52.83l栏表示光学粒子计数器（opc）一个周期抽取2.83l气体中所含的粒子数目，单位：个。1m3栏表示1立方米气体中所含5μm和0.5μm粒子数目，单位：个。在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。当前第1页12