一种含砜基的共混型芳族聚酰胺纤维耐高温滤料及其制造方法
【专利说明】一种含砜基的共混型芳族聚酰胺纤维耐高温滤料及其制造 方法
[0001] 本申请要求于2015年1月14日申请的中国专利申请CN 201510017347. 1的优先 权。
技术领域
[0002] 本发明属于耐高温纤维过滤材料领域，涉及含砜基的共混型芳族聚酰胺纤维、包 含所述纤维的无纺织物，包含所述无纺织物的耐高温过滤材料，以及包含了所述过滤材料 的过滤装置，以及上述制品的制备方法。
【背景技术】
[0003] 钢铁行业是大气污染的主要来源之一，在钢铁工业生产过程中的各道工序基本上 都需要进行除尘，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] 在当前钢铁行业中，高温烟气过滤工段所选用的过滤材料主要为耐高温化学纤维 与玻璃纤维的混合滤料，化学纤维材料可选用聚苯硫醚、聚砜酰胺、无机纤维、聚四氟乙烯 纤维等，或将上述纤维混合制备多层耐高温过滤材料。如下述专利所公开的内容：
[0005] CN102657979 A公开了一种燃煤电厂袋式除尘系统用的复合滤料，包括基布、迎尘 面和底层。所述基布由聚苯硫醚与芳砜纶混纺纱线织造而成，所述迎尘面由聚苯硫醚与芳 砜纶混合纤维层构成，所述底层由聚苯硫醚与芳砜纶混合纤维层。
[0006] CN102961922 A公开了一种芳砜纶高温抗氧复合过滤材料及其制造方法，包括基 布和针刺毡层。所述基布为芳砜纶长纤维与涤纶长纤维混纺纱制成的针刺毡基布，所述针 刺毡层为表面改性的芳砜纶短纤维和芳纶短纤维、玻璃短纤维混合针刺得到。
[0007] CN103170183 A公开了一种高强低伸型芳砜纶耐高温覆膜滤料及其制备方法。从 上到下依次由PTFE高致密性微孔薄膜层和针刺毡复合而成，所述针刺毡从上到下依次由 第一芳砜纶纤维面层、高强低伸型基布层和第二芳砜纶纤维面层复合而成。
[0008] CN103657251 A公开了一种高硅氧玻璃纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法。包 括经纱玄武岩纱线和炜纱芳砜纶纱线相互垂直交织制成的基布，高硅氧玻璃纤维经气流成 网工艺或机械成网工艺制成的高硅氧玻璃纤维层。基布与高硅氧玻璃纤维层经针刺复合。
[0009] CN103691205 A公开了一种三聚氰胺纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法。包括 经纱玄武岩纱线和炜纱芳砜纶纱线相互垂直交织制成的基布，三聚氰胺纤维经气流成网工 艺或机械成网工艺制成的三聚氰胺纤维层。基布与三聚氰胺纤维层经针刺复合。
[0010] CN103691207 A公开了一种玄武岩纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法。包括经 纱芳砜纶纱线和炜纱玄武岩纱线相互垂直交织制成的基布，玄武岩纤维经气流成网工艺或 机械成网工艺制成玄武岩纤维层。基布与玄武岩纤维层经针刺复合。
[0011] CN103691208 A公开了一种芳砜纶纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法。包括经 纱芳砜纶纱线和炜纱芳砜纶纱线相互垂直交织制成的基布，芳砜纶纤维经气流成网工艺或 机械成网工艺制成芳砜纶纤维层。基布与芳砜纶纤维层经针刺复合。
[0012] 其中聚砜酰胺纤维与无机纤维混纺的过滤材料，以其耐温高，高温尺寸稳定性好， 耐化学性好，性价比高等特点，获得了市场的认可和欢迎。但是，由于聚砜酰胺纤维自身的 刚性较大，在滤料成品性能上容易出现容易剥离的现象，且耐喷吹次数相对较少，这容易在 使用过程中引起滤料薄弱部位表层纤维剥离，影响材料的过滤性能和耐久性能。
【发明内容】
[0013] 本发明的目的是提供一种含砜基的共混型芳族聚酰胺纤维、包含所述纤维的无纺 织物，包含所述无纺织物的耐高温过滤材料，以及包含了所述过滤材料的过滤装置，以及上 述制品的制备方法。与已知的滤料相比，本发明的滤料结构稳固，具有高过滤效率、高耐喷 吹次数、产品面层高剥离力的优点。
[0014] 本发明涉及一种含砜基的共混型芳族聚酰胺纤维，所述纤维中包含40_98wt%的 芳香族聚酰胺，2-60wt%的聚芳砜，所述芳香族聚酰胺和聚芳砜是混合的。
[0015] 优选的，所述芳香族聚酰胺为对苯二甲酰对苯二胺、间苯二甲酰间苯二胺、聚砜酰 胺、聚对苯甲酰胺。
[0016] 优选的，所述含砜基的共混型芳族聚酰胺纤维（A)在10%的NaOH溶液中85°C下 浸泡5小时的强度保持率是70%以上，优选80%以上，更优选85%以上。
[0017] 优选的，所述含砜基的共混型芳族聚酰胺纤维（A)具有2. 5cN/dteX以上的强度， 优选 2. 5-3. 5cN/dtex，更优选 2. 8-3. 2cN/dtex。
[0018] 优选的，所述含砜基的共混型芳族聚酰胺纤维（A)具有280°C以上的玻璃化温度， 优选300°C以上的玻璃化温度，更优选340°C以上，最优选350°C以上。
[0019] 本发明涉及一种包含上述纤维的无纺织物，所述无纺织物包含：含砜基的共混型 芳族聚酰胺纤维（A)和无机耐高温纤维（B)。
[0020] 优选的，所述无纺织物中，含砜基的共混型芳族聚酰胺纤维㈧的含量为 10-60wt%，无机耐高温纤维（B)的含量为40-90wt% ;更优选的，含砜基的共混型芳族聚 酰胺纤维（A)的含量为15-40wt%，无机耐高温纤维（B)的含量为60-85wt% ;最优选的， 含砜基的共混型芳族聚酰胺纤维（A)的含量为20-30wt%，无机耐高温纤维（B)的含量为 70-80wt%。
[0021] 优选的，所述无纺织物还包含选自聚苯硫醚（PPS)(用于提高耐化学性）、聚酰亚 胺纤维（提高过滤效率）、对位芳纶（增加织物的强度）、间位芳纶、芳砜纶、聚恶二唑纤维 中的一种或两种以上。
[0022] 优选的，所述无机耐高温纤维（B)选自玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维、硅石-氧 化铝纤维、氧化铝纤维、硅石纤维、氧化锆纤维、钛酸钾晶须纤维、石棉、碳纤维、富铝红柱石 纤维、硅铝酸盐纤维、铝硼硅酸盐纤维、二氧化钛纤维中的一种或多种。
[0023] 优选的，所述无纺织物在26°C，0. 3MPa压力条件下，以30s/次的喷吹速率进行喷 吹实验，其耐喷吹次数大于8400次，优选大于9000次，更优选大于10000次，最优选大于 12000 次。
[0024] 优选的，所述无纺织物在250°C，480小时处理后，在常温0. 3MPa压力条件下，以 30s/次的喷吹速率进行喷吹实验，其耐喷吹次数大于8600次，优选大于9000次，更优选大 于10000次，最优选大于12000次。
[0025] 优选的，所述无纺织物在25°C下的平均剥离力为大于20N，优选大于30N，更有选 大于35N。
[0026] 优选的，所述无纺织物在250°C，480小时处理后的平均剥离力为大于20N，优选大 于30N，更有选大于35N。
[0027] 本发明涉及一种过滤材料，所述滤料包含上述无纺织物。
[0028] 优选的，所述过滤材料包含补强织物。
[0029] 优选的，所述补强织物为平纹组织、二层织物、三层织物、斜纹组织、锻纹组织、起 绒斜纹组织。
[0030] 优选的，所述补强织物包含选自玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维、硅石-氧化铝 纤维、氧化铝纤维、硅石纤维、氧化锆纤维、钛酸钾晶须纤维、石棉、碳纤维、富铝红柱石纤 维、硅铝酸盐纤维、铝硼硅酸盐纤维、二氧化钛纤维中的一种或多种纤维。
[0031] 优选的，所述无纺织物在26°C，0. 3MPa压力条件下，以30s/次的喷吹速率进行喷 吹实验，其耐喷吹次数大于8400次，优选大于9000次，更优选大于10000次，最优选大于 12000 次。
[0032] 优选的，所述无纺织物在250°C，480小时处理后，在常温0. 3MPa压力条件下，以 30s/次的喷吹速率进行喷吹实验，其耐喷吹次数大于8600次，优选大于9000次，更优选大 于10000次，最优选大于12000次。
[0033] 优选的，所述过滤材料在26°C下的平均剥离力为大于20N，优选大于30N，更有选 大于35N。
[0034] 优选的，所述过滤材料在250°C，480小时处理后的平均剥离力为大于20N，优选大 于30N，更有选大于35N。
[0035] 本发明还涉及一种所述的过滤材料用于高温烟气过滤的用途。
[0036] 本发明还涉及一种制备上述无纺织物的方法，所述方法包括如下步骤：
[0037] (i)将含砜基的共混型芳