一种用于工业烟气净化的耐高温纤维滤料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于工业烟气净化的耐高温纤维滤料，属于空气净化技术领域。该纤维滤料含迎尘面纤维层、基布层与净气面纤维层；所述迎尘面纤维层为改性纳米海泡石与聚苯硫醚切片及高温抗氧剂P?EPQ通过双螺杆挤出机混合挤出、造粒，再制备成的复合纤维滤料，并使用泡沫涂层法将PTFE乳液涂布在复合纤维滤料表面，可有效减小过滤孔径；所述基布层选用细聚苯硫醚纤维，所述净气面纤维层选用粗聚苯硫醚纤维，不影响过滤阻力且能提高产品的耐磨性。本发明将价格低廉的海泡石用到烟气过滤材料上是一个新的突破，同时提高了工业烟气的净化效果，减少了清灰次数，提高了滤料的使用温度、延长了使用寿命。
【专利说明】
一种用于工业烟气净化的耐高温纤维滤料
技术领域
[0001]本发明属于空气净化技术领域，涉及一种用于工业烟气净化的耐高温纤维滤料，该滤料可用于冶金、水泥、电厂、垃圾焚烧，属于环保过滤材料。
【背景技术】
[0002]目前，经济发展日益迅速，生活水平的提高伴随着严重的空气污染，蓝天已与我们渐行渐远，人类的健康问题也日益恶化。而罪魁祸首当归属于工业烟气与汽车尾气等有害气体的排放。为了净化烟气，袋式除尘器被广泛应用于工业除尘，作为袋式除尘器的核心部分，纤维滤料扮演着极其重要的角色。
[0003]目前，对于工业烟气的过滤，主要采用聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚酰亚胺纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维等，但聚四氟乙烯价高、耐磨性较差，聚苯硫醚纤维易被氧化，聚酰亚胺纤维耐碱性差且易发生水解，玻璃纤维虽然价格较低，但易断不耐磨，而纤维滤料的过滤性能决定着烟气净化的程度，所以开发一种耐高温、过滤效果优良、成本低廉的纤维滤料迫在眉睫。
[0004]海泡石是一种富镁的纤维状硅酸盐粘土矿物，其化学式为(Si12)(Mg8)O3Q(OH)4(OH2)4.8H20，属于链层状硅酸盐矿物，用途广泛。海泡石具有吸附性，其吸附能力使其成为极有价值的漂白剂、净化剂、过滤剂。海泡石还具有热稳定性能高，耐高温(可达到1500°C?1700°C)、导热系数低等特点，且具有无毒、无污染、耐油、耐碱、耐腐蚀等性能。如果能将价格低廉的海泡石用到烟气过滤材料上将是一个新的突破。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术的不足，本发明目的在于提供一种环保高效，且以海泡石为原料用于工业烟气过滤的耐高温纤维滤料。
[0006]为了实现上述技术目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的。
[0007]本发明提供了一种可用于工业烟气净化的耐高温纤维滤料，该耐高温过滤材料含迎尘面纤维层、基布层与净气面纤维层。所述基布层采用细聚苯硫醚纤维，所述净气面纤维层采用粗聚苯硫醚纤维。所述迎尘面纤维层为改性纳米海泡石与聚苯硫醚切片及高温抗氧剂P-EPQ通过双螺杆挤出机混合挤出、造粒，再制备成的复合纤维滤料。
[0008]所述迎尘面纤维层组成成分的质量百分比为:
[0009]改性海泡石:0.25%?10%
[0010]聚苯硫醚:89.5% ?99.65%
[0011]高温抗氧剂P-EPQ:0.1%?0.5%
[0012]所述改性海泡石的制造方法，包括以下步骤:
[0013 ] (I)将海泡石粉按固液比1:1O溶于蒸馏水中，振荡，使其分散，静置；
[0014](2)取上层颜色均一的悬浮液抽滤、烘干后，按固液比1: 15加入到质量分数3?6%的稀盐酸中，在50?60°C下对其进行酸化处理，除去海泡石中的部分杂质后，反复用蒸馏水洗涤、过滤、烘干；
[0015](3)将1g酸化好的海泡石分散于体积分数为50%的乙醇水溶液中，加入1g?15g插层剂CTAB，80°C机械搅拌6h，经布氏漏斗抽滤，并将滤饼用去离子水溶液洗涤至无氯离子或溴离子(用0.lmol/L的硝酸银溶液检验)，105°C烘干，冷却，研磨，制得有机插层改性海泡石；
[0016](4)将1g有机插层改性海泡石分散于200ml (体积分数为50% )的乙醇水溶液中，滴加10ml质量分数为I?2 %的硅烷水解液(KH-570)，在60 °C下磁力搅拌12h，再经布氏漏斗抽滤，并将滤饼用去离子水洗涤若干遍，105 °C干燥，冷却，研磨至粉状，制得改性海泡石。
[0017]本发明使用泡沫涂层法将PTFE乳液(质量浓度为8%?12 %的聚四氟乙烯乳液)涂布在迎尘面纤维层表面，包括以下步骤:
[0018](I)将空气或者二氧化碳注入到聚四氟乙烯涂层乳液中；
[0019](2)将乳液经发泡设备搅拌后，使其发泡成均匀、稳定的泡沫状；
[0020](3)将发泡好的聚四氟乙烯涂布在包括改性纳米海泡石和聚苯硫醚的迎尘面纤维层表面；
[0021](4)经烘干、乳光等步骤后即完成整个涂布过程。
[0022]与现有技术相比，本发明具有以下技术效果:
[0023]1、本发明将价格低廉的海泡石用到烟气过滤材料上是一个新的突破。海泡石在聚合物复合材料方面的研究和应用已结越来越广泛，使用改性海泡石混合聚苯硫醚制作过滤纤维是一个新的尝试，并且在不破坏聚苯硫醚自身特性的基础上提升它的性能。我国海泡石矿产丰富，如果对此加以合理的开发利用，能够带来巨大的经济价值和社会效益。
[0024]2、本发明利用的是涂层气泡破裂后形成的微孔孔径过滤烟气。本发明使用泡沫涂层法将PTFE乳液涂布在复合纤维滤料表面，可有效减小过滤孔径，此复合纤维作为迎尘面纤维层，基布层选用细聚苯硫醚纤维，净气面纤维层选用粗聚苯硫醚纤维，不影响过滤阻力且能提高产品的耐磨性。所述泡沫涂层法可以减少聚四氟乙烯给液率，提高滤料抗氧化、过滤精度、耐高温、耐腐蚀性能，降低成本，改善织物手感，提高产品质量，延长了滤料的使用寿命，减少清灰次数，且具有高效低阻的过滤性能。
[0025]3、本发明既提高了工业烟气的过滤效果，减少了清灰次数，又提高了滤料的使用温度、延长了使用寿命，且降低了生产和使用成本，解决了目前工业烟气过滤材料普遍存在的问题。
【具体实施方式】
[0026]下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不局限于下述实施例。
[0027]实施例1
[0028]将10g纳米级海泡石粉溶于IL蒸馏水中，振荡，使其分散，静置。取上层颜色均一的悬浮液抽滤、烘干后，加入1500ml质量分数为4 %的稀盐酸中，在60 V下对其进行酸化处理，除去海泡石中的部分杂质后，反复用蒸馏水洗涤、过滤、烘干，备用。取1g酸化好的纳米海泡石分散于200ml的乙醇/水溶液(v/v = 1/1)中，加入15g插层剂CTAB，80°C机械搅拌6h，经布氏漏斗抽滤，并将滤饼用去离子水溶液洗涤至无氯离子或溴离子(用0.lmol/L的硝酸银溶液检验)，105°C烘干，冷却，研磨，制得有机插层改性纳米海泡石。将1g有机插层改性海泡石分散于200ml的乙醇/水溶液(v/v = I/1)中，滴加10ml质量分数为I %的硅烷水解液(KH-570，用冰醋酸调节PH至3)，在60°C下磁力搅拌12h，再经布氏漏斗抽滤，并将滤饼用去离子水洗涤若干遍，105 °C干燥，冷却，研磨至粉状，制得改性纳米海泡石。
[0029]将改性纳米海泡石、聚苯硫醚切片及高温抗氧剂P-EPQ按质量比2/97.9/0.1的配比，通过双螺杆挤出机混合、挤出、造粒，再使用融纺丝法，在高温下进行后拉伸、卷曲和切断制成复合纤维滤料，即迎尘面纤维层。
[0030]使用泡沫涂层法将质量浓度为8%的PTFE乳液涂布在迎尘面纤维层表面，可有效减小过滤孔径。基布层选用细聚苯硫醚纤维，净气面纤维层选用粗聚苯硫醚纤维，不影响过滤阻力且能提高产品的耐磨性。各层之间通过热熔粘合的方式粘合。
[0031]实施例2
[0032]将10g纳米级海泡石粉溶于蒸馏水中，振荡，使其分散，静置。取上层颜色均一的悬浮液抽滤、烘干后，加入1500ml质量分数为5 %的稀盐酸中，在60°C下对其进行酸化处理，除去海泡石中的部分杂质后，反复用蒸馏水洗涤、过滤、烘干，备用。取I Og酸化好的纳米海泡石分散于200ml的乙醇/水溶液(v/v = I/1)中，加入12g插层剂CTAB，80 °C机械搅拌6h，经布氏漏斗抽滤，并将滤饼用去离子水溶液洗涤至无氯离子或溴离子(用0.lmol/L的硝酸银溶液检验)，105°C烘干，冷却，研磨，制得有机插层改性纳米海泡石。将1g有机插层改性海泡石分散于200ml的乙醇/水溶液(v/v = I/1)中，滴加10ml质量分数为2 %的硅烷水解液(KH-570，用冰醋酸调节PH至5)，在60°C下磁力搅拌12h，再经布氏漏斗抽滤，并将滤饼用去离子水洗涤若干遍，105 °C干燥，冷却，研磨至粉状，制得改性纳米海泡石。
[0033]将改性纳米海泡石、聚苯硫醚切片及高温抗氧剂P-EPQ按1.5/98.3/0.2的配比，通过双螺杆挤出机混合、挤出、造粒，再使用融纺丝法，在高温下进行后拉伸、卷曲和切断制成复合纤维滤料，即迎尘面纤维层。
[0034]使用泡沫涂层法将质量浓度为10%的PTFE乳液涂布在迎尘面纤维层表面，可有效减小过滤孔径。基布层选用细聚苯硫醚纤维，净气面纤维层选用粗聚苯硫醚纤维，不影响过滤阻力且能提高产品的耐磨性。各层之间通过热熔粘合的方式粘合。
【主权项】
1.一种用于工业烟气净化的耐高温纤维滤料，其特征在于，所述耐高温纤维滤料含迎尘面纤维层、基布层与净气面纤维层； 所述基布层采用细聚苯硫醚纤维，所述净气面纤维层采用粗聚苯硫醚纤维； 所述迎尘面纤维层为改性纳米海泡石与聚苯硫醚切片及高温抗氧剂P-EPQ通过双螺杆挤出机混合挤出、造粒，再制备成的复合纤维滤料； 所述迎尘面纤维层组成成分的质量百分比为: 改性海泡石:0.25%?10% 聚苯硫醚:89.5%?99.65% 高温抗氧剂P-EPQ: 0.1%?0.5% 所述改性海泡石是通过以下步骤予以制备的: (1)将海泡石粉按固液比1:10溶于蒸馏水中，振荡，使其分散、静置； (2)取上层颜色均一的悬浮液抽滤、烘干后，按固液比1:15加入到质量分数为3 %?6 %的稀盐酸中，在50 °C?60 °C下对其进行酸化处理后用蒸馏水洗涤、过滤、烘干； (3)取1g步骤(2)酸化好的海泡石分散于体积分数为50%的乙醇水溶液中，加入10?15g插层剂CTAB，80°C机械搅拌6h，经布氏漏斗抽滤，并将滤饼用去离子水溶液洗涤至无氯离子或溴离子后烘干，冷却，研磨，制得有机插层改性海泡石； (4)取1g步骤(3)得到的有机插层改性海泡石分散于200ml、体积分数为50%的乙醇水溶液中，滴加10ml质量分数为I?2 %的硅烷水解液，在60 °C下磁力搅拌12h，再经布氏漏斗抽滤，并将滤饼用去离子水洗涤后干燥、冷却、研磨至粉状，制得改性海泡石。2.如权利要求1所述的用于工业烟气净化的耐高温纤维滤料，其特征在于，所述迎尘面纤维层表面涂覆质量浓度为8 %?12 %的聚四氟乙烯乳液。3.如权利要求2所述的用于工业烟气净化的耐高温纤维滤料，其特征在于，所述迎尘面纤维层表面涂覆聚四氟乙烯乳液采用的是泡沫涂层法。
【文档编号】B32B27/02GK106039842SQ201610568898
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月18日
【发明人】钱付平, 洪梅, 吴胜华
【申请人】安徽工业大学