专利名称：耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于高温气固和固液分离的过滤介质，具体地说是一种耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质及其制备工艺。
目前，高温气-固和固-液分离净化产品在不断的发展中。国内外产品大都属于烧结氧化铝、烧结陶瓷、烧结不锈钢、折叠不锈钢毡、玻璃纤维复合纸(毡)等无机金属过滤介质，它不适合于高固体含量的气体、高粘度、高浊度的液体过滤，受到压力后过滤孔径变形，从而产生阻力增大且迅速堵塞，使过滤受到影响，不能到达气-固和固-液分离的目的。中国专利文献公开了一种短纤维烧结滤芯及其制备工艺，该滤芯含有酚醛树脂粉、乌洛托品、短纤维和硬脂酸锌(钙)；其制备工艺为将酚醛树脂粉、依次配加适量的乌洛托品、短纤维毛和硬脂酸锌(钙)，充分搅拌均匀，装入模具中，放入烘箱内烧结成型，烧结温度为180～250℃、其升温速度为2℃～2.5℃/min、匀速升温、烧结时间为60～100分钟，然后脱模，并将烧结成型的产品浸入浸渍液中，时间1～3分钟，并进行甩干，二次干燥，温度控制在100～200℃，升温速度为1.0℃～1.3℃/min，烘干时间5～7小时。浸责液中含有聚氨脂预聚体100份，二甲基亚砜为60～80份，丙酮80～100份，摩卡10～20份(重量份数)。它可用于油漆、树脂、电泳漆、润滑油、糖浆、皂化液、乙烯等高粘度、高污染物处理。但工作温度在0～120℃。
本发明的目的在于提供一种耐高温、高压、自支撑的耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质及其制备工艺。
本发明的目的是通过以下方案实现的。
一种耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质，采用酚醛树脂或烯丙基酚醛树脂改性双马来酰亚胺(BMI)或N-烷基马来酰亚胺(AMI)溶液、聚酰亚胺(PI)预聚物溶液、聚醚酰亚胺(PEI)或聚醚酮(PEK)等耐高温粘合剂，预浸高模量聚酯纤维、聚酰亚胺纤维、聚醚酰亚胺纤维、聚醚酮纤维、聚苯硫醚(PS)纤维和芳伦纤维(PA)等耐高温纤维及其无纺制品，再将干燥后的预浸料装入模具进行固化烧结成型为板(片)式和空心管式滤材(芯)。其过滤精度由耐温纤维和粘合剂的掺入量以及预浸料装填密度控制，为了方便脱模，可以加入适量的脱模剂。其特征在于改性的BMI、AMI溶液、PI预聚物溶液或PEI、PEK溶液100份，耐高温纤维及其无纺制品50～340份。改性的BMI溶液或AMI溶液的制备方法(1)Michael加成扩链反应、(2)液体活性橡胶增韧、(3)热塑性树脂增韧、(4)苯乙烯类单体或乙烯基树脂共聚反应、(5)其它类型烯丙基苯基化合共聚改性BMI、AMI。Michael加成扩链反应方法为酚醛树脂或烯丙基酚醛树脂粉100份，BMI或AMI 1～180份，K-54、Hc-18或乌洛托品等叔胺碱性催化促进剂1-10份，溶解在丙酮、乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、二乙二醇二甲醚等溶剂或混合溶剂进行反应，反应温度70～100℃、反应时间1-24h，产物固含量为5-70％。耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质的制备工艺为改性的BMI、AMI或PI、PEI、PEK等溶液，按比例预浸上述耐温纤维及其无纺制品并进行干燥制成预浸纤维或预浸无纺制品，装入模具，预浸料装填密度为0.31～1.50g/cm3放入烘箱内烧结固化成型，烧结温度为180～250℃、烧结时间为60～180分钟，然后脱模。烧结成型后还需要进行浸渍处理，这是由于酚醛或烯丙基酚醛改性物仍属于脆性，烧结成型的产品还有部分纤维脱落现象，为了解决脱落问题，避免过滤时的二次污染，用浸渍的方法进行后处理。浸渍时间1～3分钟，并进行控速离心定量甩干，甩干时间1～5分钟，二次干燥、温度控制在100～200℃，烘干固化为止，包装成品。后处理浸渍液采用聚氨脂预聚体100份，BMI或AMI1～100份，二甲基亚砜为60～80份，摩卡18～20份，K-54、Hc-18或乌洛托品等叔胺碱性催化促进剂1～20份、丙酮80～100份(重量份数)。
本发明提供一种耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质及其制备工艺，由于采用酚醛树脂或烯丙基酚醛树脂改性BMI、AMI或PI、PEI、PEK等耐温粘合剂、加入促进剂固化成刚性支撑的耐温纤维(板、片、芯)过滤介质，使产品自支撑好。采用耐温纤维及其无纺制品做滤料，孔隙率高达80～90％，阻力小，截留力强，纳污力强，且受压后孔道不变形，过滤精度为5～100μm，流量0.5～6m3/h，阻力0.006～0.014Mpa，工作温度0～300℃，PH范围1～8，使用寿命长；如过滤精度为5μm、10μm，使用寿命200h；过滤精度为50μm，使用寿命350h；过滤精度为75μm，使用寿命450h；过滤精度为100μm，使用寿命500h。该产品可广泛用于水处理、油漆树脂、电泳漆、润滑油、糖浆、乙烯皂以及纺丝熔融体等液体过滤。特别适用于高粘度、高污染物的液体过滤。该产品适用于天然气、烟道气、压缩空气、压缩机冷却剂氨气、合成氨原料气等气体过滤、过滤工程孔径为液体过滤孔径的1/8～1/4。
下面结合实施例详细说明。
实施例1。
一种耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质，使其过滤精度为100μm。其配料为酚醛树脂或烯丙基酚醛树脂粉末100g，双马来酰亚胺(BMI)100g，乌洛托品39.4g，二甲基亚砜-丙酮混合溶剂140g配成预浸液。气体过滤3μm微粒去除效率为80％的高模量聚酯无纺布190g、均匀浸渍预浸液，并室温下干燥制成预浸无纺制品，该预浸无纺制品卷绕在承接管上并装入模具中，装填密度0.80g/cm3，放入烘箱烧结，烧结温度为200℃，时间140分钟，然后脱模，并将烧结成型后的产品浸入后处理浸渍液中。后处理浸渍液中含有聚氨脂预聚体100g、BMI80g、二甲基亚砜60g、丙酮80g摩卡10g。浸入1分钟，然后在离心甩干机甩干1分钟，进行二次干燥，温度为100℃，烘干固化为止。产品最高使用温度为150℃。
实施例2。
与实施例1不同的是将酚醛树脂(或烯丙基酚醛树脂)100g在混合溶剂中，经10gK-54或Hc-18叔胺催化剂催化下与150gBMI反应，反应温度70～100℃、反应时间1-24h。反应产物溶液380g，预浸高模量聚酯无纺布1200g，该预浸无纺制品卷绕在承接管上并装入模具中，装填密度1.00g/cm3，放入烘箱烧结，烧结温度为250℃，时间60分钟，然后脱模，并将烧结成型后的产品浸入后处理浸渍液中。后处理浸渍液中含有聚氨脂预聚体100g、AMI5g、二甲基亚砜80g、丙酮100g、摩卡20g。浸入3分钟，然后在离心甩干机甩干3分钟，进行二次干燥，温度为200℃，烘干固化为止。所制得的耐高温纤维烧结滤芯的过滤精度为50μm。产品最高使用温度为180℃。
实施例3。
与实施例2不同在于采用预浸液260g，预浸聚苯硫醚纤维140g(或芳伦纤维140g)，均匀浸渍预浸液，并室温下干燥制成预浸纤维，该预浸纤维直接装入模具中，装填密度1.30g/cm3。所制得的耐高温纤维烧结滤芯的过滤精度为20μm。产品最高使用温度为250℃。
实施例4。
与实施例1不同在于采用PI预聚物溶液或PEI、PEK等溶液作为预浸液，其它与实施例1完全相同。
实施例5。
与实施例1不同在于分别采用丙酮、乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜或二乙二醇二甲醚作改性反应或预浸液的溶剂，其它与实施例1完全相同。
实施例6。
与实施例1不同在于聚酰亚胺纤维、聚醚酰亚胺纤维或聚醚酮纤维100g均匀浸渍实施例4的预浸液，并室温下干燥制成预浸纤维，该预浸纤维直接装入模具中，装填密度1.50g/cm3。所制得的耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质的过滤精度为5um。产品最高使用温度为300℃。
实施例7。
与实施例2不同在于将酚醛树脂或烯丙基酚醛树脂100g，在丙酮溶剂中，经K-54或Hc-18叔胺催化剂催化下与BMI5g反应，反应温度70～100℃、反应时间1-24h。反应产物溶液240g，所制得的耐高温纤维烧结过滤板的过滤精度为75μm。
权利要求
1．一种耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质，其特征在于改性的BMI、AMI溶液、PI预聚物溶液或PEI、PEK溶液100份，耐高温纤维及其无纺制品50～340份。
2．如权利要求1所述的耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质，其特征在于可以采用高模量聚酯纤维、聚酰亚胺纤维、聚醚酰亚胺纤维、聚醚酮纤维、聚苯硫醚(PS)纤维或芳伦纤维(PA)等耐高温纤维及其无纺制品。
3．如权利要求2所述的耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质，其特征在于改性的BMI溶液或AMI溶液可以采用酚醛树脂或烯丙基酚醛树脂改性双马来酰亚胺(BMI)或N-烷基马来酰亚胺(AMI)溶液。
4．如权利要求3所述的耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质，其特征在于改性的BMI溶液或AMI溶液采用酚醛树脂或烯丙基酚醛树脂粉100份，BMI或AMI1～180份，K-54、Hc-18或乌洛托品等叔胺碱性催化促进剂1-10份，溶解在丙酮、乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、二7二醇二甲醚等溶剂或混合溶剂进行反应，产物固含量为5-70％。
5．如权利要求1所述的耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质的制备工艺，其特征在于改性的BMI、AMI溶液、PI预聚物溶液或PEI、PEK溶液，按比例预浸上述耐温纤维及其无纺制品并进行干燥制成预浸纤维或预浸无纺制品，装入模具，预浸料装填密度为0.31～1.50g/cm3，放入烘箱内烧结固化成型，烧结温度为180～250℃、烧结时间为60～180分钟，然后脱模，烧结成型后用浸渍的方法进行后处理，后处理浸渍液采用聚氨脂预聚体100份，BMI或AMI1～100份，二甲基亚砜为60～80份，摩卡18～20份，K-54、Hc-18或乌洛托品等叔胺碱性催化促进剂1～20份、丙酮80～100份(重量份数)，浸渍时间1～3分钟，并进行控速离心定量甩干，甩干时间1～5分钟，二次干燥、温度控制在100～200℃，烘干固化为止。
6．如权利要求5所述的耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质的制备工艺，其特征在于改性的BMI溶液或AMI溶液的制备方法(1)Michael加成扩链反应、(2)液体活性橡胶增韧、(3)热塑性树脂增韧、(4)苯乙烯类单体或乙烯基树脂共聚反应或(5)其它类型烯丙基苯基化合共聚改性BMI、AMI。
7．如权利要求6所述的耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质的制备工艺，其特征在于改性的BMI溶液或AMI溶液可以采用酚醛树脂或烯丙基酚醛树脂改性双马来酰亚胺(BMI)或N-烷基马来酰亚胺(AMI)溶液。
8．如权利要求7所述的耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质的制备工艺，其特征在于改性的BMI溶液或AMI溶液采用酚醛树脂或烯丙基酚醛树脂粉100份，BMI或AMI 1～180份，K-54、Hc-18或乌洛托品等叔胺碱性催化促进剂1-10份，溶解在丙酮、乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲亚砜、二乙二醇二甲醚等溶剂或混合溶剂进行反应，产物固含量为5-70％。
9．如权利要求7所述的耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质的制备工艺，其特征在于制备改性的BMI溶液或AMI溶液的反应温度70～100℃、反应时间1-24h。
全文摘要
本发明提供一种耐高温纤维烧结(板、片、芯)过滤介质及其制备工艺,采用改性的BMI、AMI溶液、PI预聚物溶液或PEI、PEK溶液,按比例预浸耐温纤维及其无纺制品并进行干燥制成预浸纤维或预浸无纺制品,装入模具,放入烘箱内烧结固化成型,然后脱模,再用浸渍的方法进行后处理,控速离心定量甩干,二次干燥。孔隙率高达80～90%,过滤精度为5～100μm,工作温度0～300℃。该产品适用于天然气、烟道气、压缩空气、压缩机冷却剂氨气、合成氨原料气等气体过滤,特别适用于高粘度、高污染物的液体过滤。
文档编号B01D39/16GK1305861SQ00134088
公开日2001年8月1日 申请日期2000年12月12日 优先权日2000年12月12日
发明者吴良义, 赵宽, 李成仲, 王守印, 陈自强 申请人:天津市超净过滤技术研究所