专利名称：含有短纤维共混物的过滤毡及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种过滤材料及其制备方法，尤其涉及一种含有短纤维共混物的过滤毡及其制备方法。
背景技术：
芳香族聚砜酰胺纤维是一种在高分子主链上含有砜基(-SO2-)的芳香族聚酰胺纤维，为三元无规共聚物，英文名称为Polysulfonamidefibre (简称PSA)。由于芳砜纟仑大分子主链上存在强吸电子的砜基，通过苯环的双键共轭作用，使芳砜纶纤维分子结构稳定，具有很好的耐水解性，阻燃性和耐高温性，需要通过调整纺丝和卷曲工艺才能制得不同纤度和长度的短纤维。对位芳纟仑纤维，全称:聚对苯二甲酰对苯二胺，简称芳纟仑1414,英文名称:poly-p-phenylene terephthamide,对苯二胺与对苯二甲酰氯缩合聚合而成的全对位聚芳酰胺。国外商品名Kevlar。中国称芳纶。由于分子链的刚性，有溶致液晶性，在溶液中在剪切力作用下极易形成各向异性态织构。具有高耐热性，玻璃化温度在300°C以上，热分解温度高达560°C，180°C空气中放置48小时后强度保持率为84%。具有高抗拉强度和起始弹性模量，纤维强度0.215牛顿/旦，模量4.9 9.8牛顿/旦。目前制作渐进式滤料需要根据具体的工况选择不同纤度、长度的短纤维，根据各层面不同的针刺或水刺密度加工工艺，使滤料结构具有不同的密度梯度。比如迎尘面采用超细纤维层主要起过滤作用，其余层面采用较为粗旦的纤维，使粉尘不进入滤料的深层。但是需要准备几种不同规格型·号的短纤维(1.0 3.0dtex)，和几套不同的针刺或水刺工艺，使其制作困难度增加，生产成本增加。
发明内容
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提供一种含有短纤维共混物的过滤毡，在具有高强度的同时还具有更好的过滤精度和透气性，较低的机器运行阻力，同时简化了制备工艺及生产设备，提高生产效率，降低生产成本。本发明所要解决的技术问题之二提供一种含有短纤维共混物的过滤毡的制备方法。本发明目的是通过如下技术方案实现的:一种含有短纤维共混物的过滤毡，所述共混物由下述组分按重量份组成:三聚氰胺短纤维5-25份；芳香族聚砜酰胺短纤维30-90份； 对位芳纶短纤维5-30份。优选的，所述共混物由下述组分按重量份组成:三聚氰胺短纤维10-20份；芳香族聚砜酰胺短纤维40-70份；
对位芳纶短纤维10-20份。最优的，所述共混物由下述组分按重量份组成:三聚氰胺短纤维15份；芳香族聚砜酰胺短纤维55份；对位芳纶短纤维15份。本发明还提供了上述含有短纤维共混物的过滤毡的方法，包含以下步骤:(I)将所述的三聚氰胺短纤维、芳香族聚砜酰胺短纤维和对位芳纶短纤维捆的卷曲短纤维团开松，然后把开松后的短纤维制成均匀的混合物；(2)使用标准梳理和交叉卷绕设备，将这些短纤维转变成交叉错叠的细毡；(3)在标准针刺机或水刺机上将 细毡粗缝或微微加固，将两片以上的细毡合并，并且在两面上针刺或水刺以制得所述过滤毡。渐进式滤料是指滤料在加工时根据具体的工况的需要选择不同细度的纤维和各层面不同的针刺密度加工工艺，使滤料结构具有不同的密度梯度。迎尘面的超细纤维层主要起过滤作用，大颗粒被阻留在滤料的迎面层，有少数超细颗粒会进入超细纤维层，但穿透这层纤维的颗粒很少在滤料深层停留，将会被气流带走，为保证滤料的高过滤精度和低而稳定的压差，我们通常用相当大的针刺密度以确保表层超细纤维过滤精度，而其余层面在保证剥离强力的前提下减少针刺密度，以实现良好的过滤精度下达到最好的透气性。正是这两方面加工处理措施使滤料具有真正高效的三维过滤效果。三聚氰胺纤维，商品名称为Basofil，通过三聚氰胺与甲醛进行缩合反应，形成一个三维化学网状结构，这种交联结构热稳定性高，耐溶剂性极好，可燃性低，有较高的极限耗氧指数(L0I = 32)，具有极好的绝缘性和低导热性，遇热时形稳定性极好，遇火时不收缩、不熔化、不流滴，其连续使用温度可达到180°C 200°C，短时间内可高达260°C 370°C。三聚氰胺纤维是三聚氰胺树脂经过独特的纺丝工艺制作而成。离心式纺丝生产工艺在最终产品中使纤维纤度和长度得以连续分布，可变纤度和长度同其它合成纤维相t匕，更类似于天然纤维，使其纤维旦数和短纤维长度分布成梯度状，其中，纤维旦数的分布为 0.3-0.9dtex 占 5-9 %，1.5dtex 占 15-20 %，2.1dtex 占 18-23 %，2.7dtex 占 13-17 %，3.3dtex 占 9-12 %, 3.9dtex 占 4-8 %，4.5dtex 占 2-4%, 5.1-8.1dtex 占 6-9 % ;纤维长度的分布为 0.5-1.1 英寸 10-13%，1.5英寸 22-24%，2.0英寸 16_19%，2.5 英寸 10-14%，
3.0英寸8-9 %，3.5英寸5-7 %，4.0英寸3-5 %，4.5-8.0英寸4_5 %。但是由于其三维化学网状结构导致其纤维刚性较大，容易折断，纤维的断裂强度只有1.7cn/dteX，断裂伸长只有18%，过多的加入反而会降低过滤毡的强度，导致其失效。在芳香族聚砜酰胺纤维、对位芳纶纤维或它们的共混物中，加入具有自然分布的纤度、长度的三聚氰胺短纤维，长短粗细不同的三聚氰胺纤维在滤料网孔中产生架桥现象，使得滤料孔径缩小，孔隙率提高，增加粉尘颗粒的碰撞几率，粒径很小的颗粒也不能从空隙通过而被捕获。使制作出来的过滤毡形成连续梯度空隙结构，过滤精度提高。本发明与现有技术相比，具有如下优点:本发明的含有短纤维共混物的过滤毡具有较高的过滤精度、较低的设备运行阻力，可以有效延长过滤毡的使用寿命。该过滤毡还具有较高的透气性，提高粉尘过滤效率，降低滤料阻力，改善了过滤毡的过滤性能，同时简化了制备工艺及生产设备，提高生产效率，降低过滤能耗。发现在没有明显降低芳纶毡的强度下，惊奇的发现，毡制品的过滤效率等获得了极大的提高，在高风量的工况下，过滤毡的使用寿命获得延长。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步描述。实施例1按表I所对应的实施例1数据称取各组分，将三种不同类型短纤维捆的卷曲短纤维(三聚氰胺短纤维规格是自然分布的纤度和长度，芳香族聚砜酰胺短纤维和对位芳纶短纤维规格2DX51mm)团开松，然后把开松后的短纤维制成均匀的混合物，使用标准梳理和交叉卷绕设备，将这些短纤维转变成交叉错叠的细毡，在标准针刺机上将细毡粗缝，将两片细毡合并，并且在两面上针刺以制得所述过滤毡，所得过滤毡克重为500g/m2。显然，在本实施例中，在将这些短纤维转变成交叉错叠的细毡后，也可以在标准水刺机上将细毡粗缝或微微加固，将两片以上的细毡合并，并且在两面上水刺以制得所述过滤毡；在将这些短纤维转变成交叉错叠的细毡后，也可以在标准针刺机或水刺机上将细毡粗缝或微微加固，将这些细毡中的两片或两片以上放置在基布的上下二面，并且在两面上针刺或水刺以制得过滤毡，例如采用的基布规格为20支双股纯芳香族聚砜酰胺纱线织成，其克重为120g/m2，所得过滤毡克重为500g/m2。显然采用常规的方法也可制备本发明的过滤租，同样地，实施例2和实施例3均相同。实施例2按照表I所对应的实施例2数据称取各组分，采用实施例1所述方法进行制备，制得本实施例的过滤毡。 实施例3按照表I所对应的实施例3数据称取各组分，采用实施例1所述方法进行制备，制得本实施例的过滤毡。表1:过滤毡纤维原料成分表单位:公斤
权利要求
1.一种含有短纤维共混物的过滤毡，其特征在于，所述共混物由下述组分按重量份组成: 三聚氰胺短纤维5-25份； 芳香族聚砜酰胺短纤维30-90份； 对位芳纶短纤维5-30份。
2.根据权利要求1所述的含有短纤维共混物的过滤毡，其特征在于，所述共混物由下述组分按重量份组成: 三聚氰胺短纤维10-20份； 芳香族聚砜酰胺短纤维40-70份； 对位芳纶短纤维10-20份。
3.根据权利要求2所述的含有短纤维共混物的过滤毡，其特征在于，所述共混物由下述组分按重量份组成: 三聚氰胺短纤维15份； 芳香族聚砜酰胺短纤维55份； 对位芳纶短纤维15份。
4.制备权利要求1-3中任一项所述的含有短纤维共混物的过滤毡的方法，其特征在于，包含以下步骤: (1)将所述的三聚氰胺短纤维、芳香族聚砜酰胺短纤维和对位芳纶短纤维捆的卷曲短纤维团开松，然后把开松后的短纤维制成均匀的混合物； (2)使用标准梳理和交叉卷绕设备，将这些短纤维转变成交叉错叠的细毡； (3)在标准针刺机或水刺机上将细毡粗缝或微微加固，将两片以上的细毡合并，并且在两面上针刺以制得所述过滤毡。
全文摘要
本发明涉及一种含有短纤维共混物的过滤毡及其制备方法，所述过滤毡中的共混物由下述组分按重量份组成三聚氰胺短纤维5-25份；芳香族聚砜酰胺短纤维30-90份；对位芳纶短纤维5-30份。以这种短纤维共混物制成的过滤毡具有较高的透气性，提高了粉尘过滤效率，降低滤料阻力，改善了过滤毡的过滤性能，同时简化制备工艺及生产设备，提高生产效率，降低生产成本。
文档编号B01D39/16GK103239940SQ20121002670
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者汪晓峰, 胡申伟, 王伟君, 吴佳, 王锋华 申请人:上海特安纶纤维有限公司, 上海市纺织科学研究院