一种碳纤维复合高温过滤毡的制作方法

本实用新型涉及耐高温过滤毡技术领域，具体地说是一种碳纤维复合高温过滤毡。

背景技术：

袋式除尘的工作机理是含尘烟气通过过滤材料，尘粒被过滤下来，过滤材料捕集粗粒粉尘主要靠惯性碰撞作用，捕集细粒粉尘主要靠扩散和筛分作用，随着过滤的进行，滤料的粉尘层也有一定的过滤作用。当颗粒物直径小于10μm时，主要的过滤效应是拦截、扩散和惯性碰撞。

袋式除尘器过滤粒径在5μm及以上的粉尘有着良好的过滤效果。但当粉尘粒径在1μm甚至更低，滤料上粉尘层、滤料本身对超细粉尘的拦截捕获效果越难。超细粉尘在滤料过滤过程中由于其过滤机理不同于大颗粒粉尘的重力沉降、拦截效应和惯性力效应，在滤料捕集过程更多为扩散效应，因此在针对粉尘超净排放的项目中要充分考虑滤料结构设计、滤料表面处理和除尘器过滤风速等条件对超细粉尘的过滤效率的影响。

PBO纤维是一种超高强度、超高模量、超高耐热性和超阻燃性的超高性能特种纤维，但同时其价格也非常昂贵。碳纤维也是一种性能非常优良的无机纤维，但其价格相对来说比较容易被市场接受。因此，将两者共混，通过控制其共混比，达到市场能够接受的价格，同时得到综合性能优良的新产品，是本产品的总体开发思路。

技术实现要素：

本实用新型提供一种耐高温、耐腐蚀、阻燃性好的碳纤维复合高温过滤毡。

本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种碳纤维复合高温过滤毡，包括面层、基层和底层，所述面层、基层和底层之间通过粘胶剂粘结，所述面层为聚苯撑苯并二噁唑纤维层，所述基层为石墨化碳纤维层，所述底层为不锈钢玻纤维层，所述聚苯撑苯并二噁唑纤维层由聚苯撑苯并二噁唑纤维丝杂乱的针刺而成，所述石墨化碳纤维层由碳纤维丝杂乱的针刺而成，所述碳纤维丝内部添加有石墨颗粒，所述石墨颗粒的粒径为0.5毫米，所述聚苯撑苯并二噁唑纤维丝由二十根聚苯撑苯并二噁唑纤维螺旋加捻而成。

所述不锈钢玻纤维层由不锈钢纤维丝和玻璃纤维丝纵横编织而成。

所述不锈钢纤维丝的截面直径为5毫米，所述玻璃纤维丝的截面直径为5毫米，所述不锈钢纤维丝的编织间距为0.5毫米，所述玻璃纤维丝的编织间距为0.5毫米。

面层的厚度为8毫米。

基层的厚度为8毫米。

底层的厚度为6毫米。

本实用新型所带来的有益效果是：

本实用新型聚苯撑苯并二噁唑（PBO）纤维的研究起始于上世纪６０年代，SRI材料实验室的聚合组为满足美国空军对耐高温聚合物材料的要求，逐渐研制开发出了几种被称为苯并唑类的聚合物（PBZ），主要包括PBO、聚苯撑苯并二噻唑、聚苯撑苯并二咪唑。上世纪７0年代初美国空军实验室开始对PBO纤维进行研究，但10余年间一直不能合成出高分子质量的PBO聚合物，由此制得的PBO纤维的强度和模量都不高，PBO几乎被放弃。上世纪80年代中期，通过对单体合成及聚合工艺的改进，获得了高分子质量的PBO聚合物，使得PBO的研究又活跃了起来。1991年DOW化学公司和日本东洋纺开始合作研究开发PBO纤维，随后，东洋纺购买了DOW的专利，单独进行PBO纤维的开发。1998年建立年产180t的中试线，开始商业化生产，商品名为Zylon。

PBO纤维的性能可以概括为4个“超高”即超高强度、超高模量、超高耐热性和超阻燃性，其拉伸强度为5.8GPa，拉伸模量为300GPa。一根直径为1mm的PBO细丝可吊起450公斤的重物。其热分解温度650℃，极限氧指数高达68，是一种性能非常优良的阻燃纤维。除此之外，PBO纤维还具有优异的耐冲击性、耐摩擦性和尺寸稳定性，并且质轻而柔软，是极其理想的纺织原料。

其性能如下：

（1）耐温性高

PBO/碳纤维复合高温过滤材料的干热收缩率非常低，可以用于高温过滤工况。

（2）强力高

PBO/碳纤维复合高温过滤的拉伸强力高，具有非常好的力学性能。

（3）透气量大

PBO/碳纤维复合高温过滤材料的透气量大，过滤阻力小。

（4）耐化学腐蚀性高

由于PBO和碳纤维皆具有非常好的耐花絮腐蚀性，由两者制成的过滤材料也具有非常好的耐化学腐蚀性。

（5）阻燃

PBO和碳纤维皆具有非常好的阻燃性，因此由两者制成的针刺毡过滤材料也具有非常高的阻燃性能。

综上所述，PBO/碳纤维复合耐高温过滤材料是一种耐高温、耐腐蚀、阻燃等集多种性能/功能于一体的特种过滤材料。

附图说明

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型所述碳纤维复合高温过滤毡的剖面图。

图2为本实用新型所述碳纤维丝的结构示意图。

图3为本实用新型所述底层的结构示意图。

图中部件名称对应的标号如下：

1、面层；2、基层；3、底层；4、聚苯撑苯并二噁唑纤维丝；5、碳纤维丝；6、石墨颗粒；7、不锈钢纤维丝；8、玻璃纤维丝。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详述：

作为本实用新型所述碳纤维复合高温过滤毡的实施例，如图1、图2和图3所示，包括面层1、基层2和底层3，所述面层1、基层2和底层3之间通过粘胶剂粘结，所述面层1为聚苯撑苯并二噁唑纤维层，所述基层2为石墨化碳纤维层，所述底层3为不锈钢玻纤维层，所述聚苯撑苯并二噁唑纤维层由聚苯撑苯并二噁唑纤维丝4杂乱的针刺而成，所述石墨化碳纤维层由碳纤维丝5杂乱的针刺而成，所述碳纤维丝5内部添加有石墨颗粒，所述石墨颗粒6的粒径为0.5毫米，所述聚苯撑苯并二噁唑纤维丝4由二十根聚苯撑苯并二噁唑纤维螺旋加捻而成。

本实施例中，所述不锈钢玻纤维层由不锈钢纤维丝7和玻璃纤维丝8纵横编织而成。

本实施例中，所述不锈钢纤维丝7的截面直径为5毫米，所述玻璃纤维丝8的截面直径为5毫米，所述不锈钢纤维丝7的编织间距为0.5毫米，所述玻璃纤维丝8的编织间距为0.5毫米。

本实施例中，面层1的厚度为8毫米。

本实施例中，基层2的厚度为8毫米。

本实施例中，底层3的厚度为6毫米。

针刺法非织造工艺的原理为：利用三角截面(或其它截面)棱边带倒钩的刺针对纤网进行反复穿刺。倒钩穿过纤网时，将纤网表面和局部里层纤维强迫刺入纤网内部。由于纤维之间的摩擦作用，原来蓬松的纤网被压缩。刺针退出纤网时，刺入的纤维束脱离倒钩而留在纤网中，这样，许多纤维束纠缠住纤网使其不能再恢复原来的蓬松状态。经过许多次的针刺，相当多的纤维束被刺入纤网，使纤网中纤维互相缠结，从而形成具有一定强力和厚度的针刺法非织造材料。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。