CN101314091A

CN101314091A - 多功能高分子过滤材料及其制备方法

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Publication number: CN101314091A
Application number: CNA2008101230471A
Authority: CN
Inventors: 徐辉; 张金宝; 梁运动; 左宗广; 陈志�; 凌伦宏; 候现林; 李卫锋
Original assignee: Anhui Yuanchen Environmental Protection Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Anhui Yuanchen Environmental Protection Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2008-06-19
Publication date: 2008-12-03

Abstract

本发明涉及一种多功能高分子过滤材料，包括含量为70％～85％的玻璃纤维，其余为芳纶、聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚对苯撑苯并双唑(PBO)纤维、对位芳纶、陶瓷纤维、不锈钢纤维、铜纤维八种中的一种或数种。本发明还公开了一种多功能高分子过滤材料的制备方法。本发明将含量为70％～85％的玻璃纤维，以及芳纶、聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚对苯撑苯并双唑(PBO)纤维、对位芳纶、陶瓷纤维、不锈钢纤维、铜纤维八种中的至少一种混合为混合纤维，再将混合纤维与基布进行针刺，定型后成品，按照该方法生产出来的过滤材料成本低，并具有防水、耐温和耐腐蚀性，性价比高。

Description

多功能高分子过滤材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料，尤其是一种多功能高分子过滤材料及其制备方法。

背景技术

目前的过滤材料主要选用涤纶、丙纶、聚苯硫醚和聚四乙烯等纤维为原料，一般采用机织和针刺这两种方式来生产加工，因各种纤维防水、耐温、耐腐蚀性、原材料价格以及加工的难易程度的不同，导致生产出来的滤布成本差异增大。例如，聚四氟乙烯纤维的原材料成本是涤纶纤维成本的20至30倍，且聚四氟乙烯纤维在加工的过程中易产生缠绕和静电，造成产量降低的同时也变相地加大了生产成本，导致其成品的价格相对较高。

由于我国近年来对环保要求逐渐提高，过去的一些高温环境以及酸碱程度恶劣或水气成分大的环境常采用静电除尘的方法来解决，但因除尘效率只能达到95％而不能满足目前的环保要求，因此，急需要研发出一种既耐高温，又能在一定酸碱性成分或水气成分的环境中使用，同时又符合我国经济国情的一种具有复合性能的过滤材料。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种成本低并具有耐湿、耐温、耐腐蚀性能的多功能高分子过滤材料。

为实现上述目的，本发明提供的一种多功能高分子过滤材料，包括混合纤维和基布，混合纤维包括含量为70％～85％的玻璃纤维，其余为芳纶、聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、对位芳纶、陶瓷纤维、不锈钢纤维、铜纤维八种中的一种或数种。

本发明的另一目的是提供一种多功能高分子过滤材料的制备方法，包括将混合纤维与基布进行针刺，定型后成品，其中，所述的混合纤维包括含量为70％～85％的玻璃纤维，其余为芳纶、聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、对位芳纶、陶瓷纤维、不锈钢纤维、铜纤维八种中的一种或数种。

本发明将含量为70％～85％的玻璃纤维，以及其余为芳纶、聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、对位芳纶、陶瓷纤维、不锈钢纤维、铜纤维八种中的一种或数种组成混合纤维，再将混合纤维与基布进行针刺，按照该方法生产出来的过滤材料成本低，并具有耐湿、耐温和耐腐蚀性，具有较高性价比。

具体实施方式

一种多功能高分子过滤材料包括混合纤维和基布，混合纤维包括含量为70％～85％的玻璃纤维，其余为芳纶、聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、对位芳纶、陶瓷纤维、不锈钢纤维、铜纤维八种中的一种或数种。

其中，芳纶具有优异的耐热性能，良好的阻燃性能和耐腐蚀性能，其纤维的工作温度范围为-196℃～204℃，芳纶的的分子式为：

聚四氟乙烯纤维具有较好的耐腐蚀性能，其工作温度范围为-269℃～250℃，聚四氟乙烯纤维的分子式为：

聚苯硫醚纤维可在280℃温度下长期工作，聚苯硫醚纤维的分子式为：

聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维，简称PBO纤维，其力学性能优异，拉伸强度高，热分解温度高达650℃，耐热性能好，耐化学稳定性较高；对位芳纶是对芳纶的改进，其耐热性能较高；陶瓷纤维属于无机纤维中耐高温的纤维；铜纤维具有十分优良的导电性、导热性；不绣钢纤维是用不绣钢丝拉丝成的纤维，其强度较高，导电性能、耐腐蚀性能、耐热性能好。

所述的基布选用玻璃纤维机织布或聚四氟乙烯纤维机织布，且基布的经纬密度为5×5cm²，克重100g/m²。选用玻璃纤维机织布可以降低生产成本，而选用聚四氟乙烯纤维机织布可以增强成品的耐腐蚀性。

本发明的制备方法如下：

将混合纤维与基布进行针刺，再经浸液浸渍、烧毛、压光定型后成品，其中，所述的混合纤维包括含量为70％～85％的玻璃纤维，其余为芳纶、聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、对位芳纶、陶瓷纤维、不锈钢纤维、铜纤维八种中的一种或数种。芳纶、聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维具有耐高温、耐腐蚀性强的优点，但三者的价格较高，在原材料的选择上以玻璃纤维为主。

实施例一

将玻璃纤维85％，聚苯硫醚纤维15％作为配比，再以聚四氟乙烯纤维机织布为基布，经过针刺设备针刺后，浸渍、烧毛、压光定型后成品，为了增强成品的耐腐蚀性和透气性，将ptfe膜经热融后覆在成品上，同时，ptfe膜还能够截留细微的粉尘。在这里，15％的聚苯硫醚纤维可以用15％的芳纶、聚四氟乙烯纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、对位芳纶、陶瓷纤维、不锈钢纤维以及铜纤维中的任意一种替换。成品的性能会因选用组分的不同而不同。

所述的玻璃纤维采用无碱玻璃纤维。玻璃纤维的成本低，强度大，选用玻璃纤维作为本方法的主要原材料能够最大限度地降低生产成本，但是，由于玻璃纤维的抱合力低，同时选用其他纤维能够增强抱合力以合成成品。此外，玻璃纤维分为中碱玻璃纤维与无碱玻璃纤维，无碱玻璃纤维的耐水性等各性能均优于中碱玻璃纤维，因此，选用无碱玻璃纤维作为本发明的主要原材料。

所述的浸液中含有硅油或聚四氟乙烯，硅油或聚四氟乙烯能够增强混合纤维中玻璃纤维和涤纶的抗腐蚀性，此外，还可以在浸液中加入适量的石墨和/或阻燃剂，添加石墨能够增强成品的导电能力，而添加阻燃剂则能够增强成品的阻燃性能。

本方法采用双面复合针刺的方式，针刺与机织相比，前者具有高产量、高效率的优点，在生产加工时，经过针刺设备加工如下：首先，将混合好的纤维经过两台梳理机梳理和铺网机铺网制成两层均匀的纤维层；其次，在这两层纤维层中加入基布，然后一同送预刺机、主刺机、上刺机、下刺机等数台针刺设备中，经预刺、上刺、下刺、对刺、上刺、下刺的连续针刺加工出半产品，在这里，上刺机和下刺机的数量可以根据加工效率和产量以及质量机动调整为两组或者三组；最后，将该半成品放入浸液浸渍同时烧毛压光定型，所述的烧毛是指将半成品表面的一层绒毛烧掉，保证其单面平整光洁，所述的定型采用高温定型，其温度在280℃～300℃之间，本方法采用290℃，高温定型的时间为至少五分钟。

为防止静电或纤维自燃，生产过程中的室内温度保持在15℃～25℃之间，空气湿度保持在10％～20％之间。此外，生产设备要保持良好接地。

实施例二

以玻璃纤维75％，芳纶24％，铜纤维1％作为配比，以玻纤机织布为基布，经过针刺设备针刺后，浸渍、烧毛、压光定型后成品。在这里，将1％的铜纤维替换为1％的碳纤维或1％的不锈钢纤维，同样能够使成品具有防静电的功能。此外，24％的芳纶可以用24％的聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、对位芳纶、陶瓷纤维中的任意一种替换，实施例二的其余内容参照实施例一。

实施例三

以玻璃纤维75％，芳纶15％，聚四氟乙烯纤维7％，不绣钢纤维3％作为配比，以聚四氟乙烯纤维机织布为基布，经过针刺设备针刺后，浸渍、烧毛、压光定型后成品。在这里，将3％的不锈钢纤维替换为3％的铜纤维，同样能够使成品具有防静电的功能。此外，7％的聚四氟乙烯纤维可以用7％的聚苯硫醚纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、对位芳纶、陶瓷纤维中的任意一种替换。实施例三的其余内容参照实施例一。

实施例四

以玻璃纤维75％，芳纶10％，聚四氟乙烯纤维5％，聚苯硫醚纤维5％，不绣钢纤维5％作为配比，以玻纤机织布为基布，经过针刺设备针刺后，浸渍、烧毛、压光定型后成品。在这里，将3％的不锈钢纤维替换为3％的铜纤维，同样能够使成品具有防静电的功能。此外，5％的聚四氟乙烯纤维可以用5％的聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、对位芳纶、陶瓷纤维中的任意一种替换。实施例四的其余内容参照实施例一。

实施例五

以玻璃纤维70％，芳纶16％，聚四氟乙烯纤维5％，聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维3％，对位芳纶3％，铜纤维3％作为配比，以聚四氟乙烯纤维为基布，经过针刺设备针刺后，浸渍、烧毛、压光定型后成品。在这里，将3％的铜纤维替换为3％的不锈钢纤维，同样能够使成品具有防静电的功能。此外，5％的聚四氟乙烯纤维可以用5％的聚苯硫醚纤维、陶瓷纤维中的任意一种替换。实施例五的其余内容参照实施例一。

实施例六

以玻璃纤维70％，芳纶14％，聚苯硫醚纤维5％，聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维4％，陶瓷纤维5％，铜纤维1％，不绣钢纤维1％作为配比，以玻纤机织布为基布，经过针刺设备针刺后，浸渍、烧毛、压光定型后成品。在这里，5％的聚苯硫醚纤维可以用5％的对位芳纶、聚四氟乙烯纤维替代。实施例六的其余内容参照实施例一。

实施例七

以玻璃纤维70％，芳纶5％，聚四氟乙烯纤维5％，聚苯硫醚纤维5％，聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维4％，对位芳纶5％，陶瓷纤维5％，不绣钢纤维1％作为配比，以聚四氟乙烯纤维为基布，经过针刺设备针刺后，浸渍、烧毛、压光定型后成品。将1％的不锈钢纤维替换为1％的铜纤维，同样能够使成品具有防静电的功能。实施例七的其余内容参照实施例一。

实施例八

以玻璃纤维70％，芳纶5％，聚四氟乙烯纤维5％，聚苯硫醚纤维5％，聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维2％，对位芳纶5％，陶瓷纤维5％，不绣钢纤维1％，铜纤维2％作为配比，以玻纤机织布为基布，经过针刺设备针刺后，浸渍、烧毛、压光定型后成品。实施例八的其余内容参照实施例一。

综上所述，本方法的核心在于将含量为70％～85％无碱玻璃纤维，以及芳纶、聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、对位芳纶、陶瓷纤维、不锈钢纤维、铜纤维八种中的一种或数种混合为混合纤维，配以基布针刺。采用本方法生产出来的过滤材料成本低，可长期在250℃～280℃广泛的温度范围内工作，防水性能优良、并具有很强的耐温及耐腐蚀性，性价比高。

Claims

1、一种多功能高分子过滤材料，包括混合纤维和基布，其特征在于：混合纤维包括含量为70％～85％的玻璃纤维，其余为芳纶、聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、对位芳纶、陶瓷纤维、不锈钢纤维、铜纤维八种中的一种或数种。

2、根据权利要求1所述的多功能高分子过滤材料，其特征在于：所述的基布选用玻璃纤维机织布或聚四氟乙烯纤维机织布，且基布的经纬密度为5×5cm²。

3、一种多功能高分子过滤材料的制备方法，包括将混合纤维与基布进行针刺，定型后成品，其中，所述的混合纤维包括含量为70％～85％的玻璃纤维，其余为芳纶、聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、对位芳纶、陶瓷纤维、不锈钢纤维、铜纤维八种中的一种或数种。

4、根据权利要求3所述的多功能高分子过滤材料的制备方法，其特征在于：所述的玻璃纤维为无碱玻璃纤维。

5、根据权利要求3所述的多功能高分子过滤材料的制备方法，其特征在于：所述的基布为玻璃纤维机织布或聚四氟乙烯纤维机织布，且基布的经纬密度为5×5cm²。

6、根据权利要求3所述的多功能高分子过滤材料的制备方法，其特征在于：针刺后放入含有硅油或聚四氟乙烯的浸液中浸渍，浸渍后烧毛、压光定型。

7、根据权利要求3所述的多功能高分子过滤材料的制备方法，其特征在于：将热融后的ptfe膜覆在成品的外表面上。

8、根据权利要求6所述的多功能高分子过滤材料的制备方法，其特征在于：在所述的浸液中加入石墨和/或阻燃剂。

9、根据权利要求3所述的多功能高分子过滤材料的制备方法，其特征在于：在所述的混合纤维中加入由碳黑、石墨和碳纤维制成的导电纤维。

10、根据权利要求3所述的多功能高分子过滤材料的制备方法，其特征在于：所述的定型采用高温定型，其温度为280℃～300℃。

11、根据权利要求3所述的多功能高分子过滤材料的制备方法，其特征在于：生产时室内温度为15℃～25℃，空气湿度为10％～20％。