一種中高溫用防靜電過濾材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種中高溫用防靜電過濾材料及其制備方法。該過濾材料包括非織造布基布和表層，所述非織造布表層與經(jīng)切斷的耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲混紡形成防靜電功能層，所述耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲表面覆鍍金屬層。該制備方法按如下步驟進(jìn)行：將耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲烘干、物理除油、前處理、覆鍍金屬層；然后將覆鍍金屬層的耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲切斷，與非織造布表層原料混紡，再經(jīng)開松、梳理、成網(wǎng)、中間加非織造布基布、針刺、定型得防靜電過濾材料。本發(fā)明防靜電過濾材料具有表面電阻低、均勻性好、耐高溫、結(jié)合力好等優(yōu)點(diǎn)，可用于垃圾焚燒、火力發(fā)電、水泥、鋼鐵、化工、冶金等領(lǐng)域的中高溫袋式除塵。
【專利說明】一種中高溫用防靜電過濾材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域，尤其涉及一種中高溫用防靜電過濾材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油化工、鋼鐵冶煉、燃煤電廠、垃圾焚燒、水泥等工業(yè)領(lǐng)域中，部分工序所產(chǎn)生的煙塵具有可燃、易爆、高溫等特點(diǎn)，在使用的過程中由于粉塵與粉塵、粉塵與濾料之間摩擦容易產(chǎn)生大量靜電，如不能及時(shí)把電荷消除，將產(chǎn)生火災(zāi)或爆炸事故。高溫的煙塵則對(duì)過濾材料的使用提出了更高的要求。隨著科學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代工藝的不斷發(fā)展，人們對(duì)空氣質(zhì)量、個(gè)人防護(hù)等方面也越來越重視，因此，需要使用耐高溫防靜電過濾材料對(duì)煙塵進(jìn)行處理?，F(xiàn)有的防靜電過濾材料一般采用以下3種方法，⑴化學(xué)纖維與不銹鋼纖維混合針刺，⑵化學(xué)纖維與導(dǎo)電纖維混合針刺，⑶在過濾材料中添加防靜電劑，其中，方法⑴存在生產(chǎn)流程長(zhǎng)、工藝復(fù)雜、均勻性差等缺點(diǎn)；方法(2)、(3)存在防靜電性能不穩(wěn)定、衰減快、表面電阻偏大等缺點(diǎn)。
[0003]目前國內(nèi)外關(guān)于防靜電過濾材料的研究較少，發(fā)明專利(201310119167.5)提供了一種防靜電聚四氟乙烯過濾袋及其制備方法，該方法基布由聚四氟乙烯長(zhǎng)絲與不銹鋼纖維加捻并股，通過經(jīng)、緯相編織而成，在基布的上下兩面覆蓋有無紡層，其防靜電功能層與本發(fā)明不同。實(shí)用新型專利(201120341764.9)提供了一種抗靜電混紡過濾氈，該過濾氈包括導(dǎo)電纖維和聚丙烯腈纖維交叉鋪網(wǎng)混紡而成的迎塵層、聚丙烯腈纖維長(zhǎng)絲編織而成的基布層以及聚丙烯腈纖維交叉鋪網(wǎng)而成的底層，其抗靜電功能層與本發(fā)明不同。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種表面電阻低、均勻性好、耐高溫、結(jié)合力好的中高溫用防靜電過濾材料及其制備方法，該制備方法工藝簡(jiǎn)單、操作方便、經(jīng)濟(jì)環(huán)保。
[0005]為了達(dá)成上述目的之一，本發(fā)明可通過如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn):
[0006]一種中高溫用防靜電過濾材料，包括非織造布基布和表層，所述非織造布表層與經(jīng)切斷的耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲混紡形成防靜電功能層，所述耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲表面覆鍍金屬層。
[0007]本發(fā)明目的之一還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):
[0008]所述金屬層為鎳、銀、鈦、鉻的一種或多種，所述金屬層單層厚度為0.05?I μ m。
[0009]所述耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)度為38?65mm。
[0010]所述耐高溫化學(xué)纖維與非織造布表層原料按質(zhì)量份配比=(10-30): (90-70)混八口 ο
[0011]所述耐高溫化學(xué)纖維為芳綸纖維、聚四氟乙烯纖維、聚酰亞胺纖維、聚苯硫醚纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維的一種或多種。
[0012]所述非織造布基布和表層原料為芳綸纖維、聚四氟乙烯纖維、聚酰亞胺纖維、聚苯硫醚纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維的一種或多種。
[0013]本發(fā)明目的之二可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):
[0014]一種中高溫用防靜電過濾材料的制備方法，按如下操作步驟進(jìn)行:
[0015](I)將耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲于80?120°C條件下烘干24?48h，以降低其含水量；
[0016](2)將步驟(I)所述耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲在20?90kHz的超聲波場(chǎng)作用下物理除油30?60min,以去除其表面的油潰等雜質(zhì)；
[0017](3)將步驟(2)所述耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲前處理20?60min，以提高其與覆鍍金屬的結(jié)合力；
[0018](4)將步驟(3)所述耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲覆鍍一層金屬；
[0019](5)將步驟(4)所述覆鍍金屬層的耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲切斷；
[0020](6)將步驟(5)經(jīng)切斷的耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲與非織造布表層原料混紡，經(jīng)開松、梳理、成網(wǎng)、中間加非織造布基布、針刺、定型得防靜電過濾材料。
[0021]本發(fā)明的目的之二還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):
[0022]步驟(3)所述前處理為等離子體處理、離子源處理或電暈處理。
[0023]步驟(4)所述覆鍍?yōu)榛瘜W(xué)鍍、真空蒸鍍、物理氣相沉淀的一種。
[0024]所述的防靜電過濾材料表層電阻為IX 16?1(ΓΩ。
[0025]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0026]⑴現(xiàn)有技術(shù)的防靜電過濾材料一般采用化學(xué)纖維與不銹鋼纖維、導(dǎo)電纖維混紡編織而成，生產(chǎn)流程長(zhǎng)、工藝復(fù)雜、操作性差、表面電阻偏大、均勻性差，本發(fā)明采用覆鍍金屬的耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲，與不銹鋼纖維等傳統(tǒng)導(dǎo)電纖維相比，柔韌性更好，與非織造布表層原料有更好的相容性和結(jié)合力，提高了防靜電過濾材料功能層的使用壽命。
[0027]⑵現(xiàn)有技術(shù)的防靜電過濾材料通過混紡的導(dǎo)電纖維起防靜電作用，本發(fā)明通過在非織造布表層加入覆鍍金屬后的化學(xué)纖維長(zhǎng)絲，在達(dá)到同類產(chǎn)品相同表面電阻時(shí)，消耗的金屬量低，降低了成本。
[0028]⑶本發(fā)明選擇耐高溫纖維非織造布，并將表面覆鍍金屬層的耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲與非織造布表層原料混紡，滿足了防靜電過濾材料在中高溫條件下的使用要求，拓寬了防靜電過濾材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0029]本發(fā)明方法制備的防靜電過濾材料，具有表面電阻低、均勻性好、耐高溫、結(jié)合力好等優(yōu)點(diǎn)，可用于垃圾焚燒、火力發(fā)電、水泥、鋼鐵、化工、冶金等領(lǐng)域的中高溫袋式除塵。本發(fā)明制備方法工藝簡(jiǎn)單、安全可靠、操作方便、經(jīng)濟(jì)環(huán)保，易于規(guī)模化批量生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。以下實(shí)施例是中高溫用防靜電過濾材料優(yōu)選的配方，這些配方非限定性實(shí)施方式，只是用于具體說明本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員完全可以根據(jù)本發(fā)明的思路和選料配比篩選出的配方均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0031]實(shí)施例1:
[0032]⑴將芳綸纖維長(zhǎng)絲于80°C條件下烘干處理24h ；
[0033]⑵將烘干的芳綸纖維長(zhǎng)絲在40kHz的超聲波場(chǎng)作用下物理除油50min ；
[0034]⑶將經(jīng)步驟⑵的芳綸纖維長(zhǎng)絲進(jìn)行等離子體前處理40min ；
[0035]⑷采用化學(xué)鍍方法，將經(jīng)步驟⑶的芳綸纖維長(zhǎng)絲覆鍍一層金屬鎳，單層覆鍍層厚度 0.1 μ m ;
[0036](5)將經(jīng)步驟⑷的芳綸纖維長(zhǎng)絲切斷，切斷長(zhǎng)度為38mm ；
[0037](6)將經(jīng)步驟(5)的芳綸纖維與玻璃纖維非織造布表層原料按質(zhì)量份=10:90混紡，然后經(jīng)開松、梳理、成網(wǎng)、中間加玻璃纖維非織造布基布、針刺、定型等工序，制備得防靜電過濾材料。經(jīng)檢測(cè)，該防靜電過濾材料表層的電阻為IX1kiQ。
[0038]實(shí)施例2:
[0039]⑴將聚酰亞胺纖維長(zhǎng)絲于120°C條件下烘干處理48h ；
[0040]⑵將烘干的聚酰亞胺纖維長(zhǎng)絲在20kHz的超聲波場(chǎng)作用下物理除油60min ；
[0041]⑶將經(jīng)步驟⑵的聚酰亞胺纖維長(zhǎng)絲進(jìn)行電暈前處理60min ；
[0042]⑷采用真空蒸鍍方法，將經(jīng)步驟⑶的聚酰亞胺纖維長(zhǎng)絲覆鍍一層金屬銀，單層覆鍍層厚度0.05 μ m ;
[0043](5)將經(jīng)步驟⑷的聚酰亞胺纖維長(zhǎng)絲切斷，切斷長(zhǎng)度為65mm ；
[0044](6)將經(jīng)步驟(5)的聚酰亞胺纖維與聚酰亞胺纖維非織造布表層原料按質(zhì)量份=30:70混紡，然后經(jīng)開松、梳理、成網(wǎng)、中間加聚酰亞胺纖維非織造布基布、針刺、定型等工序，制備得防靜電過濾材料。經(jīng)檢測(cè)，該防靜電過濾材料表層的電阻為1Χ106Ω。
[0045]實(shí)施例3:
[0046]⑴將芳綸纖維長(zhǎng)絲于100°C條件下烘干處理36h ；
[0047]⑵將烘干的芳綸纖維長(zhǎng)絲在90kHz的超聲波場(chǎng)作用下物理除油30min ；
[0048]⑶將經(jīng)步驟⑵的芳綸纖維長(zhǎng)絲進(jìn)行離子源前處理，處理時(shí)間為20min ；
[0049]⑷采用物理氣相沉積方法，將經(jīng)步驟⑶的芳綸纖維長(zhǎng)絲覆鍍一層金屬銀和鎳，單層覆鍍層厚度Iym;
[0050](5)將經(jīng)步驟⑷的芳綸纖維長(zhǎng)絲切斷，切斷長(zhǎng)度為51mm ；
[0051](6)將經(jīng)步驟(5)的芳綸纖維與聚四氟乙烯纖維、聚苯硫醚纖維混合非織造布表層原料按質(zhì)量份=20:60:20混合，然后經(jīng)開松、梳理、成網(wǎng)、中間加玄武巖纖維非織造布基布、針刺、定型等工序，制備防靜電過濾材料。經(jīng)檢測(cè)，該防靜電過濾材料表層的電阻為1Χ108Ω。
[0052]實(shí)施例4
[0053]⑴將聚四氟乙烯纖維長(zhǎng)絲于80°C條件下烘干處理25h ；
[0054]⑵將烘干的聚四氟乙烯纖維長(zhǎng)絲在40kHz的超聲波場(chǎng)作用下物理除油60min ；
[0055]⑶將經(jīng)步驟⑵的聚四氟乙烯纖維長(zhǎng)絲進(jìn)行等離子體前處理30min ；
[0056]⑷采用化學(xué)鍍方法，將經(jīng)步驟⑶的聚四氟乙烯纖維長(zhǎng)絲覆鍍一層金屬鈦，單層覆鍍層厚度0.2 μ m ;
[0057](5)將經(jīng)步驟⑷的聚四氟乙烯纖維長(zhǎng)絲切斷，切斷長(zhǎng)度為40mm ；
[0058](6)將經(jīng)步驟(5)的聚四氟乙烯纖維與玻璃纖維非織造布表層原料按質(zhì)量份=10:90混紡，然后經(jīng)開松、梳理、成網(wǎng)、中間加玻璃纖維非織造布基布、針刺、定型等工序，制備得防靜電過濾材料。經(jīng)檢測(cè)，該防靜電過濾材料表層的電阻為0.7X10^^。
[0059]實(shí)施例5
[0060]⑴將聚苯硫醚纖維長(zhǎng)絲于90°C條件下烘干處理40h ；
[0061]⑵將烘干的聚酰亞胺纖維長(zhǎng)絲在30kHz的超聲波場(chǎng)作用下物理除油40min ；
[0062]⑶將經(jīng)步驟⑵的聚苯硫醚纖維長(zhǎng)絲進(jìn)行電暈前處理60min ；
[0063]⑷采用真空蒸鍍方法，將經(jīng)步驟⑶的聚苯硫醚纖維長(zhǎng)絲覆鍍一層金屬鉻，單層覆鍍層厚度0.05 μ m ;
[0064](5)將經(jīng)步驟⑷的聚苯硫醚纖維長(zhǎng)絲切斷,切斷長(zhǎng)度為65mm;
[0065](6)將經(jīng)步驟(5)的聚苯硫醚纖維與玄武巖纖維非織造布表層原料按質(zhì)量份=30:70混紡，然后經(jīng)開松、梳理、成網(wǎng)、中間加玄武巖纖維非織造布基布、針刺、定型等工序，制備得防靜電過濾材料。經(jīng)檢測(cè)，該防靜電過濾材料表層的電阻為2Χ106Ω。
[0066]實(shí)施例6
[0067]⑴將玻璃纖維長(zhǎng)絲于100°C條件下烘干處理35h ；
[0068]⑵將烘干的玻璃纖維長(zhǎng)絲在90kHz的超聲波場(chǎng)作用下物理除油30min ；
[0069]⑶將經(jīng)步驟⑵的玻璃纖維長(zhǎng)絲進(jìn)行離子源前處理，處理時(shí)間為20min ；
[0070]⑷采用物理氣相沉積方法，將經(jīng)步驟⑶的玻璃纖維長(zhǎng)絲覆鍍一層金屬鈦和鉻，單層覆鍍層厚度Iym;
[0071](5)將經(jīng)步驟⑷的玻璃纖維長(zhǎng)絲切斷，切斷長(zhǎng)度為55mm ；
[0072](6)將經(jīng)步驟(5)的玻璃纖維與芳綸纖維非織造布表層原料按質(zhì)量份=20:80混合，然后經(jīng)開松、梳理、成網(wǎng)、中間加玻璃纖維非織造布基布、針刺、定型等工序，制備防靜電過濾材料。經(jīng)檢測(cè)，該防靜電過濾材料表層的電阻為1.7Χ108Ω。
[0073]實(shí)施例7
[0074]⑴將玄武巖纖維長(zhǎng)絲于90°C條件下烘干處理32h ；
[0075]⑵將烘干的玄武巖纖維長(zhǎng)絲在90kHz的超聲波場(chǎng)作用下物理除油30min ；
[0076]⑶將經(jīng)步驟⑵的玄武巖纖維長(zhǎng)絲進(jìn)行離子源前處理，處理時(shí)間為20min ；
[0077]⑷采用真空蒸鍍的方法，將經(jīng)步驟⑶的玄武巖纖維長(zhǎng)絲覆鍍一層金屬銀和鉻，覆鍍層單層厚度Iym;
[0078](5)將經(jīng)步驟⑷的玄武巖纖維長(zhǎng)絲切斷，切斷長(zhǎng)度為58mm ；
[0079](6)將步驟(5)切斷的玄武巖纖維長(zhǎng)絲與芳綸纖維非織造布表層原料按質(zhì)量份=20:80混合，然后經(jīng)開松、梳理、成網(wǎng)、中間加芳綸纖維非織造布基布、針刺、定型等工序，制備防靜電過濾材料。經(jīng)檢測(cè)，該防靜電過濾材料表層的電阻為1.2X 18 Ω。
【權(quán)利要求】
1.一種中高溫用防靜電過濾材料，包括非織造布基布和表層，其特征在于，所述非織造布表層與經(jīng)切斷的耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲混紡形成防靜電功能層，所述耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲表面覆鍍金屬層。
2.如權(quán)利要求1所述的一種中高溫用防靜電過濾材料，其特征在于，所述金屬層為鎳、銀、鈦、鉻的一種或多種，所述金屬層單層厚度為0.05?1 4 I
3.如權(quán)利要求1所述的一種中高溫用防靜電過濾材料，其特征在于，所述耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲切斷長(zhǎng)度為38?65臟。
4.如權(quán)利要求1所述的一種中高溫用防靜電過濾材料，其特征在于，所述耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲與非織造布表層原料的質(zhì)量份配比=(10-30): (90-70)。
5.如權(quán)利要求1或3所述的一種中高溫用防靜電過濾材料，其特征在于，所述耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲為芳綸纖維、聚四氟乙烯纖維、聚酰亞胺纖維、聚苯硫醚纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維的一種或多種。
6.如權(quán)利要求1所述的一種中高溫用防靜電過濾材料，其特征在于，所述非織造布基布和表層原料為芳綸纖維、聚四氟乙烯纖維、聚酰亞胺纖維、聚苯硫醚纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維的一種或多種。
7.一種制備如權(quán)利要求1-6任一所述中高溫用防靜電過濾材料的方法，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行: (1)將耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲于80?1201條件下烘干24?48匕以降低其含水量； (2)將步驟(1)所述耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲在20?90紐2的超聲波場(chǎng)作用下物理除油30?60111111，以去除其表面的油潰等雜質(zhì)； (3)將步驟(2)所述耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲前處理20?60-1以提高其與覆鍍金屬的結(jié)合力； (4)將步驟(3)所述耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲覆鍍一層金屬； (5)將步驟(4)所述覆鍍金屬層的耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲切斷； (6)將步驟(5)經(jīng)切斷的耐高溫化學(xué)纖維長(zhǎng)絲與非織造布表層原料混紡，經(jīng)開松、梳理、成網(wǎng)、中間加非織造布基布、針刺、定型得防靜電過濾材料。
8.如權(quán)利要求7所述一種中高溫用防靜電過濾材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述前處理為等離子體處理、離子源處理或電暈處理。
9.如權(quán)利要求7所述一種中高溫用防靜電過濾材料的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述覆鍍?yōu)榛瘜W(xué)鍍、真空蒸鍍、物理氣相沉淀的一種。
10.如權(quán)利要求7所述一種中高溫用防靜電過濾材料的制備方法，其特征在于，所述的防靜電過濾材料表層電阻為1X10^?101°^。
【文檔編號(hào)】B32B15/14GK104309210SQ201410468408
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】李智慧, 鄭杰, 朱焰焰, 徐剛, 馬蘋蘋, 張茂功, 郭涵 申請(qǐng)人:天諾光電材料股份有限公司