本發明專利技術公開了一種復合過濾材料及其用途，該復合過濾材料是由迎塵層和基材構成，所述迎塵層是由聚苯硫醚纖維直接堆積成網而成；所述基材是由中間織物增強層及其上下分別層疊的耐熱性短纖維網構成。本發明專利技術的復合過濾材料具有高的捕集效率、低壓損、使用壽命長，且100％過濾城市大氣微粒子(PM2.5)的特點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種復合過濾材料及其用途。
技術介紹
隨著我國工業進程加快，過濾材料的應用越來越廣泛，對其要求也越來越高。由于傳統過濾材料在過濾效率、濾層阻力及粉塵粒度等方面都存在不同的難點，這就要求我們創造新的過濾材料。眾所周知，過濾材料的過濾效率與其孔徑大小有直接的關系，孔徑大小將直接影響過濾效率。 傳統的覆膜過濾材料雖然具有較高的過濾效率，但是薄膜生產工藝較為復雜，且薄膜微孔表面易受損，或引起薄膜脫落，影響使用效果。在公開號CN2907835Y中，迎塵層由超細耐高溫合成纖維或玻璃纖維經鋪網而成，也是一具有微細孔隙的薄層，可以使濾料達到優良的表面過濾，但其每平方厘米1200至1500針的針刺密度，對纖維損傷較大。在公開號CN201643872U所述的一種表面用復合超細短纖維的濾料,其面層的端面上熔噴和熱壓有玻璃超細短纖維、聚苯硫醚超細短纖維及聚四氟乙烯超細短纖維形成的復合層，雖然也能使濾料達到很好的表面過濾，降低過濾阻力、減小能耗、延長濾料使用壽命等優點，但熔噴法所獲得的超細短纖維的直徑高于靜電紡絲法，從而使落料比表面積低，過濾效率比靜電紡絲法獲得的復合濾料差。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種具有高的捕集效率、低壓損、清灰次數少、使用壽命長，且100%過濾城市大氣微粒子(PM2.5)的復合過濾材料及其用途。本專利技術的技術解決方案是本專利技術的復合過濾材料是由迎塵層和基材構成，上述迎塵層是由聚苯硫醚纖維直接堆積成網而成；所述基材是由中間織物增強層及其上下分別層疊的耐熱性短纖維網構成。聚苯硫醚纖維網層是由聚苯硫醚纖維直接成網而成的，與通過針刺得到的纖維網層相t匕，直接成網而成的纖維網層表面具有較高的比表面積，得到的迎塵層中的微小細孔不易堵塞，降低壓損，減少清灰次數，從而延長濾料的使用壽命。在超微粒子所占比例大的環境下，作為迎塵層的聚苯硫醚纖維網層可以過濾更細小的微粒子，特別是能夠100%過濾PM2. 5微粒子。本專利技術的復合過濾材料，優選上述聚苯硫醚纖維是采用靜電紡絲法或熔噴法獲得的。采用靜電紡絲法與熔噴紡絲法形成的纖維相比，靜電紡絲法獲得的纖維直徑更加均勻，且可以使纖維的平均直徑變小，得到的迎塵層的纖維網層具有高比表面積，更優選靜電紡絲法。本專利技術的復合過濾材料的基材是由中間織物增強層及其上下分別層疊的耐熱性短纖維網構成。其中間織物增強層起保持機械強度的作用，因此適合使用拉伸強度為500N/5cm以上的織物增強層。為了不影響過濾性能的壓力損失，基布優選形成稀疏的織造組織。作為一般的構造，有平紋組織、雙層組織、三層組織、斜紋組織、緞紋組織等，優選平紋組織，成本低、被廣泛使用，能夠得到滿意的性能。織物的經紗密度優選為10 60根/2. 54cm,更優選20 50根/2. 54cm ;緯紗密度優選為10 30根/2. 54cm,更優選10 25根 /2. 54cm。層疊于中間織物增強層的上下層耐熱性短纖維網層的纖維平均直徑選用5 200 μ m的耐熱性纖維。當短纖維網層的纖維平均直徑小于5 μ m時，造成纖維網致密、通氣度低而且壓力損失過大；當平均直徑大于200 μ m時，纖維網稀松，其機械強度會比較低，優選平均直徑為5 100 μ m,更優選平均直徑為8 50 μ m。層疊于上述織物增強層的上下層的耐熱性短纖維層所使用的耐熱性纖維可以是間位芳香族聚酰胺纖維、對位芳族聚酰胺纖維、聚苯硫醚纖維、聚苯并咪唑纖維、聚酰亞胺纖維、三聚氰胺基纖維、玻璃纖維、氟素纖維、碳纖維。其中優選PPS纖維，通過使用PPS纖維，能夠得到耐熱性、耐化學藥品性和耐水解性優良的過濾材料。 本專利技術的復合過濾材料，上述聚苯硫醚纖維的平均直徑為IOnm 5 μ m。如果聚苯硫醚纖維平均直徑小于IOnm的話，則迎塵層可操作性變差，表面易起毛，影響過濾材料的使用壽命；如果聚苯硫醚纖維平均直接大于5 μ m的話，纖維網層的比表面積變小，過濾效果變差。為了更好的捕集超微粒子，聚苯硫醚纖維的平均直徑優選10 lOOOnm。為了更近一步抑制過濾材料的壓力損失，本專利技術的聚苯硫醚纖維的平均直徑更優選200 lOOOnm，最優選400 lOOOnm。本專利技術的復合過濾材料，上述構成迎塵層的聚苯硫醚纖維網層的平均孔徑為0.I 10 μ m。如果聚苯硫醚纖維網層的平均孔徑小于0. I μπι的話，則壓損提高且易堵塞；如果聚苯硫醚纖維網層的平均孔徑大于 ο μπι的話，達不到優異的表面過濾的效果，不利于提聞捕集效率。本專利技術的復合過濾材料，所述構成中間織物增強層的纖維為耐熱性纖維。上述耐熱性纖維是間位芳香族聚酰胺纖維、對位芳族聚酰胺纖維、聚苯硫醚纖維、聚苯并咪唑纖維、聚酰亞胺纖維、三聚氰胺基纖維、玻璃纖維、氟素纖維、碳纖維等纖維中的至少一種。其中優選PPS纖維和氟系纖維，從機械強度高方面考慮，更優選PPS纖維，使用PPS纖維能夠得到具有優良的耐熱性、耐化學藥品性和耐水解性的過濾材料。另外，氟系纖維的機械強度比PPS纖維差，但耐熱性和耐化學藥品性優良，因此在特別苛刻的環境中使用時，優選使用氟系纖維。本專利技術的復合過濾材料，所述構成中間織物增強層的耐熱性纖維為短纖維或長絲中的至少一種，優選使用短纖維，短纖維紗和纖維網的絡合性良好，因此使過濾材料的粉塵捕集效率變得更好。本專利技術的復合過濾材料，根據JIS L 1096標準，在測試壓力為125Pa時，該復合過濾材料的通氣度為5 50cc/cm2. S。如果通氣度小于5cc/cm2. s的話,壓損大、引起阻力大，這樣就會降低過濾材料的使用壽命；如果通氣度大于50cc/cm2. s的話，容易造成粉塵進入過濾材料內部，這樣就造成過濾材料的堵塞，降低捕集效率，達不到排放標準。考慮到捕集效率和壓損,優選5 25cc/cm2· s,更優選6 20cc/cm2· S。本專利技術的復合過濾材料，在大氣粉塵粒徑為2 5 μ m之間時，能達到100%的捕集效率；在粒徑為I. O 2. O μ m之間時，能達到90%以上的捕集效率。本專利技術的復合過濾材料，根據JIS L 1096標準，該復合過濾材料的克重在300 1000g/m2之間。如果克重大于1000g/m2，就增加了成本；如果克重小于300g/m2，起過濾除塵作用的纖維網太薄，就無法滿足高捕集效率的作用，而且機械強度也無法得到滿足，優選克重 450 700g/m2。根據JIS L 1096標準，本專利技術的復合過濾材料的拉伸強度在500N/5cm以上。本專利技術的復合過濾材料是用于高溫煙氣除塵的過濾材料，高溫煙氣的環境具有溫度高、強的化學腐蝕性，同時煙氣中的粉塵濃度高等特點，因此過濾材料必須要有一定的強度來滿足高溫煙氣的環境。另外過濾材料在使用過程中必須克服自身的重力和附載粉塵的重力，以及清灰時壓縮空氣對過濾材料的沖擊力。因此過濾材料的拉伸強度在500N/5cm以上，更優選900N/5cm以上。 本專利技術的復合過濾材料，上述迎塵層與基材可以通過熱粘合的方式，也可以通過水刺固結的方式，但水刺固結法對采用靜電紡絲法獲得的聚苯硫醚纖維網層會有破損，優選熱粘合的方式。采取熱粘合的方式可以使聚苯硫醚纖維網層與基材能很好地粘結在一起，但溫度不宜過高，以防發生膠粘。熱壓的溫度和壓力由當時被熱壓的材料的性質決定，所以溫度本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種復合過濾材料，其特征是：該復合過濾材料是由迎塵層和基材構成，所述迎塵層是由聚苯硫醚纖維直接堆積成網而成；所述基材是由中間織物增強層及其上下分別層疊的耐熱性短纖維網構成。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：席群，紀舜卿，顧立霞，
申請(專利權)人：東麗纖維研究所中國有限公司，
類型：發明
國別省市：
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