一种耐高温滤料及其制造方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种含砜基的芳香族聚合物纤维、包含所述纤维的无纺织物，包含所述无纺织物的耐高温过滤材料，以及包含了所述过滤材料的过滤装置，以及上述制品的制备方法。本发明专利技术涉及一种含砜基的芳香族聚合物纤维，其特征在于，所述含砜基的芳香族聚合物由以下三种单体聚合而成：问位的含有二胺基的芳香族单体a；含砜基和氨基的单体b；对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c；在所述含砜基的芳香族聚合物中，砜基在聚合物中的质量百分比含量为4-10％。本发明专利技术涉及一种包含上述纤维的无纺织物，所述无纺织物包含：含砜基的芳香族聚合物纤维(A)和无机耐高温纤维(B)。本发明专利技术涉及一种过滤材料，所述滤料包含上述无纺织物。与己知的滤料相比，本发明专利技术的滤料结构稳固，具有高过滤效率、高耐喷吹次数、产品面层高剥离力的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温滤料及其制造方法本申请要求于2015年1月14日申请的中国专利申请CN201510017047.3的优先权。
本专利技术属于耐高温纤维过滤材料领域，涉及含砜基的芳香族聚合物纤维、包含所述纤维的无纺织物，包含所述无纺织物的耐高温过滤材料，以及包含了所述过滤材料的过滤装置，以及上述制品的制备方法。
技术介绍
钢铁行业是大气污染的主要来源之一，在钢铁工业生产过程中的各道工序基本上都需要进行除尘，除尘技术的主要目标是控制污染源烟气颗粒物排放、减少大气污染。目前针对工业高温烟气的处理，主要采取的有湿法除尘、电除尘、袋式除尘三种方法，其中袋式除尘器在除尘效率、一次性及长期投资费用、设备要求和性能等方面均优于湿法除尘和电除尘，将逐渐取代后两者而占据主流工业除尘器市场。袋式除尘器的核心是耐高温滤料，耐高温滤料的性能优劣将直接关系到除尘器的高效、稳定可靠、长时间运行。在当前钢铁行业中，高温烟气过滤工段所选用的过滤材料主要为耐高温化学纤维与玻璃纤维的混合滤料，化学纤维材料可选用聚苯硫醚、聚砜酰胺、无机纤维、聚四氟乙烯纤维等，或将上述纤维混合制备多层耐高温过滤材料。如下述专利所公开的内容：CN102657979A公开了一种燃煤电厂袋式除尘系统用的复合滤料，包括基布、迎尘面和底层。所述基布由聚苯硫醚与芳砜纶混纺纱线织造而成，所述迎尘面由聚苯硫醚与芳砜纶混合纤维层构成，所述底层由聚苯硫醚与芳砜纶混合纤维层。CN102961922A公开了一种芳砜纶高温抗氧复合过滤材料及其制造方法，包括基布和针刺毡层。所述基布为芳砜纶长纤维与涤纶长纤维混纺纱制成的针刺毡基布，所述针刺毡层为表面改性的芳砜纶短纤维和芳纶短纤维、玻璃短纤维混合针刺得到。CN103170183A公开了一种高强低伸型芳砜纶耐高温覆膜滤料及其制备方法。从上到下依次由PTFE高致密性微孔薄膜层和针刺毡复合而成，所述针刺毡从上到下依次由第一芳砜纶纤维面层、高强低伸型基布层和第二芳砜纶纤维面层复合而成。CN103657251A公开了一种高硅氧玻璃纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法。包括经纱玄武岩纱线和纬纱芳砜纶纱线相互垂直交织制成的基布，高硅氧玻璃纤维经气流成网工艺或机械成网工艺制成的高硅氧玻璃纤维层。基布与高硅氧玻璃纤维层经针刺复合。CN103691205A公开了一种三聚氰胺纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法。包括经纱玄武岩纱线和纬纱芳砜纶纱线相互垂直交织制成的基布，三聚氰胺纤维经气流成网工艺或机械成网工艺制成的三聚氰胺纤维层。基布与三聚氰胺纤维层经针刺复合。CN103691207A公开了一种玄武岩纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法。包括经纱芳砜纶纱线和纬纱玄武岩纱线相互垂直交织制成的基布，玄武岩纤维经气流成网工艺或机械成网工艺制成玄武岩纤维层。基布与玄武岩纤维层经针刺复合。CN103691208A公开了一种芳砜纶纤维复合耐高温过滤毡及其制备方法。包括经纱芳砜纶纱线和纬纱芳砜纶纱线相互垂直交织制成的基布，芳砜纶纤维经气流成网工艺或机械成网工艺制成芳砜纶纤维层。基布与芳砜纶纤维层经针刺复合。其中聚砜酰胺纤维与无机纤维混纺的过滤材料，以其耐温高，高温尺寸稳定性好，耐化学性好，性价比高等特点，获得了市场的认可和欢迎。但是，由于聚砜酰胺纤维自身的刚性较大，在滤料成品性能上容易出现容易剥离的现象，且耐喷吹次数相对较少，这容易在使用过程中引起滤料薄弱部位表层纤维剥离，影响材料的过滤性能和耐久性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种含砜基的芳香族聚合物纤维、包含所述纤维的无纺织物，包含所述无纺织物的耐高温过滤材料，以及包含了所述过滤材料的过滤装置，以及上述制品的制备方法。与已知的滤料相比，本专利技术的滤料结构稳固，具有高过滤效率、高耐喷吹次数、产品面层高剥离力的优点。本专利技术涉及一种含砜基的芳香族聚合物纤维，其特征在于，所述含砜基的芳香族聚合物由以下三种单体聚合而成：间位的含有二胺基的芳香族单体a；含砜基和氨基的单体b；对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c；在所述含砜基的芳香族聚合物中，砜基在聚合物中的质量百分比含量为4-10％。优选的，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a的芳香环上的氢独立地被选自卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基中的一个或多个取代基所取代或不取代。优选的，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a为间苯二胺，或包含80摩尔％以上间苯二胺的混合间位芳香族二胺单体。优选的，所述含砜基和氨基的单体b为R,R’-二氨基二苯砜。优选的，所述的R,R’-二氨基二苯砜选自3,3’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯砜或它们的混合物。优选的，所述的对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c的芳香环上的氢独立地被选自卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基中的一个或多个取代基所取代或不取代。优选的，所述的对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c为对苯二甲酰氯，或包含80摩尔％以上对苯二甲酰氯的混合对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物。优选的，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a与含砜基和氨基的单体b的摩尔量之和与对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c的摩尔量的比例为1：0.98-1：1.01，优选为1：1。优选的，所述的间位的含有二胺基的芳香族单体a与含砜基和氨基的单体b的摩尔量之比为50-80：20-50，优选60-75：25：40，更优选70-75：25-30。优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维具有300℃以上的玻璃化温度，优选320℃以上的玻璃化温度，更优选340℃以上，最优选345℃以上。优选的，所述含砜基的芳香族聚合物纤维具有4CN/dtex以上的强度，优选4.5CN/dtex以上,更优选5cN/dtex以上。本专利技术涉及一种包含上述纤维的无纺织物，所述无纺织物包含：含砜基的芳香族聚合物纤维(A)和无机耐高温纤维(B)。优选的，所述无纺织物中，含砜基的芳香族聚合物纤维(A)的含量为10-60wt％，无机耐高温纤维(B)的含量为40-90wt％；更优选的，含砜基的芳香族聚合物纤维(A)的含量为15-40wt％，无机耐高温纤维(B)的含量为60-85wt％；最优选的，含砜基的芳香族聚合物纤维(A)的含量为20-30wt％，无机耐高温纤维(B)的含量为70-80wt％。优选的，所述无纺织物还包含选自聚苯硫醚(PPS)(用于提高耐化学性)、聚酰亚胺纤维(提高过滤效率)、对位芳纶(增加织物的强度)、间位芳纶、芳砜纶、聚恶二唑纤维中的一种或两种以上。优选的，所述无机耐高温纤维(B)选自玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维、硅石-氧化铝纤维、氧化铝纤维、硅石纤维、氧化锆纤维、钛酸钾晶须纤维、石棉、碳纤维、富铝红柱石纤维、硅铝酸盐纤维、铝硼硅酸盐纤维、二氧化钛纤维中的一种或多种。优选的，所述无纺织物在20℃，0.3MPa压力条件下，以30s/次的喷吹速率进行喷吹实验，其耐喷吹次数大于6000次，优选大于8000次，更优选大于10000次，最优选大于12000次。优选的，所述无纺织物在250℃，480小时处理后，在20℃，0.3MPa压力条件下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无纺织物，所述无纺织物包含：含砜基的芳香族聚合物纤维（A），和无机耐高温纤维（B）；所述含砜基的芳香族聚合物纤维（A）得自含砜基的芳香族聚合物，所述含砜基的芳香族聚合物由以下三种单体聚合而成：间位的含有二胺基的芳香族单体a；含砜基和氨基的单体b；对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c；在所述含砜基的芳香族聚合物中，砜基在聚合物中的质量百分比含量为4‑10%；优选的，所述无纺织物中，含砜基的芳香族聚合物纤维（A）的含量为10‑60wt%，无机耐高温纤维（B）的含量为40‑90 wt %；更优选的，含砜基的芳香族聚合物纤维（A）的含量为15‑40 wt %，无机耐高温纤维（B）的含量为60‑85 wt %；最优选的，含砜基的芳香族聚合物纤维（A）的含量为20‑30 wt %，无机耐高温纤维（B）的含量为70‑80 wt %。

【技术特征摘要】
2015.01.14 CN 20151001704731.一种无纺织物，所述无纺织物包含：含砜基的芳香族聚合物纤维(A)，和无机耐高温纤维(B)；所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)得自含砜基的芳香族聚合物，所述含砜基的芳香族聚合物由以下三种单体聚合而成：间位的含有二胺基的芳香族单体a，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a为间苯二胺，或包含80摩尔％以上间苯二胺的混合间位芳香族二胺单体；含砜基和氨基的单体b；对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c；在所述含砜基的芳香族聚合物中，砜基在聚合物中的质量百分比含量为4-10％；所述无纺织物中，含砜基的芳香族聚合物纤维(A)的含量为10-60wt％，无机耐高温纤维(B)的含量为40-90wt％；2.根据权利要求1所述的无纺织物，所述无纺织物中，含砜基的芳香族聚合物纤维(A)的含量为15-40wt％，无机耐高温纤维(B)的含量为60-85wt％；3.根据权利要求1所述的无纺织物，所述无纺织物中，含砜基的芳香族聚合物纤维(A)的含量为20-30wt％，无机耐高温纤维(B)的含量为70-80wt％。4.根据权利要求1所述的无纺织物，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)中，间位的含有二胺基的芳香族单体a的芳香环上的氢独立地被选自卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基中的一个或多个取代基所取代或不取代。5.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)中，所述含砜基和氨基的单体b为R,R’-二氨基二苯砜；6.根据权利要求3所述的的无纺织物，所述的R,R’-二氨基二苯砜选自3,3’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯砜或它们的混合物。7.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)中，所述的对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c的芳香环上的氢独立地被选自卤素、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、苯基、酰氧基、硝基、二烷基氨基、硫代烷基、羧基、磺酰基、羰基烷氧基中的一个或多个取代基所取代或不取代；8.根据权利要求7所述的无纺织物，所述的对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c为对苯二甲酰氯，或包含80摩尔％以上对苯二甲酰氯的混合对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物。9.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)中，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a与含砜基和氨基的单体b的摩尔量之和与对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c的摩尔量的比例为1：0.98-1：1.01。10.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)中，所述间位的含有二胺基的芳香族单体a与含砜基和氨基的单体b的摩尔量之和与对位的含有二羧酸基团的芳香族单体或其卤代物c的摩尔量的比例为1：1。11.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)中，所述的间位的含有二胺基的芳香族单体a与含砜基和氨基的单体b的摩尔量之比为50-80：20-50。12.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)中，所述的间位的含有二胺基的芳香族单体a与含砜基和氨基的单体b的摩尔量之比为60-75：25：40。13.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)中，所述的间位的含有二胺基的芳香族单体a与含砜基和氨基的单体b的摩尔量之比为70-75：25-30。14.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)中，所述含砜基的芳香族聚合物纤维具有300℃以上的玻璃化温度。15.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)中，所述含砜基的芳香族聚合物纤维具有320℃以上的玻璃化温度。16.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)中，所述含砜基的芳香族聚合物纤维具有340℃以上的玻璃化温度。17.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)中，所述含砜基的芳香族聚合物纤维具有345℃以上的玻璃化温度。18.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)中，所述含砜基的芳香族聚合物纤维具有4CN/dtex以上的强度。19.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)中，所述含砜基的芳香族聚合物纤维具有4.5CN/dtex以上的强度。20.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述含砜基的芳香族聚合物纤维(A)中，所述含砜基的芳香族聚合物纤维具有5cN/dtex以上的强度。21.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述无纺织物还包含选自聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺纤维、对位芳纶、间位芳纶、芳砜纶、聚恶二唑纤维中的一种或两种以上。22.根据权利要求1-4任一项所述的无纺织物，所述无机耐高温纤维(B)选自玻璃纤维、玄武岩纤维、石英纤维、硅石-氧化铝纤维、氧化铝纤维、硅石纤维、氧化锆纤维、钛酸钾晶须纤维、石棉、碳纤维、富铝红柱石纤维、硅铝酸盐纤维、铝硼硅酸盐纤维、二氧化钛纤维中的一种或多种。23.根据权利要求1-4任一项所述的无纺...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪晓峰，钱春芳，陈晟晖，张光旭，吴佳，
申请(专利权)人：上海特安纶纤维有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31