一种耐热的过滤毡及其制备方法和由其制得的复合过滤毡技术

本发明专利技术涉及一种耐热的过滤毡及其制备方法和由其制得的复合过滤毡，制备方法为：将改性聚苯硫醚纤维与聚四氟乙烯纤维共混后进行针刺或水刺加工制得耐热的过滤毡，改性聚苯硫醚为每个硫原子随机与N个氧原子相连接的聚苯硫醚，改性聚苯硫醚中氧原子与硫原子的摩尔比为1.50～1.77:1。制得的耐热的过滤毡在温度为280℃的空气条件下热氧老化100小时后，拉伸强度保持率在90％以上。由其制得的复合过滤毡主要由基布以及与基布复合的耐热的过滤毡组成。本发明专利技术的制备方法，工艺简单，成本低廉；制得的耐热的过滤毡，耐热性能优良；由耐热的过滤毡制得的复合过滤毡，耐热及机械性能优良，极具应用前景。

The invention relates to a heat-resistant filter felt, a preparation method thereof and a composite filter felt prepared therefrom

【技术实现步骤摘要】
一种耐热的过滤毡及其制备方法和由其制得的复合过滤毡
本专利技术属于高性能产业用纺织材料
，涉及一种耐热的过滤毡及其制备方法和由其制得的复合过滤毡，特别涉及一种由高玻璃化温度的改性聚苯硫醚纤维与聚四氟乙烯纤维共混而得的过滤毡及其制备方法和由其制得的复合过滤毡。
技术介绍
随着社会的发展，环境问题越来越受到了公众的关注。当今大气污染物的主要来源是化石燃料的燃烧，其中燃煤火力发电厂的排放物占了很大比例。目前火力发电站在排放废气前一般都需对废气进行处理，而除尘是废气处理中关键的一步。目前火力发电站多采用高温烟气除尘袋进行除尘，其一般由聚苯硫醚纤维毡制成。聚苯硫醚纤维是一种玻璃化温度为150℃的结晶性聚合物，由于其具有优良的耐腐蚀、耐辐射及阻燃性能和均衡的物理机械性能，用作高温过滤材料。但在实际应用中，烟气温度往往超过150℃，而高温环境会加剧聚苯硫醚纤维的老化问题，这造成聚苯硫醚纤维毡的使用寿命较短，增加了废气处理的成本。为了克服这一问题，专利201220079645.5在聚苯硫醚纤维中加入聚四氟乙烯纤维制得了聚苯硫醚纤维/聚四氟乙烯纤维复合毡，这延长了使用寿命，但聚四氟乙烯纤维的表面自润滑性、蠕变性和低强度的特性带来的加工困难，限制了聚四氟乙烯的加入量，这导致复合毡的使用寿命难以进一步提高，同时复合毡中聚苯硫醚纤维的老化问题依然会影响复合毡的整体寿命，该方法并未从根本上解决高温过滤材料耐热性能不佳的问题。因此，从根本上解决聚苯硫醚纤维耐热性能不佳进而开发一种耐热性能优良的过滤毡极具现实意义。<br>
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的以上缺陷，提供一种耐热性能优良的过滤毡及其制备方法，同时由该耐热性能优良的过滤毡制得一种复合过滤毡。本专利技术通过电子辐照将氧原子接枝于聚苯硫醚的硫原子上，使得每个硫原子随机与0～2个氧原子相连接，提高了改性聚苯硫醚的玻璃化温度(耐热性能)，使得改性聚苯硫醚的玻璃化温度达到410℃以上，以该改性聚苯硫醚制得纤维后，与聚四氟乙烯纤维共混后进行针刺或水刺加工制得耐热的过滤毡，耐热的过滤毡中的改性聚苯硫醚纤维及聚四氟乙烯纤维的耐热性能优良，在高温下不易老化，使用寿命长，再将该耐热的过滤毡与基布复合制备一种复合过滤毡，复合过滤毡继承了耐热的过滤毡的优良性能。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种耐热的过滤毡，主要由改性聚苯硫醚纤维与聚四氟乙烯纤维组成，改性聚苯硫醚为每个硫原子随机与N个氧原子相连接的聚苯硫醚，随机是指所有硫原子对应的N为区间[0,2]的随机数，随机数是个清楚的数学概念，即聚苯硫醚中的硫原子连接的氧原子的个数为0、1或2，且至少有一个硫原子与0个氧原子连接，至少有一个硫原子与2个氧原子连接，改性聚苯硫醚中氧原子与硫原子的摩尔比为1.50～1.77:1，本领域技术人员可在一定范围内调整氧原子与硫原子的摩尔比，但调整幅度不宜过大，摩尔比过大，会影响聚苯硫醚的强度；摩尔比过小，氧原子接枝不充分，耐热性能提高不明显；以上摩尔比是本专利技术研究后得到对耐热性能提升较为明显的摩尔比范围；本专利技术通过对聚苯硫醚进行改性极大地提升了改性聚苯硫醚的耐热性能，由该改性聚苯硫醚制得纤维，并与耐热性能良好的聚四氟乙烯纤维共混制得过滤毡，过滤毡继承了改性聚苯硫醚及聚四氟乙烯优良的耐热性能，同时聚四氟乙烯纤维的加入还赋予了过滤毡良好的表面自清洁性能。作为优选的技术方案：如上所述的一种耐热的过滤毡，耐热的过滤毡在温度为280℃的空气条件下热氧老化100小时后，拉伸强度保持率在90％以上；现有技术的过滤毡(由未改性聚苯硫醚纤维与聚四氟乙烯纤维组成的)在相同条件下拉伸强度保持率小于等于40％；本专利技术通过对聚苯硫醚进行改性进而制得过滤毡极大地提升了过滤毡的耐热性能；耐热的过滤毡为针刺毡或水刺毡，面积克重为500～800克/m2；面料克重越大，其拉伸强度越大，其透气性能越差；耐热的过滤毡中改性聚苯硫醚纤维的含量为60～80wt％，过滤毡中改性聚苯硫醚纤维含量过少机械强度不够，过多过滤性能不理想；耐热的过滤毡中改性聚苯硫醚纤维或聚四氟乙烯纤维的纤度为1.0～5.0旦，纤维纤度过小，加工难度大，纤度过大，影响过滤毡的过滤性能。如上所述的一种耐热的过滤毡，改性聚苯硫醚的玻璃化温度≥410℃，LOI≥32％，且燃烧时无熔滴产生。本专利技术制得的改性聚苯硫醚的性能参数并不仅限于此，此处仅列举出本专利技术制得的改性聚苯硫醚的部分性能参数。普通聚苯硫醚的LOI＜32％，其燃烧时有熔滴产生。本专利技术通过对聚苯硫醚进行改性克服了其燃烧时有熔滴产生的缺陷，显著提高了其阻燃性能。如上所述的一种耐热的过滤毡，改性聚苯硫醚的制备方法为：在催化剂作用下将臭氧中的原子氧通过电子辐照接枝于聚苯硫醚的硫原子上。本专利技术选用电子辐照法作为改性方法，其反应时间短，能够准确快速地提供能量；同时选用臭氧作为氧原子原料，臭氧的氧化活性高，通过调整臭氧的流量能够较为精准地控制氧化接枝率，本专利技术通过将氧原子接枝于聚苯硫醚上，使得硫氧键形成的共轭效应降低了苯环的电子云密度，显著提升了耐热性能。此外，本专利技术的接枝氧化过程并不影响聚苯硫醚本身优异的耐酸性能。如上所述的一种耐热的过滤毡，改性聚苯硫醚的制备步骤如下：(1)将聚苯硫醚浸渍于催化剂的水溶液中；(2)向步骤(1)的体系中连续通入臭氧，并充分混合，同时采用能量为0.1～10Mev的高能电子束照射步骤(1)的体系进行接枝反应至其增重22wt％～26wt％；在催化剂作用下，通过高能电子辐射，臭氧提供的一部分氧原子与聚苯硫醚反应，使苯硫基分子中的硫原子接枝上氧原子，氧原子接枝于苯硫基的形式是一种无规序态，高能电子束的能量过大，会影响聚苯硫醚的强度；高能电子束的能量过小，难以充分将氧原子接枝在聚苯硫醚的硫原子上，耐热性能提高不明显；(3)取出反应产物后进行洗涤和干燥得到改性聚苯硫醚。如上所述的一种耐热的过滤毡，所述聚苯硫醚的形态为纤维；所述催化剂的水溶液的浓度为0.1wt％～0.5wt％，本领域技术人员可在一定范围内调整催化剂的水溶液的浓度，但调整幅度不宜过大，浓度过大，造成了催化剂的浪费，增大了成本；浓度过小，难以充分将氧原子接枝在聚苯硫醚的硫原子上，耐热性能提高不明显；所述催化剂为高锰酸钾或高硼酸钠；步骤(1)的体系中聚苯硫醚的加入量与催化剂的加入量的质量比为100～200:1，本领域技术人员可在一定范围内调整该质量比，但调整幅度不宜过大，质量比过大，难以充分将氧原子接枝在聚苯硫醚的硫原子上，耐热性能提高不明显；质量比过小，即催化剂加入量过多，造成了催化剂的浪费，增大了成本；所述臭氧的流量为Mg/min，M为步骤(1)中聚苯硫醚质量的1～2倍，本专利技术通过控制臭氧的流量能够较为精准地控制氧化接枝率，进而控制产品的性能，臭氧流量可在适当范围内进行调整，但是不宜太过，臭氧流量过大，会影响聚苯硫醚的强度；臭氧流量过小，氧原子接枝不充分，耐热性能提高不明显。本专利技术还提供一种制备如上所述的一种耐热的过滤毡的方法，将改性聚苯硫醚纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐热的过滤毡，其特征是：主要由改性聚苯硫醚纤维与聚四氟乙烯纤维组成，改性聚苯硫醚为每个硫原子随机与N个氧原子相连接的聚苯硫醚，随机是指所有硫原子对应的N为区间[0,2]的随机数，改性聚苯硫醚中氧原子与硫原子的摩尔比为1.50～1.77:1。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐热的过滤毡，其特征是：主要由改性聚苯硫醚纤维与聚四氟乙烯纤维组成，改性聚苯硫醚为每个硫原子随机与N个氧原子相连接的聚苯硫醚，随机是指所有硫原子对应的N为区间[0,2]的随机数，改性聚苯硫醚中氧原子与硫原子的摩尔比为1.50～1.77:1。


2.根据权利要求1所述的一种耐热的过滤毡，其特征在于，耐热的过滤毡在温度为280℃的空气条件下热氧老化100小时后，拉伸强度保持率在90％以上；
耐热的过滤毡为针刺毡或水刺毡，面积克重为500～800克/m2；
耐热的过滤毡中改性聚苯硫醚纤维的含量为60～80wt％；
耐热的过滤毡中改性聚苯硫醚纤维或聚四氟乙烯纤维的纤度为1.0～5.0旦。


3.根据权利要求1所述的一种耐热的过滤毡，其特征在于，改性聚苯硫醚的玻璃化温度≥410℃，LOI≥32％，且燃烧时无熔滴产生。


4.根据权利要求1所述的一种耐热的过滤毡，其特征在于，改性聚苯硫醚的制备方法为：在催化剂作用下将臭氧中的原子氧通过电子辐照接枝于聚苯硫醚的硫原子上。


5.根据权利要求4所述的一种耐热的过滤毡，其特征在于，改性聚苯硫醚的制备步骤如下：
(1)将聚苯硫醚浸渍于催化剂的水溶液中；
(2)向步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：范同波，钱辉春，陈利，
申请(专利权)人：上海钱丰纺织品有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31