【技术实现步骤摘要】
一种溶液喷射法超净过滤材料的制备方法及制备的过滤材料
[0001]本专利技术属于化学纤维领域，特别是一种阻燃抗静电过滤材料的制备方法及其制备的过滤材料。
技术介绍
[0002]《第二次全国污染源普查公报》指出2017年全国大气污染物中的颗粒物排放量达到1684.05万吨，其中工业源大气污染颗粒物排放量达1270.50万吨，占比超过75％。由此可见，电力、水泥、钢铁、冶金、垃圾焚烧等工业行业，每年产生的粉尘颗粒物，给生态环境造成巨大压力。
[0003]长期以来，袋式除尘器用滤料是控制工业污染源粉尘颗粒物的核心组件。现有的滤料多分为非覆膜滤料和覆膜滤料。对于普通非覆膜滤料来说，它们的过滤精度较低，一般用来控制颗粒物排放达到30mg/Nm3左右，随着环保政策的收紧，越来越多行业要求进行超低排放改造，因此，普通非覆膜滤料逐渐不能满足使用要求。对于覆膜滤料来说，虽然它们的过滤精度高，可以达到超低排放的目的(<5mg/Nm3)，但是覆膜层会使整个滤料的透气率低，从而使除尘器整体阻力高，导致除尘器负荷增大，进而增加使用成本和设备损坏风险。因此，介于普通滤料和覆膜滤料性能之间的新型滤料的研发、推广使用受到广泛关注。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于如何同时提高过滤材料的过滤精度和透气率。
[0005]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：本专利技术提供一种溶液喷射法超净过滤材料的制备方法，包括下述步骤：
[0006]1、基底材料的制备>[0007]将聚苯硫醚短纤维分别经两组“开松
‑
混合
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精开松
‑
梳理”工序，加工成两组单纤维网；两组单纤维网分别经两台铺网机进行交叉铺网，引入同一输出方向，在两组纤维网之间加入一层平纹结构的聚四氟乙烯基布，形成“纤维网
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基布
‑
纤维网”相互叠合的结构；再通过“预刺
‑
主刺1
‑
主刺2”工艺进行针刺加固，形成具有一定强力、透气、厚度的针刺毡。
[0008]2、溶液喷射法纺丝层的制备
[0009]称取一定量的聚丙烯腈(PAN)粉末(AR，国药集团化学试剂有限公司)，分子量为50000～200000，将其加入一定量的N,N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)溶液(AR，国药集团化学试剂有限公司)中，控制PAN纺丝原液的质量分数为12～15wt％。利用水浴锅进行电磁加热搅拌，水浴温度为60℃左右，为了防止气体挥发，可将容器端口密封，使聚丙烯腈粉末完全溶解；再将溶解完全的黄色透明液体置入真空烘箱中，控制真空烘箱温度为30～40℃、真空负压
‑
0.1MPa，抽真空时间为45～60min，将溶液中的小气泡完全排除。
[0010]将步骤1中制备好的聚苯硫醚针刺毡固定到接收帘上，涂覆胶水的表面为上表面，朝向溶液喷射法的纺丝模头，用于接收纺丝层；将配制好的纺丝溶液倒入注射泵中，通过控制注射泵压力，调节出进液速度为20～30ml/(孔
·
h)；控制纺丝箱体温度为35～50℃；调节
高压气罐的压力，使纺丝模头出牵伸风风压为2.5～3.0bar，通过加热管使牵伸风温度为85℃左右；控制纺丝模头与接收帘之间的纺丝溶液喷射
‑
凝固段距离为60～80cm；为了更好的纺丝，可以加装正、负电极形成高压静电场来辅助成丝，控制电压为10～15kv；以纺丝层覆盖满针刺毡涂胶面为评价来调节接收帘的速度。
[0011]将制备好的表层覆有微
‑
纳米纤维层的滤料经过热压辊，控制温度为200℃左右、压力为0.3MPa左右、速度为8～10m/min，目的是使微
‑
纳米纤维层经多种作用而结合的更紧密。
[0012]3、覆盖纺丝层的针刺毡后处理
[0013]将防水剂、聚四氟乙烯乳液与水按照质量比(5～10)：(8～13)：100的比例配制成后处理浸渍液。将步骤2经热压辊碾压过的表层为微
‑
纳米纤维层的滤料经如图3所示的浸轧
‑
定型装置进行PTFE乳液浸渍与热定型，速度为5～7m/min，温度控制在220～250℃。最终得到溶液喷射法超净过滤材料。
[0014]普通过滤材料没有用溶液喷射法喷射的微
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纳米层，所以其过滤精度(过滤效率)比经过溶液喷射法喷射的过滤材料低；另一方面，覆膜滤料的过滤阻力较大，会增加能耗和损伤设备，溶液喷射层纤维覆盖无覆膜层密实，因此溶液喷射层滤料过滤阻力较覆膜层低。本专利技术用的过滤材料基底就是普通过滤材料方法加工制备，但要将其进行涂胶预处理，再用溶液喷射法在其表面喷射一层微
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纳米层。这层微
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纳米层相当于一层薄膜覆盖在过滤材料基底的外表面，直接阻止了粉尘颗粒物向内渗透，因而过滤精度更高。
[0015]作为进一步优化的技术方案，步骤1具体步骤如下：
[0016]步骤11、开松：将聚苯硫醚纤维投入开包机中，经过开包机角钉帘、均棉罗拉、剥棉罗拉等的作用下进行开松，角钉帘速度为5.5～6.5m/min；
[0017]步骤12、混合：将开松后的纤维传送到大仓混棉机，混棉机上方具有旋风分离器，使纤维一层一层均匀落下，达到均匀混合的目的，控制旋风分离器旋风速度为0.5～1m/min；
[0018]步骤13、精开松：将经初步开松的聚苯硫醚纤维进一步开松，设备开棉道夫速度为11～13m/min、开棉罗拉速度为9～12m/min；
[0019]步骤14、梳理：将精开松的聚苯硫醚纤维喂入梳理机进行梳理，控制梳理成网速度为60～65m/min，使纤维梳理成平行顺直的单纤维状态；
[0020]步骤15、铺网：将聚苯硫醚短纤维分别经两组步骤11
‑
步骤13的工序，加工成两组单纤维网，两组单纤维网分别经两台铺网机进行交叉铺网，引入同一输出方向，在两组纤维网之间加入一层平纹结构的聚四氟乙烯基布，形成“纤维网
‑
基布
‑
纤维网”相互叠合的结构，铺网小车带着相互叠合的结构进行往复移动，同时在与铺网小车垂直布置的传输帘的带动下向前移动，往复移动的速度为60～65m/min，向前移动的速度为5～6m/min；
[0021]步骤16、预针刺：将铺网小车进行交叉铺网的纤维层进行针刺加固，形成具有一定机械性能的针刺毡，控制针刺深度为9～10mm，针刺密度为30～50p/cm2；
[0022]步骤17、主刺1：将预刺后的针刺毡进行加固缠结，控制针刺深度为6.8～7.4mm，针刺密度为300～350p/cm2；
[0023]步骤18、主刺2：将主刺1后的针刺毡进一步针刺，改善布面效果，控制针刺深度为6.0～6.4mm，针刺密度为350～370p/cm2。
[0024]步骤19、烧毛：将制作好的针刺毡的上表面经“烧毛”工艺处理，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种溶液喷射法超净过滤材料的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：步骤1、基底材料的制备将聚苯硫醚短纤维分别经两组“开松
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混合
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精开松
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梳理”工序，加工成两组单纤维网；两组单纤维网分别经两台铺网机进行交叉铺网，引入同一输出方向，在两组纤维网之间加入一层平纹结构的聚四氟乙烯基布，形成“纤维网
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基布
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纤维网”相互叠合的结构；再通过“预刺
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主刺1
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主刺2”工艺进行针刺加固，形成针刺毡，并进行烧毛和涂胶；步骤2、溶液喷射法纺丝层的制备称取一定量的PAN粉末，分子量为50000～200000，将其加入一定量的N,N
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二甲基甲酰胺溶液中，控制PAN纺丝原液的质量分数为12～15wt％，利用水浴锅进行电磁加热搅拌，水浴温度为60℃左右，使聚丙烯腈粉末完全溶解；再将溶解完全的黄色透明液体置入真空烘箱中，控制真空烘箱温度为30～40℃、真空负压
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0.1MPa，抽真空时间为45～60min，将溶液中的小气泡完全排除；将步骤1中制备好的聚苯硫醚针刺毡固定到接收帘上，涂覆胶水的表面为上表面，朝向溶液喷射法的纺丝模头，用于接收纺丝层；将配制好的纺丝溶液倒入注射泵中，通过控制注射泵压力，调节出进液速度为20～30ml/(孔
·
h)；控制纺丝箱体温度为35～50℃；调节高压气罐的压力，使纺丝模头出牵伸风风压为2.5～3.0bar，通过加热管使牵伸风温度为85℃左右；控制纺丝模头与接收帘之间的纺丝溶液喷射
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凝固段距离为60～80cm；以纺丝层覆盖满针刺毡涂胶面为评价来调节接收帘的速度；将制备好的表层覆有微
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纳米纤维层的滤料经过热压辊，控制温度为200℃左右、压力为0.3MPa左右、速度为8～10m/min；步骤3、覆盖纺丝层的针刺毡后处理将防水剂、聚四氟乙烯乳液与水按照质量比(5～10)：(8～13)：100的比例配制成后处理浸渍液，将步骤2经热压辊碾压过的表层为微
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纳米纤维层的滤料经浸轧
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定型装置进行PTFE乳液浸渍与热定型，速度为5～7m/min，温度控制在220～250℃，最终得到溶液喷射法超净过滤材料。2.如权利要求1所述的一种溶液喷射法超净过滤材料的制备方法，其特征在于：步骤1具体步骤如下：步骤11、开松：将聚苯硫醚纤维投入开包机中，经过开包机角钉帘、均棉罗拉、剥棉罗拉等的作用下进行开松与混合，角钉帘速度为5.5～6.5m/min；步骤12、混合：将开松后的纤维传送到大仓混棉机，混棉机上方具有旋风分离器，使纤维一层一层均匀落下，达到均匀混合的目的，控制旋风分离器旋风速度为0.5～1m/min；步骤13、精开松：将经初步开松的聚苯硫醚纤维进一步开松，设备开棉道夫速度为11～13m/min、开棉罗拉速度为9～12m/min；步骤14、梳理：将精开松的聚苯硫醚纤维喂入梳理机进行梳理，控制梳理成网速度为60～65m/min，使纤维梳理成平行顺直的单纤维状态；步骤15、铺网：将聚苯硫醚短纤维分别经两组步骤11
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步骤13的工序，加工成两组单纤维网，两组单纤维网分别经两台铺网机进行交叉铺网，引入同一输出方向，在两组纤维网之间加入一层平纹结构的聚四氟乙烯基布，形成“纤维网
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基布
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纤维网”相互叠合的结构，铺网小车带着相互叠合的结构进行往复移动，同时在与铺网小车垂直布置的传输帘的带动下
向前移动，往复移动的速度为60～65m/min，向前移动的速度为5～6m/min；步骤16、预针刺：将铺网小车进行交叉铺网的纤维层进行针刺加固，形成具有一定机械性能的针刺毡，控制针刺深度为9～10mm，针刺密度为30～50p/cm2；步骤17、主刺1：将预刺后的针刺毡进行加固缠结，控制针刺深度为6.8～7.4mm，针刺密度为300～350p/cm2；步骤18、主刺2：将主刺1后的针刺毡进一步针刺，改善布面效果，控制针刺深度为6.0～6.4mm，针刺密度为350～370p/cm2；步骤19、烧毛：将制作好的针刺毡的上表面经“烧毛”工艺处理，控制烧毛火口与滤料上表面的距离为25～35mm，以刚好烧去表面绒毛而不损坏滤料主体结构为宜；步骤20、涂胶：在烧毛后的针刺毡上表面涂覆一层薄薄的胶水层...
【专利技术属性】
技术研发人员：严烁，梁燕，杨东，周冠辰，聂孙建，杨慧，付素雅，
申请(专利权)人：安徽元琛环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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