[发明专利]含有微纤结构的短纤维、过滤毡及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于过滤材料的纤维及其制备方法，尤其涉及一种含有微纤结构的短纤维及其制备方法。本发明还涉及一种由含有微纤结构的短纤维制成的过滤毡及其制备方法。

背景技术

对位芳香族酰胺纤维，化学名称：聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，简称芳纶1414纤维或对位芳纶纤维，聚对苯二甲酰对苯二胺聚合体通过液晶纺丝获得一种高强度和耐高温的纤维长丝，在干燥的条件下可经受200℃的操作温度。其纤维结构中隐藏着原纤的结构，而市售的纤维是一种截面为圆形、表面十分光洁的纤维，纤维的直径在10～30微米。

目前制作的耐高温滤料所选择的滤材，主要有对位芳纶纤维、间位芳纶纤维、聚苯硫醚纤维、聚四氟乙烯纤维、玻璃纤维、噁尔唑纤维等，或单独使用，或混合使用，这些纤维的直径基本在6微米到50微米之间，按目前的过滤要求，主要按10微米的粉尘过滤效能测试，这些滤料均能达到国家的相关标准。但是，随着国家对空气质量管理的要求进一步提高，如推出PM2.5指标的监控要求的话，采用常规纤维制备滤料，很难达到2.5微米的粉尘过滤要求。尽管现在有覆膜滤料的技术，但是覆膜滤料在使用过程中，滤袋反复震荡反复冲洗，十分容易脱落，使用寿命远不及非覆膜滤料；同时覆膜滤料带来风阻提高，在除尘过程中能耗较大。

在现有技术中，芳纶浆粕具有微纤化结构，见烟台氨纶股份有限公司的对位芳纶浆粕的制备方法及产品(中国发明专利申请号：200810225082.4)、中国石化仪征化纤股份有限公司、华南理工大学的由对位芳纶废丝短切纤维制备对位芳纶浆粕的方法(中国发明专利申请号：200810244770.5)、东华大学的对位芳纶浆粕的制备方法(中国发明专利申请号：02138112.7)、上海依极科技有限公司的由芳纶废料生产芳纶浆粕的方法(中国发明专利申请号：200810035456.6)和一种芳纶浆粕的制造方法(中国发明专利申请号：03129083.3)等，这些浆粕的肖伯尔度虽然可以达到25SR～40SR，但这些浆粕长度极短，一般只有0.1～5毫米，通常作为填料用于摩擦和密封件，无法用于梳理成网制成过滤毡。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一提供一种含有微纤结构的对位芳香族聚酰胺短纤维。

本发明所要解决的技术问题之二提供所述对位芳香族聚酰胺短纤维的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三提供一种由含有微纤结构的对位芳香族聚酰胺短纤维单独或与其它耐热纤维混合制成的过滤毡，该过滤毡具有高过滤精度，可以用于去除2.5微米级别的大气粉尘。

本发明所要解决的技术问题之四提供所述过滤毡的制备方法。

本发明所要解决的技术问题，是通过如下技术方案实现的：

一种含有微纤结构的对位芳香族聚酰胺短纤维，其纤维的肖伯尔度15～25SR，短纤维长度在30～70毫米。

为获得可用于纺织加工的含有微纤结构的对位芳香族聚酰胺短纤维，必须控制好纤维的肖伯尔度指标和纤维的长度指标，纤维在微纤化的处理过程中，纤维很容易在打浆机中被切断，研究表明当肖伯尔度低于15SR时，纤维的微纤化程度不足，制成过滤毡后不能有效去除2.5微米级别的大气粉尘，当肖伯尔度大于25SR时，由于微纤化程度过大，纤维之间缠结严重，而使纤维的开松十分困难，不能进行纺织加工。

在打浆过程中，打浆机对纤维产生切断作用，若要保持纺织可用的30～70毫米的纤维长度十分困难。本发明中引入了一种预处理方法，使纤维在进入打浆机前经过处理获得疏松的结构，使得纤维更容易形成微纤化，从而降低处理过程中的机械作用力，减少打浆机对纤维的切断作用，保持纤维的长度。

本发明还提供了上述含有微纤结构的对位芳香族聚酰胺短纤维的制备方法，是将对位芳香族聚酰胺长丝，切断成50～100毫米，优选切断成80～100毫米，在膨化助剂中浸渍处理，再经打浆叩解30～90分钟，制成所述含有微纤结构的对位芳香族聚酰胺短纤维。

其中，所述膨化助剂为邻苯二甲酸二辛酯的乙醇溶液，所述膨化助剂中的邻苯二甲酸二辛酯的质量百分浓度为5～20wt％，膨化助剂与对位芳香族聚酰胺短纤维的重量比是5∶1～20∶1，在常温下浸渍处理1～5小时。

所述打浆叩解步骤，在打浆机中进行，该打浆机可以是造纸生产中常规使用的开口式打浆机。在打浆机中的对位芳香族聚酰胺短纤维与水形成混合悬浮液，对位芳香族聚酰胺短纤维与水的重量混合比为1∶50～1∶200，循环流量为2～10吨/分钟。