[发明专利]一种抗静电过滤材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种抗静电过滤材料及其制备方法和应用，所述抗静电过滤材料的组成成分由过滤基布、石墨烯和分散剂组成。本发明提供的抗静电材料具有永久抗静电性，堵塞系数极低，力学性能优异，并且耐高温，当应用于粉尘过滤时，可避免化工粉尘、煤粉尘等遇静电、放电所引起爆炸的问题。

技术领域

本发明属于改性材料技术领域，涉及一种抗静电过滤材料及其制备方法和应用。

背景技术

在工业含尘气体的除尘过程中，粉尘上静电不断蓄积产生高电压火花容易造成粉尘爆炸。由于化纤具有较好的绝缘性能，其普通的纤维滤料无法及时有效地分散粉尘所产生的静电荷，致使静电荷在其纤维滤料表面不断地聚集。当静电荷积聚到一定程度，将会发生静电电击或者火花放电等现象，造成燃爆特性粉尘爆炸等安全隐患，产生巨大的破坏性。

为了防止粉尘爆炸，目前过滤材料普遍采用混合导电纤维作为过滤面，但导电纤维是不规则分布在滤料的过滤层里，导电的流向是随机发散的，所以静电达不到快速被传导的效果，从而无法消除静电聚结产生火花以至导致燃烧的问题。或者部分过滤材料是采用只在基布经向嵌入抗静电纱线，除了其导电性能不理想，达不到防爆除尘治理工况的条件外，基材的力学性能也会降低，滤袋容易发生破裂，使用寿命降低。

CN202638140U公开了一种抗静电聚苯硫醚纤维过滤毡，该过滤毡自表层向里层依次是混合纤维层、基布、混合纤维层。过滤毡的基布是由聚苯硫醚纤维纱和不锈钢纤维导电纱混合织造而成。过滤毡的混合纤维层是聚苯硫醚纤维和不锈钢纤维的混合纤维层，该专利申请提供的过滤毡中不锈钢导电纤维是不规则分布在滤料的过滤层和非过滤层里，导电的流向是随机发散的，因此静电不能被快速传导，从而难于解决消除静电聚结所产生火花以至导致燃烧的问题；同时基布中嵌入金属丝也会影响基布的力学强度。CN102337622A公开了一种过滤材料用抗静电基布及其生产方法，构成该基布的经纬纱线均为纤度在260-1500旦尼尔之间的高温耐热纤维，且经向每间隔2.7-3.5cm与一根纤度为260-1500旦尼尔的碳黑或石墨纤维中的至少一种与高温耐热纤维的混合抗静电纱线进行交织，织造经向密度为120-180根/10cm，纬向密度为20-80根/10cm，制得基布，该专利申请是在经向嵌入抗静电纱线形成的基布，由于只有经向嵌入少量的抗静电纱线，就会导致导电性能不理想，无法消除静电聚结产生火花以至导致燃烧的问题，达不到防爆除尘治理工况的条件。

因此，需要提供一种既可以保证过滤效果以及材料的力学性能，又具有永久的抗静电性的过滤材料以满足应用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗静电过滤材料及其制备方法和应用，本发明提供的抗静电材料具有永久抗静电性，堵塞系数极低，力学性能优异，并且耐高温，当应用于粉尘过滤等时，可避免化工粉尘、煤粉尘等遇静电、放电所引起爆炸的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种抗静电过滤材料，所述抗静电过滤材料的组成成分由过滤基布、石墨烯和分散剂组成。

本发明提供的抗静电过滤材料包括石墨烯，具有较好的抗静电效果，同时其中包括的分散剂可以提高石墨烯附着牢固度，使本发明提供的抗静电过滤材料具有永久的抗静电性能。

同时，本发明提供的抗静电过滤材料并不包括其他添加剂，可以避免在加工过滤基布过程中，造成的过滤基布过滤性能下降的缺点，即本发明提供的抗静电过滤基布既有良好的抗静电性能，又有较低的堵塞系数。

在本发明中，所述过滤基布由基布纤维组成，所述石墨烯均匀分散在所述基布纤维表面。

本发明的石墨烯可以均匀地分散在每根纤维表面，进而使得本发明提供的抗静电过滤材料具有优异的抗静电性，力学性能良好，并且附着牢固度较高。本发明提供的抗静电材料能够实时将静电荷通过扩散的方式消除静电累积效应，最终静电荷会通过接地线或空气中的水分耗散掉，进而消除静电危害。