[发明专利]耐高温水解的间位芳纶纤维滤料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种间位芳纶纤维滤料的制备方法，特别涉及一种耐高温水解的间位芳纶纤维滤料的制备方法，所制得的滤料在高温工况下耐水解及拒水拒油性能显著提高，使滤料不易破损，易清灰，不糊袋，不板结，且除尘系统压差小，可广泛应用于钢铁、发电、水泥、燃煤锅炉等高温烟气除尘过滤。

背景技术

袋式除尘器是高温烟气净化过滤的环保设备之一，滤袋又是袋式除尘器的核心部件，而其中滤料是组成滤袋的主要原料。目前，常用的耐高温过滤材料主要是聚苯硫醚（PPS）纤维针刺毡、聚酰亚胺（P84）纤维针刺毡、间位芳纶（Nomex）纤维针刺毡、聚四氟乙烯（PTFE）纤维针刺毡、玻璃纤维滤料等。其中间位芳纶纤维滤料是一种由间位芳纶（Nomex）纤维制成的过滤材料，具有一定的耐温性和良好的力学性能。但该纤维在有水分及化学药品的情况下会发生水解、断裂，宏观表现为过滤材料的断裂强力下降，导致滤袋极易破损，除尘效率下降，严重影响滤袋的使用寿命。

另外，由于间位芳纶（Nomex）本身不具有拒水拒油特性，当低温、含油、高湿的待过滤的烟气通过间位芳纶纤维滤料时，常会发生灰尘易积聚在滤料表面上，导致糊袋和板结，从而导致滤袋清灰困难和加大除尘系统的压差等缺陷，严重影响除尘系统的正常运转。

为了克服间位芳纶纤维滤料上述缺陷，近年来人们进行大量试验或研究，具体如下：

中国专利CN102240483A“一种工业用滤料及其生产方法”，该发明是采用将由细旦芳纶纤维和聚酰亚胺纤维构成的上层纤网层/芳纶机织网布层/粗旦芳纶纤维构成的下层纤网进行针刺处理得到半成品滤料，然后经浸渍烘干后，再在上层纤网层表面刮抹有聚四氟乙烯的技术方案。该发明是通过浸渍处理后，每根纤维外侧可裹着一层聚四氟乙烯，可使滤料的耐水解、耐酸化、耐氧化、耐高温性能提高。但是该方案中所设定的烘干温度仅为240℃～260℃，该温度与聚四氟乙烯公认的成膜温度360℃相差甚远，因此该方案不足以在纤维表面形成完整包覆的膜结构，也不能解决间位芳纶纤维易水解及不拒水拒油的缺陷。

中国专利CN200610085547.1“作为迎尘面的氟纤维高温过滤材料及其制造方法”，该发明是在含有芳纶纤维的基础毡上覆盖聚四氟乙烯纤维层制成滤料毡，再经含氟乳液浸渍处理，制成过滤材料。其中按体积百分比将聚四氟乙烯乳液35%±5%，丙烯酸酯乳液10%±5%，A-151为25%±5%，防水剂15%±5%，硅烷0.3%～1%，其余为水，混合制成含氟乳液。由于滤料中本身含有聚四氟乙烯纤维，又经过聚四氟乙烯乳液的浸渍，故所得滤料是具有拒水、清灰以及抗氧化等特性。由于该发明采用了聚四氟乙烯纤维层，因此其成本较高。另外，含氟乳液中所用粘合剂为丙烯酸酯，该粘合剂长时间工作温度不宜超过170℃，尤其在工作温度200℃时其粘结性能急剧下降，容易分解，最终导致滤料的抗氧化性和拒水拒油性能下降。

综上所述，为了克服间位芳纶纤维滤料现有的缺陷，研发在高温下仍能保持良好耐水解与拒水拒油性能的技术方案，仍是目前研究的热点。

发明内容

为解决间位芳纶纤维滤料现有技术所存在的不耐水解和拒水拒油性能差的缺陷，本发明的目的是提供一种耐高温水解的间位芳纶纤维滤料的制备方法。本方法是采用以非织造技术制成的间位芳纶纤维的三层结构体为滤料坯体；经以聚四氟乙烯乳液与环氧酚醛树脂为主的耐高温水解整理液浸轧；再经低温防泳移预烘和高温交联焙烘等多种技术方案，使滤料纤维表面形成完整包覆的、均匀分散着聚四氟乙烯颗粒的膜结构，隔绝高温水汽接触纤维，制得的滤料经连续工作温度200℃24h下水解的断裂强力保持率为100%～107%；经瞬时工作温度220℃和240℃下水解的断裂强力保持率为96%～103%，达到并超出GB/T6719-2009《袋式除尘器技术要求》中耐温特性所规定的指标（连续工作温度下24h断裂强力保持率≥100%；瞬时工作温度下断裂强力保持率≥95%），其拒水和拒油等级均显著提高，滤料不易破损，易清灰，不糊袋，不板结，且除尘系统压差小，延长滤袋使用寿命，可广泛应用于钢铁、发电、水泥、燃煤锅炉等高温烟气除尘过滤，本方法可直接使用现有的生产设备，工艺简单，生产成本低。

一种耐高温水解的间位芳纶纤维滤料的制备方法是采用非织造机械加固制成的三层结构体的间位芳纶纤维滤料坯体，先经喷吹和抽吸除尘，得到洁净的间位芳纶纤维滤料坯体，再将所得的坯体浸入耐高温水解整理液浸轧，然后经低温防泳移预烘和高温交联焙烘，最终制成耐高温水解的间位芳纶纤维滤料，具体工艺步骤如下：

（1）滤料坯体准备