一种自摩擦持久驻极高温空气过滤针刺复合材料制备方法

技术领域

本发明属于空气过滤复合材料技术领域，尤其涉及一种自摩擦持久驻极高温空气过滤针刺复合材料制备方法。

背景技术

近些年，大气污染治理形势严峻，国家与各级地方政府对空气排放的洁净度要求越来越高。现阶段，在高温空气过滤领域，最常用的材料为耐高温短纤维针刺或者以其为基体覆膜后得到的复合非织造材料，针刺材料主要作为基体，提供强力和初始过滤，覆膜材料用于精密过滤，往往为PTFE膜等。但这类材料在使用寿命方面持续收到行业的关注，特别是针对一些复杂工况的使用环境中。其在使用一段时间后，阻力显著增大、过滤效率降低明显。为解决这一问题，使高温滤袋赋予静电有利于其在不提高滤袋过滤阻力的前提下，利用静电吸引力，吸附高温空气中的带电粒子，从而提高过滤精度，在持续低阻的使用过程中提高寿命。目前在非织造材料领域，利用静电驻极技术较多的为用于医疗卫生材料的聚丙烯(PP)熔喷非织造材料，主要利用电晕驻极和水驻极技术，其仅用于一些常温过滤用PP纤维，在高温过滤领域还未有见应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种自摩擦持久驻极高温空气过滤针刺复合材料制备方法。

本发明是这样实现的，一种自摩擦持久驻极高温空气过滤针刺复合材料制备方法，所述自摩擦持久驻极高温空气过滤针刺复合材料制备方法包括：

步骤一，将聚四氟乙烯/驻极体复合短纤维、聚苯硫醚/驻极体复合短纤维、聚酰亚胺/驻极体复合短纤维驻极短纤维和耐高温热熔短纤维进行开松、混合、梳理、铺网；

步骤二，经开松、混合、梳理、铺网完成后，进一步通过针刺、液体摩擦驻极处理；

步骤三，经液体摩擦驻极和干燥温度后的针刺非织造材料与聚四氟乙烯微孔膜复合制备得到具有持久静电负载的耐高温空气过滤针刺滤料。

进一步，所述步骤一中，聚四氟乙烯/驻极体复合短纤维、聚苯硫醚/驻极体复合短纤维、聚酰亚胺/驻极体复合短纤维驻极短纤维，细度1.5～15旦尼尔，长度35～80mm，使用温度＞200℃，纤维强度＞4cN/dtex，拉伸断裂比＞10％。

进一步，所述步骤一中，耐高温热熔短纤维为聚酰胺类热熔型纤维。

进一步，所述步骤一中，驻极体复合短纤维中，驻极体为液体摩擦驻极专用驻极体，有机/无机杂化复合，有机驻极体包括纳米级聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物单一或共混物；无机驻极体包括二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、氮化硅、氧化铝、钛酸钡和锆钛酸铅单一或共混物；有机/无机复合质量比20/80～40/60。

进一步，所述步骤一中，聚四氟乙烯/驻极体复合短纤维、聚苯硫醚/驻极体复合短纤维、聚酰亚胺/驻极体复合短纤维等驻极短纤维混合质量比为60％～90％；耐高温热熔短纤维混合质量比为10％～40％。

进一步，所述步骤一中，聚四氟乙烯/驻极体复合短纤维、聚苯硫醚/驻极体复合短纤维、聚酰亚胺/驻极体复合短纤维驻极短纤维和耐高温热熔短纤维混合采用间歇共混方式，混合梳理前进行干燥8h以上，温度为100℃。

进一步，所述步骤一中，聚四氟乙烯/驻极体复合短纤维、聚苯硫醚/驻极体复合短纤维、聚酰亚胺/驻极体复合短纤维短纤维在开松、梳理过程中，针板为尼龙、亚克力聚合物材料，高频针刺采用经表面惰性浸渍涂层整理后的刺针；针刺动程10～30mm，频率600-1000刺/分钟。

进一步，所述步骤二中，通过针刺、液体摩擦驻极技术具体过程为：

经高频针刺加固的针刺非织造材料进一步通过液体高压喷射摩擦液体进行摩擦驻极，经液体摩擦驻极后进行干燥。

进一步，所述摩擦液体为超纯度去离子水，电导率＜0.075us/cm，喷射强度为20～40Bar；

所述经液体摩擦驻极后进行干燥具体为经液体摩擦驻极后，干燥温度为100～120℃，干燥后含水率＜0.1％。

进一步，所述步骤四中，聚四氟乙烯微孔膜的聚四氟乙烯微孔孔径为0.2～0.8μm，厚度0.5～1.5mm，透气量为10～50m

附图说明

图1是本发明实施例提供的自摩擦持久驻极高温空气过滤针刺复合材料制备方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。

如图1所示，本发明实施例提供的自摩擦持久驻极高温空气过滤针刺复合材料制备方法包括：

S101：将聚四氟乙烯/驻极体复合短纤维、聚苯硫醚/驻极体复合短纤维、聚酰亚胺/驻极体复合短纤维等驻极短纤维和耐高温热熔短纤维进行开松、混合、梳理、铺网；

S102：经开松、混合、梳理、铺网完成后，进一步通过针刺、液体摩擦驻极技术；

S103：经液体摩擦驻极和干燥温度后的针刺非织造材料与聚四氟乙烯微孔膜复合制备得到具有持久静电负载的耐高温空气过滤针刺滤料。

本发明实施例提供的S101中，聚四氟乙烯/驻极体复合短纤维、聚苯硫醚/驻极体复合短纤维、聚酰亚胺/驻极体复合短纤维等驻极短纤维，细度1.5～15旦尼尔，长度约35～80mm，易于摩擦起静电，使用温度＞200℃，纤维强度＞4cN/dtex，拉伸断裂比＞10％。

本发明实施例提供的S101中，耐高温热熔短纤维为聚酰胺类热熔型纤维，细度与驻极短纤维相仿。

本发明实施例提供的S101中，驻极体复合短纤维中，驻极体为液体摩擦驻极专用驻极体，有机/无机杂化复合，有机驻极体包括纳米级聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物等单一或共混物；无机驻极体包括二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、氮化硅、氧化铝、钛酸钡和锆钛酸铅等单一或共混物；有机/无机复合质量比约20/80～40/60。

本发明实施例提供的S101中，聚四氟乙烯/驻极体复合短纤维、聚苯硫醚/驻极体复合短纤维、聚酰亚胺/驻极体复合短纤维等驻极短纤维混合质量比为60％～90％；耐高温热熔短纤维混合质量比为10％～40％。

本发明实施例提供的S101中，聚四氟乙烯/驻极体复合短纤维、聚苯硫醚/驻极体复合短纤维、聚酰亚胺/驻极体复合短纤维等驻极短纤维和耐高温热熔短纤维混合采用间歇共混方式，混合梳理前需干燥8h以上，温度为100℃。

本发明实施例提供的S101中，聚四氟乙烯/驻极体复合短纤维、聚苯硫醚/驻极体复合短纤维、聚酰亚胺/驻极体复合短纤维等短纤维在开松、梳理过程中，针板为尼龙、亚克力等聚合物材料，高频针刺采用经表面惰性浸渍涂层整理后的刺针。针刺动程10～30mm，频率600-1000刺/分钟。

本发明实施例提供的S102中，通过针刺、液体摩擦驻极技术具体过程为：

经高频针刺加固的针刺非织造材料进一步通过液体高压喷射摩擦液体进行摩擦驻极，经液体摩擦驻极后进行干燥。

所述摩擦液体为超纯度去离子水，电导率＜0.075us/cm，喷射强度为20～40Bar。

所述经液体摩擦驻极后进行干燥具体为经液体摩擦驻极后，干燥温度为100～120℃，干燥后含水率＜0.1％。

本发明实施例提供的S104中，聚四氟乙烯微孔膜的聚四氟乙烯微孔孔径为0.2～0.8μm，厚度0.5～1.5mm，透气量为10～50m

二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。

实施例1(1#)

原料为纯聚苯硫醚(PPS)短纤维，经开松、混合、梳理、铺网完成后，单次针刺得到非织造材料，空白对照组。

实施例2(2#)

原料为纯聚苯硫醚(PPS)/驻极体短纤维，经开松、混合、梳理、铺网完成后，单次针刺得到非织造材料。

实施例3(3#)

原料为纯聚苯硫醚(PPS)短纤维，经开松、混合、梳理、铺网完成后，单次针刺得到非织造材料，进一步通过液体单次摩擦驻极，干燥，得到非织造材料。

实施例4(4#)

原料为纯聚苯硫醚(PPS)/驻极体短纤维，经开松、混合、梳理、铺网完成后，单次针刺得到非织造材料，进一步通过液体单次摩擦驻极，干燥，得到非织造材料。

实施例5(5#)

原料为纯聚苯硫醚(PPS)/驻极体短纤维，经开松、混合、梳理、铺网完成后，2-4次针刺得到非织造材料，进一步通过液体单次摩擦驻极，干燥，得到非织造材料。

实施例6(6#)

原料为纯聚苯硫醚(PPS)/驻极体短纤维，经开松、混合、梳理、铺网完成后，单次针刺得到非织造材料，进一步通过液体2-4次摩擦驻极，干燥，得到非织造材料。

实施例7(7#)

原料为纯聚苯硫醚(PPS)/驻极体短纤维，经开松、混合、梳理、铺网完成后，2-4次针刺得到非织造材料，进一步通过液体2-4次摩擦驻极，干燥，得到非织造材料。

实施例8(8#)

原料为纯聚苯硫醚(PPS)/驻极体短纤维、热粘性耐高温低熔点短纤维，经开松、混合、梳理、铺网完成后，2-4次针刺得到非织造材料，进一步通过液体2-4次摩擦驻极，干燥，热轧得到非织造材料。

实施例9(9#)

原料为纯聚苯硫醚(PPS)/驻极体短纤维、热粘性耐高温低熔点短纤维，经开松、混合、梳理、铺网完成后，2-4次针刺得到非织造材料，进一步通过液体2-4次摩擦驻极，干燥，热轧、覆膜得到非织造材料。

三、实施例相关效果的证据。本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。

分别对以上1#～9#实施例进行过滤性能测试(0.25μm粒径颗粒，32L/min流量)、力学性能测试、使用寿命测试(1000次脉冲喷吹测试阻力变化)

表不同实施例性能对比

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。