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 |
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申请号 | CN202110856112.7 | 申请日 | 2021-07-28 | 公开(公告)号 | CN113440931B | 公开(公告)日 | 2022-09-23 |
申请人 | 安徽元琛环保科技股份有限公司; | 发明人 | 严烁; 梁燕; 杨东; 周冠辰; 聂孙建; 杨慧; 付素雅; | ||||
摘要 | 本 发明 提出一种溶液喷射法超净过滤材料的制备方法,是先将聚苯硫醚 纤维 或其他纤维做成普通滤料针刺毡,并将其经过烧毛、涂胶处理;再将一定量的聚丙烯腈(PAN)粉末溶于N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶液中配制成纺丝液,通过静电辅助溶液喷射法将纺丝液喷射到针刺毡基底材料上,再经 热压 处理使溶液喷射层与基底层牢固结合;最后对溶液喷射后的过滤材料进行PTFE乳液浸渍和热定型处理,得到溶液喷射法超净过滤材料。本发明制备的溶液喷射法超净过滤材料,其溶液喷射层纤维为微‑ 纳米级 别,较普通纤维细,因此其过滤 精度 较普通滤料高;另一方面,溶液喷射层无覆膜层纤维密室,因此其阻 力 较覆膜滤料低。 | ||||||
权利要求 | 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: |
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说明书全文 | 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技术领域背景技术[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3 用来控制颗粒物排放达到30mg/Nm 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 3 的过滤精度高,可以达到超低排放的目的(<5mg/Nm),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。 发明内容[0004] 本发明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] 本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的:本发明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‑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‑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。 [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‑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。本发明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‑纳米层。这层微‑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: [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; [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2 刺密度为300~350p/cm; [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2 6.0~6.4mm,针刺密度为350~370p/cm。 [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,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; [0025] 步骤20、涂胶:为了使溶液喷射纺丝层与基底材料结合紧密且能在温度载荷下保持稳定、不分层,在烧毛后的针刺毡上表面涂覆一层薄薄的胶水层,胶水可采用水性热覆胶,如水性聚氨酯交联剂,其粘度≥100mPa.s。 [0026] 作为进一步优化的技术方案,步骤2中,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。 [0027] 作为进一步优化的技术方案,所述步骤2具体为: [0028] 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‑二甲基甲酰胺溶液中,控制PAN纺丝原液的质量分数为12%。利用水浴锅进行电磁加热搅拌,水浴温度为60℃,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℃、真空负压‑0.1MPa,抽真空时间为45min,将溶液中的小气泡完全排除; [0029] 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20ml/(孔·h);控制纺丝箱体温度为35℃;调节高压气罐的压力,使纺丝模头出牵伸风风压为2.5bar,通过加热管使牵伸风温度为85℃;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60cm;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; [0030] 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8m/min。 [0031] 作为进一步优化的技术方案,所述步骤2具体为: [0032] 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‑二甲基甲酰胺溶液中,控制PAN纺丝原液的质量分数为13%。利用水浴锅进行电磁加热搅拌,水浴温度为60℃,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35℃、真空负压‑0.1MPa,抽真空时间为55min,将溶液中的小气泡完全排除; [0033] 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25ml/(孔·h);控制纺丝箱体温度为45℃;调节高压气罐的压力,使纺丝模头出牵伸风风压为2.7bar,通过加热管使牵伸风温度为85℃;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70cm;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; [0034] 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9m/min。 [0035] 作为进一步优化的技术方案,所述步骤2具体为: [0036] 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‑二甲基甲酰胺溶液中,控制PAN纺丝原液的质量分数为15%。利用水浴锅进行电磁加热搅拌,水浴温度为60℃,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40℃、真空负压‑0.1MPa,抽真空时间为60min,将溶液中的小气泡完全排除; [0037] 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30ml/(孔·h);控制纺丝箱体温度为50℃;调节高压气罐的压力,使纺丝模头出牵伸风风压为3.0bar,通过加热管使牵伸风温度为85℃;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780cm;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; [0038] 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10m/min,目的是使为微‑纳米纤维层经多种作用而结合的更紧密。 [0039] 本发明还提供一种上述任方案所述的溶液喷射法超净过滤材料的制备方法制备的超净过滤材料。 [0040] 本发明的优点在于:本发明提出一种溶液喷射法超净过滤材料的制备方法,是先将聚苯硫醚纤维或其他纤维做成普通滤料针刺毡,并将其经过烧毛、涂胶处理;再将一定量的聚丙烯腈(PAN)粉末溶于N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶液中配制成纺丝液,通过静电辅助溶液喷射法将纺丝液喷射到针刺毡基底材料上,再经热压处理使溶液喷射层与基底层牢固结合;最后对溶液喷射后的过滤材料进行PTFE乳液浸渍和热定型处理,得到溶液喷射法超净过滤材料。本发明制备的溶液喷射法超净过滤材料,其溶液喷射层纤维为微‑纳米级别,较普通纤维细,因此其过滤精度较普通滤料高;另一方面,溶液喷射层无覆膜层纤维密实,因此其阻力较覆膜滤料低。附图说明 [0041] 图1是本发明实施例中使用的溶液喷射装置示意图; [0042] 图2表面覆盖溶液喷射层的过滤材料; [0043] 图3是本发明实施例中使用的浸轧‑定型装置示意图。 具体实施方式[0044] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。 [0045] 实施例1 [0046] 1、基底材料的制备 [0047] 将聚苯硫醚短纤维分别经两组“开松‑混合‑精开松‑梳理”工序,加工成两组单纤维网。开松机角钉帘速度为5.5m/min;控制混棉机的旋风分离器旋风速度为0.5m/min;精开松机开棉道夫速度为11m/min、开棉罗拉速度为9m/min;梳理机梳理成网速度为60m/min,使纤维梳理成平行顺直的单纤维状态;铺网机往复移动的速度为60m/min,向前移动的速度为5m/min。 [0048] 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;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2 毡。预针刺深度为9mm,针刺密度为30p/cm ;主刺1的针刺深度为6.8mm,针刺密度为300p/ 2 2 cm;主刺2的针刺深度为6.0mm,针刺密度为350p/cm。 [0049] 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25mm,以刚好烧去表面绒毛而不损坏滤料主体结构为宜。 [0050] 为了使溶液喷射纺丝层与基底材料结合紧密且能在温度载荷下保持稳定、不分层,在烧毛后的针刺毡上表面涂覆一层水性聚氨酯交联剂。 [0051] 2、溶液喷射法纺丝层的制备 [0052] 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%。利用水浴锅进行电磁加热搅拌,水浴温度为60℃,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℃、真空负压‑0.1MPa,抽真空时间为45min,将溶液中的小气泡完全排除。 [0053] 如图1所示,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20ml/(孔·h);控制纺丝箱体温度为35℃;调节高压气罐的压力,使纺丝模头出牵伸风风压为2.5bar,通过加热管使牵伸风温度为85℃;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60cm;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10kv;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。 [0054] 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8m/min,目的是使为微‑纳米纤维层经多种作用而结合的更紧密,如图2所示。 [0055] 3、覆盖纺丝层的针刺毡后处理 [0056] 将防水剂、聚四氟乙烯乳液与水按照质量比5:8:100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5m/min,温度控制在220℃。最终得到溶液喷射法超净过滤材料。 [0057] 将本实施例制得的溶液喷射法超净过滤材料采用织物透气量仪进行透气性能测试,采用滤料静态颗粒物过滤效率测试仪对其进行过滤效率和阻力测试,结果见表1。 [0058] 实施例2 [0059] 1、基底材料的制备 [0060] 将聚苯硫醚短纤维分别经两组“开松‑混合‑精开松‑梳理”工序,加工成两组单纤维网。开松机角钉帘速度为6.0m/min;控制混棉机的旋风分离器旋风速度为0.7m/min;精开松机开棉道夫速度为12m/min、开棉罗拉速度为10m/min;梳理机梳理成网速度为63m/min,使纤维梳理成平行顺直的单纤维状态;铺网机往复移动的速度为63m/min,向前移动的速度为5.5m/min。 [0061] 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;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2 毡。预针刺深度为9.5mm,针刺密度为40p/cm ;主刺1的针刺深度为7.0mm,针刺密度为330p/ 2 2 cm;主刺2的针刺深度为6.2mm,针刺密度为360p/cm。 [0062] 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30mm,以刚好烧去表面绒毛而不损坏滤料主体结构为宜。 [0063] 为了使溶液喷射纺丝层与基底材料结合紧密且能在温度载荷下保持稳定、不分层,在烧毛后的针刺毡上表面涂覆一层水性聚氨酯交联剂。 [0064] 2、溶液喷射法纺丝层的制备 [0065] 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13%。利用水浴锅进行电磁加热搅拌,水浴温度为60℃,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35℃、真空负压‑0.1MPa,抽真空时间为55min,将溶液中的小气泡完全排除。 [0066] 如图1所示,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25ml/(孔·h);控制纺丝箱体温度为45℃;调节高压气罐的压力,使纺丝模头出牵伸风风压为2.7bar,通过加热管使牵伸风温度为85℃;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70cm;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13kv;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。 [0067] 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9m/min,目的是使为微‑纳米纤维层经多种作用而结合的更紧密。 [0068] 3、覆盖纺丝层的针刺毡后处理 [0069] 将防水剂、聚四氟乙烯乳液与水按照质量比8:10:100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6m/min,温度控制在235℃。最终得到溶液喷射法超净过滤材料。 [0070] 将本实施例制得的溶液喷射法超净过滤材料采用织物透气量仪进行透气性能测试,采用滤料静态颗粒物过滤效率测试仪对其进行过滤效率和阻力测试,结果见表1。 [0071] 实施例3 [0072] 1、基底材料的制备 [0073] 将聚苯硫醚短纤维分别经两组“开松‑混合‑精开松‑梳理”工序,加工成两组单纤维网。开松机角钉帘速度为6.5m/min;控制混棉机的旋风分离器旋风速度为1m/min;精开松机开棉道夫速度为13m/min、开棉罗拉速度为11m/min;梳理机梳理成网速度为65m/min,使纤维梳理成平行顺直的单纤维状态;铺网机往复移动的速度为65m/min,向前移动的速度为6.0m/min。 [0074] 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;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2 毡。预针刺深度为10mm,针刺密度为50p/cm ;主刺1的针刺深度为7.4mm,针刺密度为350p/ 2 2 cm;主刺2的针刺深度为6.4mm,针刺密度为370p/cm。 [0075] 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35mm,以刚好烧去表面绒毛而不损坏滤料主体结构为宜。 [0076] 为了使溶液喷射纺丝层与基底材料结合紧密且能在温度载荷下保持稳定、不分层,在烧毛后的针刺毡上表面涂覆一层水性聚氨酯交联剂。 [0077] 2、溶液喷射法纺丝层的制备 [0078] 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15%。利用水浴锅进行电磁加热搅拌,水浴温度为60℃,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40℃、真空负压‑0.1MPa,抽真空时间为60min,将溶液中的小气泡完全排除。 [0079] 如图1所示,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30ml/(孔·h);控制纺丝箱体温度为50℃;调节高压气罐的压力,使纺丝模头出牵伸风风压为3.0bar,通过加热管使牵伸风温度为85℃;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780cm;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。 [0080] 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10m/min,目的是使为微‑纳米纤维层经多种作用而结合的更紧密。 [0081] 3、覆盖纺丝层的针刺毡后处理 [0082] 将防水剂、聚四氟乙烯乳液与水按照质量比10:13:100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7m/min,温度控制在250℃。最终得到溶液喷射法超净过滤材料。 [0083] 将本实施例制得的溶液喷射法超净过滤材料采用织物透气量仪进行透气性能测试,采用滤料静态颗粒物过滤效率测试仪对其进行过滤效率和阻力测试,结果见表1。 [0084] 对比例1 [0085] 1、基底材料的制备 [0086] 将聚苯硫醚短纤维分别经两组“开松‑混合‑精开松‑梳理”工序,加工成两组单纤维网。开松机角钉帘速度为5.5m/min;控制混棉机的旋风分离器旋风速度为0.4m/min;精开松机开棉道夫速度为11m/min、开棉罗拉速度为9m/min;梳理机梳理成网速度为60m/min,使纤维梳理成平行顺直的单纤维状态;铺网机往复移动的速度为60m/min,向前移动的速度为5m/min。 [0087] 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;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2 毡。预针刺深度为9mm,针刺密度为30p/cm ;主刺1的针刺深度为6.8mm,针刺密度为300p/ 2 2 cm;主刺2的针刺深度为6.0mm,针刺密度为350p/cm。 [0088] 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25mm,以刚好烧去表面绒毛而不损坏滤料主体结构为宜。 [0089] 2、针刺毡后处理 [0090] 将防水剂、聚四氟乙烯乳液与水按照质量比5:8:100的比例配制成后处理浸渍液。将步骤1制得的针刺毡滤料经如图3所示的浸轧‑定型装置进行PTFE乳液浸渍与热定型,速度为5m/min,温度控制在220℃。最终得到普通非覆膜过滤材料。 [0091] 将本对比例制得的普通非覆膜过滤材料采用织物透气量仪进行透气性能测试,采用滤料静态颗粒物过滤效率测试仪对其进行过滤效率和阻力测试,结果见表1。 [0092] 对比例2 [0093] 1、基底材料的制备 [0094] 将聚苯硫醚短纤维分别经两组“开松‑混合‑精开松‑梳理”工序,加工成两组单纤维网。开松机角钉帘速度为5.5m/min;控制混棉机的旋风分离器旋风速度为1.2m/min;精开松机开棉道夫速度为11m/min、开棉罗拉速度为9m/min;梳理机梳理成网速度为60m/min,使纤维梳理成平行顺直的单纤维状态;铺网机往复移动的速度为60m/min,向前移动的速度为5m/min。 [0095] 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;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2 毡。预针刺深度为9mm,针刺密度为30p/cm ;主刺1的针刺深度为6.8mm,针刺密度为300p/ 2 2 cm;主刺2的针刺深度为6.0mm,针刺密度为350p/cm。 [0096] 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25mm,以刚好烧去表面绒毛而不损坏滤料主体结构为宜。 [0097] 2、针刺毡后处理 [0098] 将防水剂、聚四氟乙烯乳液与水按照质量比5:8:100的比例配制成后处理浸渍液。将步骤1制得的针刺毡滤料经如图3所示的浸轧‑定型装置进行PTFE乳液浸渍与热定型,速度为5m/min,温度控制在220℃。 [0099] 3、覆膜处理 [0100] 将步骤2处理后的滤料的外表面利用电磁加热辊覆上一层聚四氟乙烯(PTFE)膜,设置覆膜温度为250℃,压力为0.3MPa,速度为3m/min,得到覆膜滤料。 [0101] 将本对比例制得的覆膜过滤材料采用织物透气量仪进行透气性能测试,采用滤料静态颗粒物过滤效率测试仪对其进行过滤效率和阻力测试,结果见表1。 [0102] 表1不同过滤材料的透气率、静态颗粒物(PM2.5)的过滤效率及阻力[0103] 透气率(m3/m2/min@200Pa) 过滤效率(%) 阻力(Pa)实施例1 8.1 98.99 304 实施例2 7.3 98.67 326 实施例3 7.8 99.84 317 对比例1 13.2 97.61 142 对比例2 3.4 99.99 508 [0104] 如表1所示,实施例1‑3的透气率、阻力低于对比例2、高于对比例2,实施例1‑3的过滤下效率高于对比1、低于对比例2。 [0105] 表1表明在实际使用方面,溶液喷射法制得的超净过滤材料的透气率和阻力虽低于普通滤料,对其过滤效率高于普通滤料;另一方面,虽然覆膜滤料的过滤效率略高于溶液喷射法超净滤料,但其透气率偏低、阻力偏高。 [0106] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 |