[發明專利]一種耐高溫過濾材料

無效

• 申請號: 201010624354.5
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102527158A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 朱思君;周元元;吳剛
• 申請（專利權）人: 東麗纖維研究所(中國)有限公司
• 主分類號: B01D39/16
• 分類號: B01D39/16;B32B5/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種過濾材料，具體涉及一種耐高溫的過濾材料。

背景技術

隨著工業化進程的加快，大氣污染已成為中國乃至全世界的一個日益嚴峻的問題。與此同時，如半導體工業和生物工業等行業對空氣潔凈程度的要求也越來越高。各國的環境法規對空氣潔凈程度的標準也逐漸提高。

為滿足上述要求，許多由于優異性能的材料被研制成過濾介質。其中，聚四氟乙烯(PTFE)和聚苯硫醚(PPS)是其中的佼佼者。聚四氟乙烯具有使用溫度范圍廣(-250～260℃)、化學穩定性好、介電性能優良、自潤滑性及防粘性等一系列獨持的性能，其應用范圍極廣。以聚四氟乙烯制成的PTFE纖維，主要優點是獨特的耐化學性，包括所有已知的酸、堿、鹵素及氧化劑等。它的耐化學性在所有商業有機纖維中是最高的，即使在高溫情況下也是如此。目前，僅發現某些全氟化有機溶劑可以溶解聚四氟乙烯纖維，但溫度要達到300℃以上。PPS是一種綜合性能優異的結晶性聚合物，其具有優良的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、均衡的物理機械性能和極好的尺寸穩定性以及優良的電性能等特點。而用聚苯硫醚制成的PPS纖維具有優異的熱穩定性和阻燃性，氧指數值34～35，200℃時強度保持率為60％，斷裂伸長無變化；耐化學性僅次于聚四氟乙烯纖維；有較好的紡織加工性能。目前，以PTFE或PPS纖維制成的空氣濾袋已被廣泛地用于高溫煙道氣和特殊熱介質的過濾。

然而，隨著對空氣潔凈程度的要求的增高，尤其對可入肺顆粒物(PM2.5)危害的關注，采用普通的PTFE或PPS纖維制成的空氣濾袋已經很難滿足人們對空氣潔凈程度的要求。為了應對這一需求，目前在耐高溫氣體過濾領域普遍的解決方案是e-PTFE覆膜濾袋--即在普通耐熱性纖維制成的空氣濾袋的外層覆蓋一層e-PTFE膜。但是這種e-PTFE膜在增加對可入肺顆粒物(PM2.5)捕集效率的同時，也大大增加過濾時的壓力損失，增加了能耗。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提供了一種耐高溫過濾材料，它不但可以實現對可入肺顆粒物(PM2.5)的有效過濾，同時其過濾壓力損失較現行的e-PTFE覆膜濾袋也大大降低。

本發明的技術解決方案如下：

一種耐高溫空氣過濾材料，包括基布層，基布層的至少一面附著有超細纖維無紡布層；其中，所述超細纖維無紡布層為聚四氟乙烯或聚苯硫醚超細纖維無紡布層，該無紡布層的孔徑為0.1μm～10μm，厚度為20～80μm，構成超細纖維無紡布層的超細纖維的平均直徑為0.1μm～5μm；基布層選自于對位芳香族聚酰胺纖維、間位芳香族聚酰胺纖維、聚四氟乙烯纖維、聚苯硫醚纖維、聚酰亞胺纖維、氟素纖維、碳纖維或玻璃纖維中的一種或幾種。

上述基布層上通過熱壓復合的方式或化學粘合的方式覆蓋上述聚四氟乙烯或聚苯硫醚超細纖維無紡布層。考慮到在高溫時的復合牢度，優選為熱壓復合的方式；即在基布上以熱壓復合的方式覆蓋上一層通過靜電紡絲的方法制備的聚四氟乙烯或聚苯硫醚超細纖維無紡布層。熱壓溫度180℃～350℃，熱壓壓力3MPa～5MPa。本發明的基布層提供了較好的強度，而聚四氟乙烯或聚苯硫醚超細纖維無紡布層可大大增加對可入肺顆粒物(PM2.5)的捕集效率。構成基布層的纖維，只要是具有耐熱性的纖維即可。考慮到基布層和聚四氟乙烯或聚苯硫醚超細纖維無紡布層的材料相同時，可以充分發揮材料的化學穩定性和熱穩定性并得到較好的復合牢度，優選為聚四氟乙烯纖維或聚苯硫醚纖維。聚四氟乙烯或聚苯硫醚超細纖維無紡布層由通過靜電紡絲制備的聚四氟乙烯或聚苯硫醚超細纖維組成，其結構均勻，具有網絡狀的微孔結構，孔隙率高，阻力小，過濾效率高。另外，聚四氟乙烯和聚苯硫醚都具有優良的化學穩定性和熱穩定性。

上述聚四氟乙烯或聚苯硫醚超細纖維無紡布層由靜電紡絲制備，其中，靜電紡絲是由易于靜電紡絲的基質聚合物溶液攜帶聚四氟乙烯或聚苯硫醚微粒通過靜電紡絲成型，再除去基質聚合物制成聚四氟乙烯或聚苯硫醚超細纖維無紡布。

具體的制備步驟：將聚苯硫醚微粒或聚四氟乙烯微粒分散在基質聚合物溶液中得到分散液型紡絲液中，其中基質聚合物溶液優選為聚乙烯醇水溶液，分散液型紡絲液的固含量質量百分比為10～50％；將上述分散液型紡絲液通過靜電紡絲制備前體，電紡時電壓為5kv～40kv，接收距離(噴頭至接收端距離)為5cm～25cm，而后將前體在250～400℃下熱處理30s-10min除去基質聚合物得到聚四氟乙烯或聚苯硫醚超細纖維無紡布。

而后在基布層表面，通過高溫熱輥進行熱壓覆合，覆蓋上一層通過靜電紡絲的方法制備的聚四氟乙烯或聚苯硫醚超細纖維無紡布。