[發明專利]一種改性芳綸納米纖維/聚苯硫醚纖維復合除塵濾料及制備方法

在審

• 申請號: 201710515114.3
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107158800A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 鐘華;梁明;張兵
• 申請（專利權）人: 安徽天順環保設備股份有限公司
• 主分類號: B01D39/14
• 分類號: B01D39/14;B01D39/16;B01D39/20;B01D46/00;D01D5/00;D01F8/12;D01F8/10;D01F6/94;D01F1/10
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 方琦

技術領域

本發明涉及工業除塵濾料技術領域，具體涉及一種改性芳綸納米纖維/聚苯硫醚纖維復合除塵濾料及制備方法。

背景技術

我國當前正處于經濟發展的重要轉型期，對于傳統高能耗、高污染行業帶來的環境污染問題越來越重視。據有關部門統計，鋼鐵、水泥、冶金、化工、電力以及垃圾焚燒等高污染行業生產過程中產生的煙霧粉塵對人體健康危害巨大，所以對煙霧粉塵過濾材料的開發研究顯得尤為重要。過濾材料按其使用溫度可分為常溫過濾材料（使用溫度低于150℃）、高溫過濾材料（使用溫度介于150～300℃之間）和超高溫過濾材料（使用溫度高于300℃）。過濾材料除滿足一定的使用條件(如強度、溫度、酸堿)外，過濾效率和壓降是2個最重要的考慮因素。

普通過濾材料因其自身性能的限制，對超微粒子(粒徑小于1μm)的過濾性能很難在高溫高效上得到兼顧，而這種超微粒子可直接穿透人體細胞，對環境和人體危害較常見粉塵更甚。聚苯硫醚纖維是一種新型高性能合成纖維，具有良好的熱穩定性、化學穩定性、耐腐蝕性及電性能，制成的非織造布過濾材料通常纖維較粗，濾料之間孔隙較大，對于過濾超微粒子效果不佳，精細過濾效率較低，且在高溫使用時對氧化劑較為敏感，為此王成等人，采用高壓靜電紡絲技術制備芳綸納米纖維氈與聚苯硫醚針刺非織造布復合后形成高溫超過濾材料，然而由于納米芳綸在150℃附近存在熱失重過程，熱穩定性差。

發明內容

本發明的目的就是提供一種改性芳綸納米纖維/聚苯硫醚纖維復合除塵濾料及制備方法，以克服現有技術的不足。

本發明的目的是這樣實現的：

一種改性芳綸納米纖維/聚苯硫醚纖維復合除塵濾料，其特征在于，采用高壓靜電紡絲技術制備芳綸/醋酸纖維素納米纖維與富勒烯改性聚苯硫醚纖維針刺非織造布形成高溫超過濾材料。

所述的芳綸/醋酸纖維素納米纖維的制備方法包括以下步驟：

（1）將一定質量的LiCl加入到N，N-二甲基乙酰胺（DMAc）中攪拌混勻制得DMAc/LiCl溶液，備用；

（2）將間位芳綸纖維于120℃下真空干燥2h，浸漬于步驟（1）制得的DMAc/LiCl溶液，在100℃恒溫下磁力攪拌混勻得質量分數為15%的芳綸纖維溶液；

（3）將醋酸纖維素于120℃下真空干燥2h，浸漬于DMAc溶液中，在100℃恒溫下磁力攪拌混勻得質量分數為15%醋酸纖維素溶液；

（4）將步驟（2）和步驟（3）按照質量比2∶1在60℃下攪拌5h，直到溶液呈完全均勻狀態，靜置，脫泡24h，得紡絲溶液，靜電紡絲。

所述的步驟（1）中DMAc/LiCl溶液中LiCl的質量分數為4%。

所述的步驟（4）中靜電紡絲條件為：可調電壓0-50kV，注射器針頭內徑0.5mm，紡絲液流量1mL/h，鋁箔接收距離15cm，電壓22kV。

所述的富勒烯改性聚苯硫醚纖維的制備方法為：

（1）將富勒烯與聚苯硫醚加入到1-氯萘中，升溫至200-210℃，攪拌反應1-2小時，負壓脫出1-氯萘，用甲醇洗滌至不含1-氯萘，在100℃下真空干燥24h，得聚苯硫醚/富勒烯復合材料；

（2）將上述的聚苯硫醚/富勒烯復合材料在300-310℃下加熱熔融，在柱塞式紡絲機上進行熔融紡絲。

所述的富勒烯添加量為聚苯硫醚質量的1.3-1.4%。

所述的一種改性芳綸納米纖維/聚苯硫醚纖維復合除塵濾料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將富勒烯改性聚苯硫醚纖維經過開松、梳理、鋪成纖維網，然后將纖維網通過刺針加固成非織造布；

（2）將芳綸/醋酸纖維素納米纖維經過開松、梳理、鋪成纖維網，然后將纖維網通過刺針加固成非織造布；

（3）以芳綸/醋酸纖維素納米纖維非織造布為骨架，上下兩個表面分別鋪疊富勒烯改性聚苯硫醚纖維非織造布，得復合濾料；

（4）將步驟（3）制得的復合濾料采用程序升溫工藝進行熱定型處理：90℃處理5min，120℃處理3min，170℃處理2min；

（5）采用熱輥對步驟（4）熱定型處理后得到的復合濾料進行熱軋處理：熱軋溫度為220℃，熱軋時間為20s后得成品。