[發明專利]高性能纖維增強二氧化硅氣凝膠耐高溫濾袋材料的制備方法

在審

• 申請號: 201811287657.5
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109231953A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 郭華;郭玉順;陳亞洋;成歡
• 申請（專利權）人: 江蘇華躍紡織新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C04B30/02
• 分類號: C04B30/02;C04B38/00;B01D46/02;C02F1/00;B01J13/00
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 尹慧晶

本發明公開了一種高性能纖維增強二氧化硅氣凝膠耐高溫濾袋材料的制備方法，該方法包括將正硅酸乙酯溶于乙醇水溶液，先將溶液采用酸性調節劑調成酸性溶液，然后采用堿性調節劑調節溶液為堿性，靜置使正硅酸乙酯水解，縮聚成溶膠；加入高性能纖維，混合均勻，密封老化3?7天；溶劑置換2?5次，60℃?80℃常溫常壓干燥，即得產物。本發明高性能纖維增強二氧化硅氣凝膠耐高溫濾袋材料使用周期長，克重輕，強度高，不易損壞，能在300℃的工況條件下正常使用一年以上。

技術領域

本發明屬于復合氣凝膠過濾材料領域，涉及一種高性能纖維增強二氧化硅氣凝膠耐高溫濾袋材料的制備方法，并將該耐高溫濾袋用于空氣和水中的顆粒過濾。

背景技術

袋式除塵器是一種干式濾塵裝置，主要利用纖維織物的過濾作用對細小，干燥的粉塵進行捕捉。但是現存耐高溫濾袋一般由P84，PPS等纖維制備，一般運行溫度在兩百多度左右，用于鋼鐵、水泥、電廠及垃圾焚燒等在不同工況條件下去除煙塵，但長時間處于高溫下的濾袋，在燃燒產生的酸性氣體的腐蝕下，濾袋會產生燒糊，縫線崩裂等現象，致使濾袋失效。

同時，現在的濾袋大多結構單一，不僅過濾效果不夠好，在過濾時遇到酸堿性物質抗性差，導致性能下降，除塵性能差，使用周期短，不能滿足生產要求。

二氧化硅氣凝膠作為當前研究最多的氣凝膠材料之一，具有密度低、孔徑小、耐高溫、耐腐蝕等優點，因而在科學研究、軍事、航空航天和工業生產等領域都有廣泛的應用。隨著二氧化硅氣凝膠常壓干燥技術的研究及發展，二氧化硅氣凝膠的工業化生產已初具規模。使用二氧化硅氣凝膠作為基材制備的濾袋不僅有較高的除塵率，還具有較好的耐高溫，耐腐蝕的性能。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有濾袋無法在不同高溫環境下不同氣體環境存在下循環使用，而制備的一種高性能纖維增強耐高溫濾袋材料。

為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術，將正硅酸乙酯溶解于乙醇水溶液中，將溶液調節成酸性，攪拌，然后將溶液調節為堿性，使正硅酸乙酯發生水解，縮聚成溶膠。然后加入高性能纖維混合均勻，提高氣凝膠的強力和韌性。纖維素溶膠混合物經過老化，溶劑置換，干燥，即得產物。

本發明的高性能纖維增強二氧化硅氣凝膠耐高溫濾袋材料的具體制備步驟為：

⑴將正硅酸乙酯溶于乙醇水溶液，乙醇水溶液中，乙醇和水的體積比為5:4，先將溶液采用酸性調節劑調成酸性溶液，攪拌，然后采用堿性調節劑調節溶液為堿性，使正硅酸乙酯水解，縮聚成溶膠；

⑵加入高性能纖維，混合均勻，密封老化3-7天；

⑶溶劑置換2-5次，干燥，即得產物。

步驟(1)所述的乙醇為無水乙醇。

本發明步驟中先將溶液調成酸性，保證正硅酸乙酯短時間內不凝聚。

密封老化3-7天，能夠保證形成穩定的結構。

加入有機溶劑，優選60℃條件下進行溶劑置換，使產品形成緊密而均勻的孔隙結構。

所述步驟⑴正硅酸乙酯和乙醇水溶液的體積比為1-5:9。

所述步驟⑴酸性調節劑優選鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸等中的一種或幾種。

所述步驟⑴中堿性調節劑優選氨水、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉等中的一種或幾種。

所述步驟⑴攪拌時間為為2h-24h，優選6h-20h，更優選10h-16h。

所述步驟⑵高性能纖維包括聚四氟乙烯纖維，聚苯硫醚纖維、玄武巖纖維、聚酰亞胺纖維等中的一種或幾種。

所述步驟⑵高性能纖維合適混入比例為每升溶膠加入1g-10g，優選3g-5g，可以混入量因纖維種類而不同。