共混型纖維,包含所述纖維的無紡織物、過濾材料及其制造方法
【專利說明】共混型纖維，包含所述纖維的無紡織物、過濾材料及其制造 方法
[0001] 本申請要求于2015年1月14日申請的中國專利申請CN201510017332. 5的優(yōu)先 權。
技術領域
[0002] 本發(fā)明涉及一種含砜基的共混型芳族聚酰胺纖維，包含所述纖維無紡織物，包含 所述無紡織物的過濾材料，包含所述過濾材料的過濾裝置，及其上述制品的制備方法。
【背景技術】
[0003] 隨著環(huán)境標準的日趨嚴格，國家對于空氣排放、水體排放的要求也越來越嚴格。垃 圾燒卻場、燃煤鍋爐、金屬熔礦爐等排放出的高溫氣體，對其起到過濾所用的都是耐熱性過 濾材料。對于濾料性能，包括過濾效率、使用范圍、使用壽命、濾料強度等要求也日益提高， 這也將導致濾料加工技術的進一步發(fā)展。而影響濾料性能的主要因素就是濾料的選材，關 于構成耐熱性過濾材料的纖維，選用的都是在耐熱性以及耐化學藥品性方面具有優(yōu)異性能 的纖維。耐熱性纖維有玻璃纖維、玄武巖纖維、碳纖維、聚亞苯基硫醚纖維、芳砜綸纖維、間 位芳香族聚酰胺纖維、對位芳香族聚酰胺纖維、聚酰亞胺纖維、聚四氟乙烯纖維等。這些纖 維都非常適合用作耐熱性過濾材料。上述耐熱性過濾材料使用在垃圾燒卻、燃煤鍋爐、金屬 熔礦爐等高溫煙氣的處理。
[0004] 由于高溫煙氣中含有腐蝕性氣體，這些腐蝕性氣體對耐熱性過濾材料會有化學方 面的劣化。為滿足上述要求，許多由于優(yōu)異性能的材料被研制成過濾介質(zhì)。其中，含氟纖維 (特別是聚四氟乙烯）是其中的佼佼者。聚四氟乙烯具有使用溫度范圍廣（-250~260°C)、 化學穩(wěn)定性好、介電性能優(yōu)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(yōu)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(yè)有機纖維中是最高的。由PTFE纖維制成的過濾材 料可長期用于260°C高溫環(huán)境，瞬間溫度300°C，在高溫下強度保持率高，是目前濾料中耐 化學腐蝕性最好的一種濾料，可耐受各種酸堿及強氧化物的腐蝕，水解穩(wěn)定性和阻燃性都 很好，具有較高的過濾效率和良好的清灰性能，具有很高的性價比，適合在電力燃煤鍋爐、 垃圾焚燒爐上使用。但該種纖維多為膜結構切割而成，纖維呈扁平狀，沒有卷曲，纖維寬度 不均勻，纖維間易發(fā)生粘連，且具有抗蠕變性差，易變型的特點，純PTFE濾料的高溫尺寸穩(wěn) 定性和蠕變性較差，限制了其在工業(yè)領域的應用。
[0005]CN201257337A公開了采用聚苯硫醚與聚四氟乙烯兩種高溫耐熱纖維混紡后制成 紗線，而后織成濾袋的基布。但是聚苯硫醚與聚四氟乙烯兩種短纖維抱合力不好，易造成制 成的混合紗線和基布強力低，從而降低濾氈的使用壽命，且濾袋在使用過程中的尺寸穩(wěn)定 性還有待考察。
[0006]CN203139813U公開了一種用于高溫、腐蝕性煙氣凈化的聚四氟乙烯過濾材料， 基布（11)由聚四氟乙烯長絲纖維與不銹鋼纖維加捻并股，通過經(jīng)、煒相編織而成；在基布 (11)的上、下兩面對稱地覆蓋有無紡層（12);該無紡層（12)是聚四氟乙烯纖維或聚四氟乙 烯纖維與聚四氟乙烯纖維與聚苯硫醚、聚酰胺、聚酰胺亞胺等高性能纖維一種或多種混紡 制成。所述過濾材料具有耐高溫、耐腐蝕的特點，且具有持久的防靜電特性，但其使用壽命 和尚溫尺寸穩(wěn)定性仍有待考察。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種纖維，以及包含所述纖維無紡織物，包含所述無紡織物 的耐高溫過濾材料，包含所述過濾材料的過濾裝置，及其上述制品的制備方法。所述過濾材 料具有優(yōu)良的過濾效率、良好的高溫尺寸穩(wěn)定性和高溫強度保持率。
[0008] 本發(fā)明涉及一種含砜基的共混型芳族聚酰胺纖維，所述纖維中包含40-98wt%的 芳香族聚酰胺，2-60wt%的聚芳砜，所述芳香族聚酰胺和聚芳砜是混合的。
[0009] 優(yōu)選的，所述芳香族聚酰胺為對苯二甲酰對苯二胺、間苯二甲酰間苯二胺、聚砜酰 胺、聚對苯甲酰胺。
[0010] 優(yōu)選的，所述含砜基的共混型芳族聚酰胺纖維（A)在10%的NaOH溶液中85°C下 浸泡5小時的強度保持率是70%以上，優(yōu)選80%以上，更優(yōu)選85%以上。
[0011] 優(yōu)選的，所述含砜基的共混型芳族聚酰胺纖維（A)具有2. 5cN/dteX以上的強度， 優(yōu)選 2. 5-3. 5cN/dtex，更優(yōu)選 2. 8-3. 2cN/dtex。
[0012] 優(yōu)選的，所述含砜基的共混型芳族聚酰胺纖維（A)具有280°C以上的玻璃化溫度， 優(yōu)選300°C以上的玻璃化溫度，更優(yōu)選340°C以上，最優(yōu)選350°C以上。
[0013] 本發(fā)明涉及一種包含上述含砜基的共混型芳族聚酰胺纖維的無紡織物，所述無紡 織物包含：
[0014] 含砜基的共混型芳族聚酰胺纖維（A)，所述含砜基的共混型芳族聚酰胺纖維（A) 中包含40-98wt%的芳香族聚酰胺，2-60wt%的聚芳砜，所述芳香族聚酰胺和聚芳砜是混合 的；和
[0015] 含氟纖維（B)，所述含氟纖維（B)的成纖聚合物的鏈節(jié)單元90%以上的主鏈或側 鏈上至少含有1個氟原子。
[0016] 優(yōu)選的，所述含氟纖維（B)選自四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（FEP)、聚四氟乙烯全 氟烷基乙烯基醚（PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE)、聚四氟乙烯（PTFE)、經(jīng)過表面氟化 處理聚合物纖維中的一種或兩種以上的混合物。
[0017] 更優(yōu)選的，所述含氟纖維（B)為聚四氟乙烯（PTFE)。
[0018] 優(yōu)選的，所述的無紡織物中，含砜基的共混型芳族聚酰胺纖維（A)重量比為 10% -90%，含氟纖維（B)的重量比為10% -90%;更優(yōu)選的，含砜基的共混型芳族聚酰胺 纖維（A)重量比為15% -60%，含氟纖維⑶的重量比為40% -85%;最優(yōu)選的，含砜基的 共混型芳族聚酰胺纖維（A)重量比為20% -50%，含氟纖維（B)的重量比為50% -80%。
[0019] 優(yōu)選的，所述無紡織物中，還含有選自聚苯硫醚（PPS)(用于提高耐化學性）、聚酰 亞胺（提高過濾效率）、對位芳綸（增加織物的強度）、間位芳綸、芳砜綸、聚惡二唑纖維、玻 璃纖維、玄武巖纖維、石英纖維、硅石-氧化鋁纖維、氧化鋁纖維、硅石纖維、氧化鋯纖維、鈦 酸鉀晶須纖維、石棉、碳纖維、富鋁紅柱石纖維、硅鋁酸鹽纖維、鋁硼硅酸鹽纖維、二氧化鈦 纖維中的一種或兩種以上。
[0020] 優(yōu)選的，所述無紡織物具有在250°C高溫條件下平鋪200小時后，縱向熱收縮率小 于3 %，優(yōu)選小于2. 5 %，更優(yōu)選小于2 %。
[0021] 優(yōu)選的，所述無紡織物具有在250°C高溫條件下平鋪200小時后，橫向熱收縮率小 于3 %，優(yōu)選小于2. 5 %，更優(yōu)選小于2 %。
[0022] 優(yōu)選的，所述無紡織物具有在250°C高溫條件下垂直懸掛24小時后，縱向伸長率 小于2%，優(yōu)選小于1.8%，更優(yōu)選小于1.5%。
[0023] 優(yōu)選的，本發(fā)明的無紡織物在250°C的溫度下進行7天的熱處理，其橫向強力保持 率為大于95%。
[0024] 優(yōu)選的，本發(fā)明的無紡織物在250°C的溫度下進行7天的熱處理，其縱向強力保持 率為大于95%。
[0025] 本發(fā)明涉及包含上述無紡織物的過濾材料，所述過濾材料包含無紡織物；
[0026]所述無紡織物包含：含砜基的共混型芳族聚酰胺纖維（A)，所述含砜基的共混型 芳族聚酰胺纖維（A)中包含40-98wt%的芳香族聚酰胺，2-60wt%的聚芳砜，所述芳香族 聚酰胺和聚芳砜是混合的；和含氟纖維（B)，所述含氟纖維（B)的成纖聚合物的鏈節(jié)單元 90%以上的主鏈或側鏈上至少含有1個氟原子。
[0027] 優(yōu)選的，所述過濾材料還包含一種補強織物。
[0028] 優(yōu)選的，所述過濾材料具有在250°C高溫條件下平鋪200小時后，縱向熱收縮率小 于3 %，優(yōu)選小于2. 5 %，更優(yōu)選小于2 %。
[0029] 優(yōu)選的，所述過濾材料具有在250°C高溫條件下平鋪200小時后，橫向熱收縮率小 于3%，優(yōu)選小于2. 5%，更優(yōu)選小于2%。
[0030] 優(yōu)選的，所述過濾材料具有在250°C高溫條件下垂直懸掛200小時后，縱向伸長率 小于2%，優(yōu)選小于1.8%，更優(yōu)選小于1.5%。
[0031] 優(yōu)選的，本發(fā)明的過濾材料在250°C的溫度下進行7天的熱處理，其橫向強力保持 率為大于95%。
[0032] 優(yōu)選的，本發(fā)明的過濾材料在250°C的溫度下進行7天的熱處理，其縱向強力保持 率為大于95%。
[0033] 優(yōu)選的，所述補強織物為平紋組織、二層織物、三層織物、斜紋組織、鍛紋組織、起 絨斜紋組織。
[0034] 在一些實施方式中，所述補強織物包含的纖維選自對位芳族聚酰胺纖維、間位芳 族聚