一種耐輻照玻璃纖維空氣濾紙的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐輻照玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，由玻璃微纖維棉、有機纖維和無堿玻璃纖維短切絲的均勻混合物經(jīng)濕法工藝制得，其中，玻璃微纖維棉、有機纖維和無堿玻璃纖維短切絲的質(zhì)量比為(15?20):(1?2):(3?6)。本發(fā)明耐輻照玻璃纖維空氣濾紙中降低了K+、Na+、B3+的含量，增加了玻璃纖維空氣濾紙的耐輻照性，確保所得耐輻照玻璃纖維空氣濾紙可耐劑量率不超過2.5×104Gy/h、總劑量不小于6×105～6.5×105Gy的γ射線照射；本發(fā)明添加的硅系或氟系憎水劑，顯著增強了玻璃纖維空氣濾紙的憎水性、耐輻照和抗張強度等性能，增強了核級HEPA過濾器在潮濕環(huán)境下的適應(yīng)性，具有更廣的應(yīng)用范圍。
【專利說明】
-種耐福照玻璃纖維空氣濾紙的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種耐福照玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，屬于核電領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國際能源供應(yīng)形勢日趨緊張，為了滿足電力的快速增長和環(huán)境保護的需要， 核電作為一種清潔、高效能源，已成為與火電、水電并稱的世界=大電力供應(yīng)支柱。按照《核 電中長期發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》，到2020年，中國將增建成多座核電站，預(yù)計總投產(chǎn)核電 容量將達到5800萬千瓦，核電年發(fā)電量將達到2600億千瓦小時，可占全國發(fā)電量的6% W 上。核空氣凈化系統(tǒng)是在正常工況和事故工況下為核設(shè)施工作人員和設(shè)備提供安全環(huán)境的 核電站輔助系統(tǒng)之一。作為空氣凈化機組的重要組成部分，核級皿PA過濾器的功能是從空 氣氣流中去除具有放射性的顆粒污染物，它是核電站防護系統(tǒng)的最后屏障，其質(zhì)量好壞關(guān) 系著整個核電站的安全。
[0003] 耐福照玻璃纖維空氣濾紙是核級皿PA過濾器濾忍的關(guān)鍵組成部分，其效率、阻力、 強度、憎水性及福照后的性能變化決定了核級肥PA過濾器的性能。美國ASME AG-IFC篇明確 規(guī)定福照測試的丫射線吸收劑量率不大于2.5 X 10化y/h、累積吸收劑量不小于6 X 105-6.5 X IO5Gy,并要求濾紙福照后縱橫向強度衰減小于15%，然而現(xiàn)有的過濾紙難W滿足此要 求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中空氣濾紙存在的耐福照性能差等缺陷，本發(fā)明提供一種耐福 照玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，所得玻璃纖維空氣濾紙的過濾效率屬于高效過濾紙 化13-H14)，可耐劑量率不超過2.5 X 10化y/h、總劑量不小于6 X 105-6.5 X IO5Gy的丫射線照 射。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：
[0006] -種耐福照玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，由玻璃微纖維棉、有機纖維和無堿玻 璃纖維短切絲的均勻混合物經(jīng)濕法工藝制得，其中，玻璃微纖維棉、有機纖維和無堿玻璃纖 維短切絲的質(zhì)量比為（15-20): (1-2): (3-6)。
[0007] 上述H13-H14為參照EN1822的分級標(biāo)準(zhǔn)，按過濾效率進行分類，表示效率在 99.97 % -99.995 %之間的過濾紙。
[000引為了進一步提高所得產(chǎn)品的耐福照性，玻璃微纖維棉的直徑為0.4-0.6WI1和直徑 為1-4WI1，其中，直徑為0.4-0.6^11的玻璃微纖維棉與直徑為1-化111的玻璃微纖維棉的質(zhì)量比 為（1-3):1;有機纖維的細度為0.7-5(1611，長度為6-15111111;無堿玻璃纖維短切絲的直徑為3- 15皿，長度為6-15mm。
[0009]為了進一步提高所得產(chǎn)品的耐福照性等性能，玻璃微纖維棉由W下組分組成： Si〇2: 55-61 份，Al2〇3:7-13份，CaO: 5-6份，MgO: 0.5-2份，BaO: 1 -4份，ZnO: 1 -3份，K20 :0.5- 2.5份，化2〇: 3-7份，F(xiàn)e2〇3:0.1-0.4份，B203 :5-10份和Ti〇2:0.2-0.5份，所述份數(shù)為質(zhì)量份 數(shù)。
[0010] 為了進一步提高所得產(chǎn)品的耐福照性和抗張強度，有機纖維為涂絕、臘絕、丙絕、 芳絕或維尼絕。
[0011] 濕法工藝制造玻璃纖維濾紙為現(xiàn)有技術(shù)，本申請耐福照玻璃纖維空氣濾紙的制備 方法，具體包括順序相接的如下步驟：
[0012] 1)將玻璃微纖維棉、有機纖維和無堿玻璃纖維短切絲的混合物中加水及無機酸攬 拌均勻制成紙漿懸浮液；
[0013] 2)將步驟1)所得紙漿懸浮液依次經(jīng)除渣、稀釋、成型、脫水后形成厚度均勻的濕紙 頁；
[0014] 3)在步驟2)所得的濕紙頁上均勻地噴灑或溢流施加粘結(jié)劑和憎水劑，烘干，即得 耐福照玻璃纖維空氣濾紙。
[0015] 上述無機酸可W是鹽酸、硫酸等常用酸。粘結(jié)劑和憎水劑可W是依次加，或混合后 一起加，粘結(jié)劑和憎水劑的施加方式和施加順序并不影響產(chǎn)品的性能。
[0016] 為了進一步提高所得產(chǎn)品的耐福照性和抗張強度，步驟1)中所得紙漿懸浮液的濃 度為0.9-1.2巧*%，口巧直為2-4。步驟2)中紙漿懸浮液經(jīng)除渣、稀釋后的濃度小于0.2巧*%。
[0017] 上述濃度為纖維混合物在懸浮液中的質(zhì)量濃度。
[0018] 為了增加耐福照玻璃纖維空氣濾紙的強度和憎水性，步驟3)中粘結(jié)劑為水溶性丙 締酸類，憎水劑為娃系或氣系憎水劑，粘結(jié)劑和憎水劑的質(zhì)量比為(5-10): 1;所得耐福照玻 璃纖維空氣濾紙中粘結(jié)劑和憎水劑的質(zhì)量為玻璃纖維空氣濾紙質(zhì)量的4-9%。
[0019] 為了保證所得耐福照玻璃纖維空氣濾紙的綜合性能，步驟3)中烘干溫度為100- 200°C，烘干時間為10-40min。
[0020] 本發(fā)明未提及的技術(shù)均參照現(xiàn)有技術(shù)。
[0021] 本發(fā)明耐福照玻璃纖維空氣濾紙中降低了 r、Na+、B3+的含量，從而增加了玻璃纖 維空氣濾紙的耐福照性，確保所得耐福照玻璃纖維空氣濾紙可耐劑量率不超過2.5 X 104Gy/h、總劑量不小于6X IO5~6.SXlO5Gy的丫射線照射;本發(fā)明添加的娃系或氣系憎水 劑，有效促進了與其它組分的協(xié)同效應(yīng)，顯著增強了玻璃纖維空氣濾紙的憎水性、耐福照和 抗張強度等性能，增強了核級肥PA過濾器在潮濕環(huán)境下的適應(yīng)性，具有更廣的應(yīng)用范圍。
【附圖說明】
[0022] 圖1為實施例1所得耐福照玻璃纖維空氣濾紙的1000倍的電鏡照片。
【具體實施方式】
[0023] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
[0024] 本發(fā)明實施例中空氣濾紙的過濾效率和過濾阻力采用美國TSI-8130型自動濾料 測試儀測試;抗張強度采用化-IOOA型紙與紙板抗張試驗機測試;憎水性采用YG(B)812型織 物滲水性測定儀測試。
[0025] 實施例1
[00%]耐福照玻璃纖維空氣濾紙采用兩種玻璃微纖維棉為主要原料，0.7d(細度）X6mm (長度）的涂絕、芳絕纖維、7WH(直徑）X9mm(長度）的無堿玻璃纖維短切絲，加水及鹽酸(質(zhì) 量濃度為10% )，經(jīng)高頻疏解機攬拌均勻制成濃度為0.9wt %、抑值為2.5的紙漿懸浮液，經(jīng) 過除渣系統(tǒng)后，稀釋成濃度小于〇.2wt%的紙漿懸浮液送至網(wǎng)前箱，通過長網(wǎng)機形成濕紙 頁，在濕紙頁上均勻地噴灑S560丙締酸粘結(jié)劑(己斯夫公司生產(chǎn))和TG-5521氣系憎水劑(大 金公司生產(chǎn)），經(jīng)160°C烘干30min形成耐福照玻璃纖維空氣濾紙。
[0027] 上述兩種玻璃微纖維棉按質(zhì)量計均由W下組分組成：Si〇2:59%，Ab化：13%，化0: 5%，MgO:l%，BaO:4%，ZnO:3%，K2〇:2.3%，rfe2〇:4%，F(xiàn)e2〇3:0.3%，B2〇3:8%，Ti〇2:0.4%。
[0028] 上述的耐福照玻璃纖維空氣濾紙中各組分的質(zhì)量百分比見表1:
[0029] 表1實施例1中玻璃纖維空氣濾紙的各組分質(zhì)量百分比
[0030]
[0031] 制得的耐福照玻璃纖維空氣濾紙福照前及福照后(經(jīng)丫射線在劑量率不超過2.5 X IO4GyAu總劑量不小于6 X IO5~6.5 X IO5Gy的照射)的性能測試結(jié)果見表2:
[0032] 表2實施例1性能測試結(jié)果
LUU…」 大拠'口U i巾M守口'J王'飛腿'&防，化腿'乂義半分33 . y, Z 70，化腿擔(dān)J jura，紅御H只化口、」了幾 張強度衰減度為13.6%，憎水性衰減度為4.4%，滿足ASME AG-IFC篇的指標(biāo)要求，具有較好 的耐福照性和過濾效果。
[0035] 實施例2
[0036] 耐福照玻璃纖維空氣濾紙采用兩種玻璃微纖維棉為主要原料，2d X 9mm的涂絕纖 維、5WI1X 6mm的無堿玻璃纖維短切絲，加水及硫酸(質(zhì)量濃度15 % )，經(jīng)高頻疏解機攬拌均勻 制成濃度為l.Owt%、抑值為2的紙漿懸浮液，經(jīng)過除渣系統(tǒng)后，稀釋成濃度小于0.2wt%的 紙漿懸浮液送至網(wǎng)前箱，通過長網(wǎng)機形成濕紙頁，在濕紙頁上均勻地溢流施加26084丙締酸 粘結(jié)劑(路博潤公司生產(chǎn)）和IE-6683娃系憎水劑(道康寧公司生產(chǎn)），經(jīng)200°C烘干40min形 成耐福照玻璃纖維空氣濾紙。
[0037] 上述兩種玻璃微纖維棉按質(zhì)量計均由W下組分組成：Si〇2:61 %，Ab化：11 %，化0: 6%，MgO:2%，BaO:3%，ZnO:2%，K2〇:1.5%，rfe2〇:4%，F(xiàn)e2〇3:0.2%，B2〇3:9%，Ti〇2:0.3%。
[0038] 上述的耐福照玻璃纖維空氣濾紙中各組分的質(zhì)量百分比見表3:
[0039] 表3實施例2中玻璃纖維空氣濾紙的各組分質(zhì)量百分比
[0040]
[0041] 制得的耐福照玻璃纖維空氣濾紙福照前及福照后(經(jīng)丫射線在劑量率不超過2.5 X IO4GyAu總劑量不小于6X IO5~6.SXlO5Gy的照射)的性能測試結(jié)果見表4:
[0042] 表4實施例2性能測試結(jié)果 「rwvn1
'[0044]實施例2制得的空氣濾紙，i濾效率為99.993%，過濾i力為378Pa，經(jīng)福照后的抗' 張強度衰減度為13.8%，憎水性衰減度為4.5%，滿足ASME AG-IFC篇的指標(biāo)要求，具有較好 的耐福照性和過濾效果。
【主權(quán)項】
1. 一種耐輻照玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于：由玻璃微纖維棉、有機纖維 和無堿玻璃纖維短切絲的均勻混合物經(jīng)濕法工藝制得，其中，玻璃微纖維棉、有機纖維和無 堿玻璃纖維短切絲的質(zhì)量比為（15-20): (1-2): (3-6)。2. 如權(quán)利要求1所述的耐輻照玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于:玻璃微纖維 棉為直徑為0.4-0.6μπι的玻璃微纖維棉和直徑為1-4μπι的玻璃微纖維棉質(zhì)量比為（1-3): 1的 混合物;有機纖維的細度為〇. 7-5den，長度為6-15mm;無堿玻璃纖維短切絲的直徑為3-15μ m，長度為6_15mm。3. 如權(quán)利要求1或2所述的耐輻照玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于：玻璃微 纖維棉由以下組分組成：SiO2:55-61 份，Al2O3:7-13份，CaO: 5-6份，MgO: 0 · 5-2份，BaO: 1-4 份，ZnO: 1-3 份，K20:0 · 5-2 · 5份，Na20:3-7 份，F(xiàn)e2O3:0 · 1-0 · 4份，B2O3:5-10 份和 TiO2:0 · 2-0 · 5 份，所述份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)。4. 如權(quán)利要求1或2所述的耐輻照玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于:有機纖 維為滌綸、腈綸、丙綸、芳綸或維尼綸。5. 如權(quán)利要求1或2所述的耐輻照玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于:包括順 序相接的如下步驟： 1) 將玻璃微纖維棉、有機纖維和無堿玻璃纖維短切絲的混合物中加水及無機酸攪拌均 勾制成紙衆(zhòng)懸浮液； 2) 將步驟1)所得紙漿懸浮液依次經(jīng)除渣、稀釋、成型、脫水后形成厚度均勻的濕紙頁； 3) 在步驟2)所得的濕紙頁上均勻地噴灑或溢流施加粘結(jié)劑和憎水劑，烘干，即得耐輻 照玻璃纖維空氣濾紙。6. 如權(quán)利要求5所述的耐輻照玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于:步驟1)中所 得紙漿懸浮液的濃度為0.9-1.2wt %，pH值為2-4。7. 如權(quán)利要求5所述的耐輻照玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于:步驟2)中紙 漿懸浮液經(jīng)除渣、稀釋后的濃度小于0.2wt %。8. 如權(quán)利要求5所述的耐輻照玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于:步驟3)中粘 結(jié)劑為水溶性丙烯酸類，憎水劑為硅系或氟系憎水劑，粘結(jié)劑和憎水劑的質(zhì)量比為(5-10): 1;所得耐輻照玻璃纖維空氣濾紙中粘結(jié)劑和憎水劑的質(zhì)量為玻璃纖維空氣濾紙質(zhì)量的4-9%〇9. 如權(quán)利要求5所述的耐輻照玻璃纖維空氣濾紙的制備方法，其特征在于:步驟3)中烘 干溫度為100-200 °C，烘干時間為10-40min。
【文檔編號】D21H15/12GK105908560SQ201610244357
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】王瑩, 胡曉俠, 代豐, 戴旭鵬, 嚴(yán)潔, 陳曉燕, 范凌云, 吳濤
【申請人】中材科技股份有限公司