芳纶1414纤维复合耐高温过滤材料及其制备方法技术领域
本发明涉及一种高温过滤材料及其制备方法，尤其涉及一种芳纶1414
纤维复合耐高温过滤材料及其制备方法。
背景技术
当前，我国经济已进入高速发展阶段，以资源、能源消耗性为主的重工
业(电力、建材、冶金、化工等)迅速发展，我国已成为世界第一大钢铁、
水泥、煤炭、化纤生产国；第二大电力、有色金属、化肥生产国。2008年，
我国钢铁产量突破5亿吨，约占全球产量的40％，连续23年居世界第1位；水
泥产量13.9亿吨，约占全球产量的1/2，连续24年居世界第1位；火电发电量
27,793亿千瓦时，仅次于美国，居世界第2位。上述高耗能、高污染产业的发
展，带来了严重的环境污染问题，由于空气、水以及工业等环境污染带来的
经济损失每年在1000亿元以上，我国“十五”期间用于环境保护的投资为GDP
的2.2％。
工业除尘技术的主要目标是控制污染源烟气颗粒物排放、减少大气污染。
目前针对工业高温烟气的处理，主要采取的有湿法除尘、电除尘、袋式除尘
三种方法，其中袋式除尘器在除尘效率、一次性及长期投资费用、设备要求
和性能等方面均优于湿法除尘和电除尘，将逐渐取代后两者而占据主流工业
除尘器市场。袋式除尘器的核心是耐高温滤料，耐高温滤料的性能优劣将直
接关系到除尘器的高效、稳定可靠、长时间运行。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题之一是提
供一种芳纶1414纤维复合耐高温过滤材料的制备方法。本发明所要解决的技
术问题之二是提供一种芳纶1414纤维复合耐高温过滤材料。
本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
一种芳纶1414纤维复合耐高温过滤材料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将经纱玄武岩纱线和纬纱芳纶1414纱线相互垂直交织，制成基布；
(2)将芳纶1414纤维经气流成网工艺或机械成网工艺制成芳纶1414
纤维层；
(3)基布上、下面铺网叠放上述芳纶1414纤维层，初步预针刺；
(4)主针刺，制成过滤材料；
(5)浸渍处理；将步骤(4)制成的过滤材料，在浸渍乳液中浸渍；
所述浸渍乳液由下述重量百分比原料组成：PTFE乳液65-75wt％、防水
剂12-18wt％和硅油12-18wt％；
(6)预烘、烘干和高温定型。
优选地，
所述步骤(5)的浸渍处理中防水剂由十二烷基二甲基叔胺醋酸钠和N-
羟甲基硬脂酰胺(CAS号：3370-35-2)共混而成，所述十二烷基二甲基叔胺
醋酸钠和N-羟甲基硬脂酰胺的质量比为3:1～1:3。
所述PTFE乳液中聚四氟乙烯含量为55-65wt％。
所述步骤(5)的浸渍处理中：浸渍温度70-90℃，浸渍时间5-20分钟，
控制带液率(即轧余率)10-50％。
步骤(6)中，所述预烘温度为100-120℃；烘干温度为130-150℃；高
温定型温度为210-250℃。
步骤(6)中，所述预烘、烘干和高温定型通过拉幅定型机完成。
步骤(2)中所述气流成网工艺，为本领域现有技术，具体可以为：
①纤维开包；②纤维开松-采用空气流输送纤维，以形成纤维杂乱排列的
均匀纤网；③纤维混合；④纤维除杂；⑤纤维混合后喂入高速回转的锡林；
⑥纤维脱落；⑦气流输送纤维凝聚成纤维网；⑧输出纤维网-由气流均匀输送
凝聚在网帘上，形成三维分布，纵横向强力差异小的纤维网。
步骤(2)中所述机械成网工艺，为本领域现有技术，具体可以为：
①开松：通过开松机对芳纶1414纤维进行开松，使其达到蓬松状态；
②梳理：送入梳理机梳理成纤网；
③铺网：使用铺网机进行铺网。
所述十二烷基二甲基叔胺醋酸盐，由十二烷基二甲基叔胺(CAS号：
112-18-5)与醋酸反应得到，反应式为：
本发明还提供了一种芳纶1414纤维复合耐高温过滤材料，采用上述方法
制备而成。
采用本发明制备的芳纶1414纤维复合耐高温过滤材料，具有耐高温、耐
化学性和阻燃的特性，并且粉尘剥离率和100小时加热后强度保持率较高，运
行阻力低于800Pa，适用于高温工作环境中过滤除尘。
具体实施方式
PTFE乳液，又称聚四氟乙烯乳液，选用美国杜邦公司牌号TE3859的聚
四氟乙烯乳液(聚四氟乙烯固含量为60wt％)。所述硅油，选用道康宁公司
PMX-200硅油。芳纶1414纱线选用东莞市索维特特殊线带有限公
司生产的货号131104-SWT-29的芳纶1414纱线。玄武岩纱线，选用海宁安
捷复合材料有限责任公司的玄武岩纱线。
实施例1
芳纶1414纤维复合耐高温过滤材料的制备方法，包括下述步骤：
(1)将经纱玄武岩纱线和纬纱芳纶1414纱线在喷气织机相互垂直交织，
制成基布；其中，经纱密度:纬纱密度＝1:1，基布克重350g/m2。
(2)将芳纶1414纤维经机械成网工艺，制成芳纶1414纤维层；
①开松：通过开松机对芳纶1414纤维进行开松，使其达到蓬松状态；②
梳理：送入梳理机梳理成纤网；③铺网：使用铺网机进行铺网。
(3)基布上、下面铺网叠放上述芳纶1414纤维层，初步预针刺；
(4)主针刺，制成所述过滤材料。
该过滤材料，为三层层状结构，第一层为芳纶1414纤维层；第二层为基
布，所述基布由经纱玄武岩纱线和纬纱芳纶1414纱线交织而成；第三层为芳
纶1414纤维层。过滤材料各层的具体克重见下表1。
表1：过滤材料克重表
克重
|
芳纶1414纤维层(第一层)
150g/m2
基布(第二层)
350g/m2
芳纶1414纤维层(第三层)
150g/m2
(5)浸渍处理：
按表2对应实施例1称取各原料，常温常压下将各原料搅拌混合均匀，
即可制得所述浸渍乳液。
将步骤(4)制成的所述过滤材料，在上述浸渍乳液中进行浸渍处理，工
艺参数：浸渍温度80℃，浸渍时间10分钟，控制带液率20％。
(6)在拉幅定型机中预烘、烘干和高温定型，控制预烘温度为110℃；
烘干温度为140℃；高温定型温度为230℃。
表2：浸渍乳液配方表单位：公斤
实施例1
实施例2
实施例3
|
PTFE乳液
70
70
70
硅油
14
14
14
十二烷基二甲基叔胺醋酸钠
8
16
-
N-羟甲基硬脂酰胺
8
-
16
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，唯一区别在于：浸渍乳液配方不同。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，唯一区别在于：浸渍乳液配方不同。
测试例1
依据HJ/T324-2006环境保护产品技术要求袋式除尘器用滤料，进行粉
尘剥离率和100小时加热后强度保持率测试，具体数据见下表3。
表3：测试数据表
实施例1
实施例2
实施例3
|
粉尘剥离率，％
89.5
86.8
87.2
100小时加热后强度保持率，％
97.2
95.4
95.8
实施例2-3与实施例1相比较，增加浸渍处理，粉尘剥离率和100小时
加热后强度保持率均得到了大幅提高。
测试例2
在环境温度为26℃，相对湿度为65％的实验室条件放置24h后，剪裁
成尺寸为30cm×5cm的测试样品，并使用电子织物强力仪，根据GB/T3923
测定样品的处纵向拉伸强力和横向拉伸强力，测试结果见表4。
表4：断裂强力测试表