一種納米纖維面層過濾材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種納米纖維面層過濾材料及其制備方法，屬于煙塵濾料產(chǎn)品及其加工工藝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是燃煤大國，煤在燃燒的過程中會排放大量的有毒氣體和粉塵等污染物。目前，我國控制燃煤火電廠燃燒粉塵顆粒排放的主要設(shè)備由以往的單純電除塵器逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐詾V袋為核心的袋式除塵器或電袋復(fù)合除塵器，從而達(dá)到超低排放的要求。但是，隨著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)對于粉塵排放濃度要求的進(jìn)一步提高，袋式除塵器除塵效率也隨之亟待進(jìn)一步提高，雖然具體的政策沒有出臺，但是企業(yè)明確要求除塵效果達(dá)到超低超凈排放，排放濃度控制在10毫克以下，對于濾料的選擇和濾袋的加工是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
[0003]中國專利文獻(xiàn)CN 101721855 A公開了一種納米纖維復(fù)合玻璃纖維過濾材料及其制備方法，其通過在玻璃纖維濾料表面結(jié)合一層納米纖維，從而提高玻璃纖維濾料的過濾效率。在中國專利文獻(xiàn)CN 101721855 A中所提及的玻璃纖維濾料僅涉及玻璃纖維濾紙這一種，而實(shí)際上一方面玻璃纖維濾紙由于本身結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，適用范圍有限，具體地如:不適宜加載脫硫脫銷等催化劑，玻璃纖維濾紙由于韌性不足難以適用于高壓過濾場合等等；另一方面玻璃纖維濾紙由于表面附著性能較弱，這也就是眾所周知的玻璃纖維濾紙便于清灰可反復(fù)使用的特性，因此玻璃纖維濾紙與納米纖維的結(jié)合強(qiáng)度較差，導(dǎo)致納米纖維面層過濾材料難以在實(shí)際應(yīng)用中推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種納米纖維面層過濾材料及其制備方法，一方面可以擴(kuò)大納米纖維面層過濾材料的應(yīng)用范圍和場合，另一方面可以提高納米纖維面層過濾材料的內(nèi)部結(jié)合強(qiáng)度，滿足實(shí)際使用要求。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下:
一種納米纖維面層過濾材料，包括:復(fù)合過濾層和納米纖維層；
所述復(fù)合過濾層包括表層、基布層和底層，所述基布層為經(jīng)瑋交叉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述表層和所述底層均為一種或多種纖維無序纏結(jié)而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述表層和所述底層分別附著在所述基布層的兩面，所述表層、所述基布層和所述底層通過針刺相互勾連在一起；
所述表層附著有所述納米纖維層，所述納米纖維層和所述基布層分別附著在所述表層的兩面，且所述納米纖維層為直徑在100?200微米的靜電紡絲纖維構(gòu)成，所述靜電紡絲纖維的制造材料為聚苯硫醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯和聚酰亞胺中的一種或多種。
[0006]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述表層的制造材料與所述靜電紡絲纖維的制造材料相同。
[0007]所述的一種納米纖維面層過濾材料的制備方法，包括以下步驟: 步驟一、通過經(jīng)瑋交叉編織成有序網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的基布層，通過梳理針刺纏結(jié)成無序網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的表層和底層，然后將所述表層、所述基布層和所述底層通過針刺相互勾連在一起，制得復(fù)合過濾層備用；
步驟二、將聚苯硫醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯和聚酰亞胺中的一種或多種材料熔融后通過噴射器朝向集料板噴出形成直徑在100?200微米的靜電紡絲纖維，所述噴射器的噴嘴和所述集料板均為金屬導(dǎo)體，且所述噴射器的噴嘴和所述集料板之間施加10?20萬伏的靜電場；
步驟三、將步驟二制得的靜電紡絲纖維通過針刺法附著在步驟一制得的復(fù)合過濾層的所述表層上，以形成納米纖維層，從而制得納米纖維面層過濾材料。
[0008]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，在步驟三之后，還包括步驟四:將步驟三制得的納米纖維面層過濾材料通過表面處理液浸漬后烘干，所述表面處理液包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分:固含量為60?70%的聚四氟乙烯乳液40?80份、異丙醇5?10份、三乙酸甘油酯2?5份、苯甲基娃油5?10份。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的實(shí)施效果如下:
本發(fā)明所述的一種納米纖維面層過濾材料及其制備方法，通過設(shè)置經(jīng)瑋交叉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的基布層可以提高納米纖維面層過濾材料的整體機(jī)械強(qiáng)度，可以適用于高壓除塵環(huán)境；通過設(shè)置一種或多種纖維無序纏結(jié)而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的表層和底層可以克服基布層過濾孔徑過大和表面編制性能的影響，提高過濾效果和與納米纖維層的結(jié)合效果；通過使表層的制造材料與靜電紡絲纖維的制造材料相同，從而有利于提高相同材料之間的結(jié)合強(qiáng)度，且納米纖維層和表層之間通過針刺加強(qiáng)了結(jié)合強(qiáng)度。
[0010]此外，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化地采用聚四氟乙烯乳液處理納米纖維面層過濾材料，從而可以提高納米纖維面層過濾材料的拒水拒油效果，并采用特定配方的表面處理液使聚四氟乙烯乳液的成膜性較好，從而改善聚四氟乙烯乳液的表面處理效果，提高納米纖維面層過濾材料的表面光滑程度，降低運(yùn)行阻力。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明所述的一種納米纖維面層過濾材料的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明所述的納米纖維層的制備方法示意圖；
圖中:1為納米纖維層，2為表層，3為基布層，4為底層，5為熔融擠出材料，6為復(fù)合過濾層，7為噴射器，8為集料板，9為電場電源，10為上游輸送導(dǎo)輥，11為下游輸送導(dǎo)輥。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將結(jié)合具體的實(shí)施例來說明本發(fā)明的內(nèi)容。
[0013]具體實(shí)施例1
本實(shí)施例所述一種納米纖維面層過濾材料，包括:復(fù)合過濾層和納米纖維層1;所述復(fù)合過濾層包括表層2、基布層3和底層4，所述基布層3為經(jīng)瑋交叉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述表層2和所述底層4均為一種或多種纖維無序纏結(jié)而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述表層2和所述底層4分別附著在所述基布層3的兩面，所述表層2、所述基布層3和所述底層4通過針刺相互勾連在一起；所述表層2附著有所述納米纖維層1，所述納米纖維層1和所述基布層3分別附著在所述表層2的兩面，且所述納米纖維層1為直徑在100?200微米的靜電紡絲纖維構(gòu)成，所述靜電紡絲纖維的制造材料為聚苯硫醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯和聚酰亞胺中的一種或多種。進(jìn)一步優(yōu)化地，所述表層2的制造材料與所述靜電紡絲纖維的制造材料相同。
[0014]本實(shí)施例所述的一種納米纖維面層過濾材料的制備方法，包括以下步驟:
步驟一、通過經(jīng)瑋交叉編織成有序網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的基布層，通過梳理針刺纏結(jié)成無序網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的表層和底層，然后將所述表層、所述基布層和所述底層通過針刺相互勾連在一起，制得復(fù)合過濾層備用；
步驟二、將聚苯硫醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯和聚酰亞胺中的一種或多種材料熔融后通過噴射器朝向集料板噴出形成直徑在100?200微米的靜電紡絲纖維，所述噴射器的噴嘴和所述集料板均為金屬導(dǎo)體，且所述噴射器的噴嘴和所述集料板之間施加10?20萬伏的靜電場；
步驟三、將步驟二制得的靜電紡絲纖維通過針刺法附著在步驟一制得的復(fù)合過濾層的所述表層上，以形成納米纖維層，從而制得納米纖維面層過濾材料；
步驟四、將步驟三制得的納米纖維面層過濾材料通過表面處理液浸漬后烘干，所述表面處理液包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分:固含量為60?70%的聚四氟乙烯乳液50份、異丙醇6份、三乙酸