一種超低排放超細面層聚酰亞胺纖維復合針刺氈及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種針刺氈，具體涉及一種超低排放超細面層聚酰亞胺纖維復合針刺氈及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)社會的發(fā)展，人們對環(huán)境的保護意識也在逐漸增強，對于工業(yè)產(chǎn)出的各種廢液、廢氣和固體廢棄物殘渣的處理方法也在不斷的優(yōu)化中，近來，PM2.5的出現(xiàn)引起了大家的關(guān)注，其主要源于生活或生產(chǎn)中的各種廢氣，為了減少空氣中PM2.5的含量，提高空氣質(zhì)量，需要對各種廢氣進行處理，特別是工業(yè)廢氣。
[0003]超細纖維是指直徑在0.4mu以下的微纖維，是普通纖維的1/200，具有特殊的楔形截面積，使它能有效地捕獲微塵，吸塵效果較普通纖維好，可應(yīng)用于工業(yè)燃料尾氣的過濾非織造材料用于過濾除塵歷史悠久。由于紡織材料的結(jié)構(gòu)是具有無數(shù)微小孔隙的纖維三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，塵埃微粒必須沿著纖維彎彎曲曲的網(wǎng)狀路徑行進，隨時都有可能與纖維發(fā)生碰撞而被截留，因此過濾效率很高。海島超細纖維是超細纖維中的一種，是將一種聚合物分散于另一種聚合物中，在纖維截面中分散相呈“島”狀態(tài)，而母體則相當于“?！?，可兼具兩種材料的性能，且具有較高的中空率，是高性能的吸濾材料，將超細纖維材料應(yīng)用于過濾針刺氈中，可大幅度提高針刺氈的吸濾效果，具有較好的應(yīng)用前景。
[0004]目前，對工業(yè)廢氣的處理主要采用針刺氈過濾的方法，在鋼鐵、冶金、水泥、電力、化工、制藥等行業(yè)的煙氣溫度較高，很容易導致自燃現(xiàn)象，造成生產(chǎn)事故，普通的針刺氈難以滿足其高溫顆粒物對濾袋的灼燒和腐蝕性氣體對濾料的破壞，不僅使用壽命縮短、企業(yè)的生產(chǎn)成本增加，還容易造成火災等生產(chǎn)事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種使用壽命長、吸濾效果好、耐高溫的超低排放超細面層聚酰亞胺纖維復合針刺氈及其制備方法。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種超低排放超細面層聚酰亞胺纖維復合針刺氈為層狀結(jié)構(gòu)，包括基布層、上復合針刺氈層和下復合針刺氈層，所述上復合針刺氈層和下復合針刺氈層對稱分布于所述基布層的上、下表面;所述上復合針刺氈層由內(nèi)朝外依次包括第一超細纖維針刺氈層、上混合纖維層、聚酰亞胺纖維層和第二超細纖維針刺氈層;所述下復合針刺氈層由內(nèi)朝外依次包括第一超細纖維針刺氈層、下混合纖維層和第二超細纖維針刺氈層；
所述基布層為以聚酰亞胺纖維為經(jīng)線，以玻璃纖維為瑋線的機織布層;所述第一超細纖維針刺氈層包括超細PS-PA海島纖維層和聚酰亞胺纖維層;所述第二超細纖維針刺氈層包括超細PS-PA海島纖維層、PTFE纖維層和玄武巖纖維層。
[0007]優(yōu)選地，為提高復合針刺氈的耐高溫和阻燃性能，所述上復合針刺氈層上設(shè)置防護層。
[0008]優(yōu)選地，所述上混合纖維層和下混合纖維層均為芳砜綸纖維、聚酰亞胺纖維和玄武巖纖維的混合纖維層。
[0009]優(yōu)選地，為達到較好的阻燃效果，所述上混合纖維層中芳砜綸纖維、聚酰亞胺纖維和玄武巖纖維的混合比例為I: 2?4:1?2。
[0010]優(yōu)選地，為達到較好的阻燃效果，所述下混合纖維層中芳砜綸纖維、聚酰亞胺纖維和玄武巖纖維的混合比例為1:3?5:2?3。
[0011]優(yōu)選地，為提高所述針刺氈的捕獲微塵的效果，所述超細PS-PA海島纖維的細度為1.5~2.5 D0
[0012]—種超低排放超細面層聚酰亞胺纖維復合針刺氈的制備方法，包括以下步驟:
(1)制備混合纖維層:將芳砜綸纖維、聚酰亞胺纖維和玄武巖纖維經(jīng)梳理、成網(wǎng)工藝制備上混合纖維層和下混合纖維層；
(2)制備超細纖維針刺氈層:依次鋪設(shè)聚酰亞胺纖維層超細PS-PA海島纖維層，然后進行預針刺和主針刺，制成第一超細纖維針刺氈層;依次鋪設(shè)玄武巖纖維層、PTFE纖維層和超細PS-PA海島纖維層，然后進行預針刺和主針刺，制成第二超細纖維針刺氈層;所述預針刺過程中，刺針型號為15 X 18 X 38 \3.51222，刺針深度為8±2 mm，刺針頻率為350?450刺/min，輸入速度為3.4-3.65 m/min，輸出速度為3.6-4.0 m/min，主針刺過程中，刺針型號為15X18X38X3.5R222，刺針深度為6土2 mm，刺針頻率為550?650刺/min，輸入速度為3.4-
3.6m/min，輸出速度為3.5?3.7 m/min；
(3)制備復合針刺氈半成品:依次鋪設(shè)第二超細纖維針刺氈層、下混合纖維層、第一超細纖維針刺氈層、基布層、第一超細纖維針刺氈層、聚酰亞胺纖維層、上混合纖維層、第二超細纖維針刺氈層，再次進行預針刺和主針刺處理，然后經(jīng)超聲波點焊工藝制成復合針刺氈半成品，所述預針刺過程中，刺針型號為15 X 18X38X3.5M222，刺針深度為16土4 mm，刺針頻率為550?650刺/min，輸入速度為3.0-3.8 m/min，輸出速度為3.5-4.0 m/min，主針刺過程中，刺針型號為15 X 18X38X3.5R222，刺針深度為14 ±4 mm，刺針頻率為750?850刺/min，輸入速度為3.0?3.6 m/min，輸出速度為3.4?3.7 m/min；
(4)后處理:對步驟(3)中制得的過濾氈半成品的上表面即迎塵面進行浸漬處理，烘干后進行熱壓處理得到復合針刺氈成品，所述熱乳過程中上輥溫度為200?250°C，中輥溫度為200?220°(:，下輥溫度為180?200°(:，壓強為1.0~2.5 MPa熱壓過程中速度為15?20 m/
mino
[0013]優(yōu)選地，所述浸漬處理過程中輸出速度為3~8 m/min，帶液量為15?50 g/m2，預烘溫度為215?355°C，時間為6?15min，焙烘固化溫度為205?325°C，時間為10?15min。
[0014]優(yōu)選地，所述浸漬處理過程采用的乳液配方如下:
防水劑:12wt%?17 wt %；
防油劑:6 wt %?10wt %；
PTFE乳液:15 wt %?25 wt %；
聚丙稀酸酯乳液:2 wt %?5 wt %；
防酸防堿劑: 4 wt %?7 wt %；
偶聯(lián)劑:0.1 wt %?0.5 wt %； 水:35.5wt %~60.9 wt %。
[0015]有益效果:(I)本發(fā)明中，將芳砜綸纖維、聚酰亞胺纖維和玄武巖纖維按一定比例混合得到耐高溫、阻燃性能好的混合纖維，將混合纖維與超細PS-PA海島纖維連用，制得了極限氧指數(shù)為42%、捕獲微塵效果好、拉伸強度高，耐磨性能好，使用壽命長的復合針刺氈，對工業(yè)粉塵中的PM2.5的捕獲率可達99.99%，可有效預防霧霾的形成；(2)通過選擇適宜的針刺頻率、針刺深度、輸入、輸出速度等參數(shù)，再進一步通過超聲波點焊工藝、迎塵面功能化處理以及熱壓等處理，使所得的復合針刺氈結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，綜合性能好。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明中超低排放超細面層聚酰亞胺纖維復合針刺氈的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1.基布層，2.第一超細纖維針刺氈層，3.上混合纖維層，4.聚酰亞胺纖維層，
5.第二超細纖維針刺氈層，6.下混合纖維層，7.防護層。
【具體實施方式】
[0017]下面通過附圖對本發(fā)明技術(shù)方案進行詳細說明，但是本發(fā)明的保護范圍不局限于所述實施例，實施例中方法如無特殊說明均為常規(guī)方法，使用的試劑如無特殊說明均為常規(guī)市售。
[0018]實施例1:一種層狀結(jié)構(gòu)的超低排放超細面層聚酰亞胺纖維復合針刺氈，包括基布層1、上復合針刺氈層、下復合針刺氈層和防護層7，所述上復合針刺氈層和下復合針刺氈層對稱分布于所述基布層I的上、下表面;所述上復合針刺氈層由內(nèi)朝外依次包括第一超細纖維針刺氈層2、上混合纖維層3、聚酰亞胺纖維層4和第二超細纖維針刺氈層5;所述下復合針刺氈層由內(nèi)朝外依次包括第一超細纖維針刺氈層2、下混合纖維層6和第二超細纖維針刺氈層5;
所述基布層為以聚酰亞胺纖維為經(jīng)線，以玻璃纖維為瑋線的機織布層;所述第一超細纖維針刺氈層包括超細PS-PA海島纖維層和聚酰亞胺纖維層;所述第二超細纖維針刺氈層包括超細PS-PA海島纖維層、PTFE纖維層和玄武巖纖維層;所述上混合纖維層和下混合纖維層均為芳砜綸纖維、聚酰亞胺纖維和玄武巖纖維的混合纖維層;所述上混合纖維層中芳砜綸纖維、聚酰亞胺纖維和玄武巖纖維的混合比例為1:3:2;所述下混合纖維層中芳砜綸纖維、聚酰亞胺纖維和玄武巖纖維的混合比例為1:4: 2 ;所述超細PS-PA海島纖維的細度為1.65 D0
[0019]上述超低排放超細面層聚酰亞胺纖維復合針刺氈的制備方法，包括