一种复合非织造过滤材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合非织造过滤材料及其制备方法。所述过滤材料其特征在于，纤维表面因经针刺和水刺加固而具有弯曲通道孔径结构；每根纤维同时包括聚酯和聚酰胺两种聚合物成份，两种聚合物在纤维中呈海岛状无规分布。制备方法为：通过纺粘成形工艺制得聚酯/聚酰胺共混长丝纤维网，通过针针加固，然后将其浸渍到酸性或者碱性溶液中，部分刻蚀掉纤维表面的聚酯或者聚酰胺成份，从而在纤维表面形成粗糙结构；进一步水刺加固，同时清洗掉纤维表面的处理液，然后再进行疏水后整理即可。本发明专利技术制得的滤料表现出很好的疏水效果，同时，长丝纤维还赋予滤料更高的力学性能和更好的尺寸稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合非织造过滤材料及其制备方法，特别是纤维表面具有一定粗糙度的疏水聚酯/聚酰胺共混纺粘长丝针刺/水刺复合非织造材料及其制备方法。
技术介绍
随着国家对污染物排放指标的不断提高，对作为袋式除尘器主要过滤功能组件的针刺非织造材料的结构和性能提出了越来越高的要求。袋式除尘器作为高效除尘设备被广泛应用于电厂、冶金，垃圾焚烧等烟气治理系统。滤料是影响袋式除尘器使用寿命和除尘效率最重要的因素，由于设备、生产技术等条件限制，国内的滤料技术长期落后于国外。另外，我国燃煤锅炉旧设备较多，燃煤品种繁多，燃烧不完全以及司炉工的技术素养等因素导致燃煤锅炉烟气高温、高浓度和复杂等特殊烟气工况。因此，探求适合我国现状的新型滤料是解决当前袋式除尘器应用难题的有效途径之一。我们知道，过滤烟气中往往含有大量的水蒸汽，在排放过程中容易在滤袋表面形成结露现象，从而影响了滤袋的清灰效果，降低了滤袋的过滤效率并提高过滤阻力，还影响滤袋的使用寿命。因此需要提高滤料的疏水效果，减轻结露现象。材料表面的疏水性主要取决于两个因素：一是材料的表面能；二是材料表面的粗糙度。许多研究表明，具有微纳米粗糙结构表面是形成疏水效果的重要原因。对材料表面进行光照、添加剂、电处理等，提高材料表面的粗糙度，可以在一定程度上获得更好的疏水性。申请号为CN201510299456的专利技术专利，公开了一种硅纳米管/线改性纤维表面的新方法，将纤维先后在有机溶剂和去离子水中加热回流，然后将处理后的纤维置于等离子体产生装置中处理，再将处理后的纤维进一步浸入有机溶剂中处理，可以使纤维表面的粗糙度显著增加，提高了纤维的疏水性，高效地提高了纤维的抗水解能力。涤纶(聚酯)和尼龙(聚酰胺)是常用纤维材料，也是重要的非织造过滤材料用纤维原料。利用聚酯和聚酰胺这两种聚合物的不相容性，将其制成皮芯结构
的双组分纤维，或者是桔瓣型纤维并开纤成超细纤维，是目前较为成熟的工业技术，但将两种聚合物熔体共混后制成共混纤维方面的研究应用较少。申请号为201410026134.0的专利技术专利，公开了一种改性聚酯共混纤维及其制备方法，所述共混纤维由改性聚酯与聚酰胺共混熔融纺丝制备，共混纤维在常温常压下对于酸性染料可染深色，克服了常规改性聚酯复合纤维染色均匀性差的缺点。另外，聚酯和聚酰胺在酸碱溶液中表现出不同的稳定性，可以采用碱性溶液对聚酯进行碱减量处理，也可以采用酸性溶液对聚酰胺进行表面刻蚀。例如，申请号为201210348404.0的专利技术专利，公开了一种共混纤维及其生产方法，该共混纤维织成织物后，在碱溶液条件下进行溶出性处理去除掉纤维中的溶出共聚酯，使共混纤维中的聚酰胺纤维形成微细孔结构，赋予织物良好的吸水速干性能。综上所述，在现有技术的基础上，在纺粘成型过程中将聚酯和聚酰胺两种聚合物熔体共混后制备聚酯/聚酰胺共混长丝，初步针刺后，再利用聚酯和聚酰胺在酸碱溶液中的不同稳定性，部分刻蚀掉纤维表面的聚酯或者聚酰胺组分而使纤维表面粗糙化，再通过水刺将纤网进一步加固并洗涤掉纤维表面的酸碱处理液，制备出疏水聚酯/聚酰胺共混长丝滤料，用做抗结露烟气过滤材料，未见公开报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种纤维表面粗糙的疏水聚酯/聚酰胺共混长丝滤料及其制备方法，以解决现有技术的不足。为解决上述问题，本专利技术提供了一种复合非织造过滤材料，特别是纤维表面具有一定粗糙度的疏水聚酯/聚酰胺共混纺粘长丝非织造过滤材料，其特征在于，纤维表面因经针刺和水刺加固而具有弯曲通道孔径结构；非织造过滤材料中的每根纤维同时包括呈海岛状无规分布的聚酯和聚酰胺两种聚合物成份。优选地，其面密度为150～250g/m2，透气量为25～40L/(m2·s)，接触角为110°～130°，聚酯/聚酰胺共混长丝的平均直径为15～35μm，纤维表面的粗糙度为0.025～0.1μm。优选地，所述聚酯和聚酰胺可以是均聚物，也可以是共聚物。优选地，所述聚酯和聚酰胺的粘度差不大于300Pa·s。优选地，每根纤维中聚酯和聚酰胺的重量百分比为1/99～99/1。更优选地，每根纤维中聚酯和聚酰胺的重量百分比为40/60～60/40。优选地，原料除了聚酯和聚酰胺共混树脂外，还包括环氧树脂、马来酸酐接枝聚合物、聚酯-聚酰胺共聚物中的至少一种作为相容剂。更优选地，所述相容剂在纤维中的重量百分比为1.0～5.0wt％。本专利技术还提供过了一种复合非织造过滤材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：第一步：将聚酯和聚酰胺树脂烘干；第二步：将烘干的聚酯、聚酰胺树脂和/或相容剂按比例加入到纺粘生产线的螺杆挤出机中，进行聚酯/酰胺共混长丝纺粘成形；第三步：将上述纺粘成形聚酯/聚酰胺共混长丝纤维网输送到针刺机组进行1道预针刺和2道主针刺加固；第四步：将上述经过针刺加固的聚酯/聚酰胺共混长丝非织造材料送入到减量处理槽中进行减量处理，部分刻蚀掉纤维表面的聚酯或者聚酰胺组分，使纤维表面粗糙化；第五步：将上述经减量处理的聚酯/聚酰胺共混长丝非织造材料送入到水刺机进行加固，同时洗涤掉纤维表面的处理液；第六步：将第五步制得的聚酯/聚酰胺共混长丝非织造材料送入烘干机中烘干，得到纤维表面粗糙的聚酯/聚酰胺共混长丝非织造滤料。优选地，所述第一步中聚酯和聚酰胺树脂切片烘干后，其含水量不大于40ppm。优选地，所述第二步纺粘工艺为：挤出机的各区温度：一区150～180℃，二区180～270℃，三区270～330℃，四区320～340℃；模头温度300～320℃；侧吹风温度为10～25℃；牵伸空气速度为500～900m/s。优选地，所述第三步针刺工艺为：预针刺机的植针密度2000-3000枚/m，采用下刺式刺针运动轨迹，针刺频率为300-600刺/min；第一道和第二道主针刺分别采用上刺式和下刺式针刺运动轨迹，针板植针密度4000-6000枚/m，针刺频率为800-1200刺/min。优选地，所述第四步中的减量工艺采用酸性溶液刻蚀纤维表面的聚酰胺成
分，其处理条件为：pH值为2～5，温度为40～90℃，时间为1～5min；或者采用碱性溶液刻蚀纤维表面的聚酯成分，其处理条件为：NaOH重量百分比浓度为0.5～2.0wt％，温度80～90℃，时间1～5min。更优选地，在所述处理液中加入璜基琥珀酸酯、丁基萘磺酸盐、中碳醇磷酸酯、辛醇聚氧乙烯醚中的至少一种作为渗透剂，其重量百分比浓度为1.0～2.5wt％。优选地，所述第五步中水刺工艺条件为：水刺道数为2～4道，水针压力为70～100Bar。优选地，所述第六步中烘干的温度为100～150℃。优选地，所述第五步所制得的聚酯/聚酰胺共混长丝水刺非织造材料在烘干前进一步浸渍到含低表面能物质的疏水整理液中，进行疏水后整理。更优选地，所述疏水整理液中的低表面能物质为聚四氟乙烯，氟碳丙烯酸酯，氟碳磷酸酯，聚二甲基硅氧烷和氟硅烷类中的任意一种，其在整理液中的重量百分比浓度为1.5～3.0wt％。本专利技术将聚酯和聚酰胺两种具有不同酸碱反应特性的聚合物熔体共混，通过纺粘成形工艺制得聚酯/聚酰胺共混长丝纤维网，通过针刺加固后赋予纤网一定的力学性能，然后将其浸渍到弱酸或者弱碱溶液中，部分刻蚀掉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合非织造过滤材料，其特征在于，纤维表面因经针刺和水刺加固而具有弯曲通道孔径结构；非织造过滤材料中的每根纤维同时包括呈海岛状无规分布的聚酯和聚酰胺两种聚合物成份。

【技术特征摘要】
1.一种复合非织造过滤材料，其特征在于，纤维表面因经针刺和水刺加固而具有弯曲通道孔径结构；非织造过滤材料中的每根纤维同时包括呈海岛状无规分布的聚酯和聚酰胺两种聚合物成份。2.如权利要求1所述的复合非织造过滤材料，其特征在于，其面密度为150～250g/m2，透气量为25～40L/(m2·s)，接触角为110°～130°，聚酯/聚酰胺共混长丝的平均直径为15～35μm，纤维表面的粗糙度为0.025～0.1μm。3.如权利要求1所述的复合非织造过滤材料，其特征在于，所述聚酯和聚酰胺可以是均聚物，也可以是共聚物。4.如权利要求1所述的复合非织造过滤材料，其特征在于，所述聚酯和聚酰胺的粘度差不大于300Pa·s。5.如权利要求1所述的复合非织造过滤材料，其特征在于，每根纤维中聚酯和聚酰胺的重量百分比为1/99～99/1。6.如权利要求5所述的复合非织造过滤材料，其特征在于，每根纤维中聚酯和聚酰胺的重量百分比为40/60～60/40。7.如权利要求1所述的复合非织造过滤材料，其特征在于，原料除了聚酯和聚酰胺共混树脂外，还包括环氧树脂、马来酸酐接枝聚合物、聚酯-聚酰胺共聚物中的至少一种作为相容剂。8.如权利要求7所述的复合非织造过滤材料，其特征在于，所述相容剂在纤维中的重量百分比浓度为1.0wt％～5.0wt％。9.一种权利要求1-8任意一项所述的复合非织造过滤材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：第一步：将聚酯和聚酰胺树脂烘干；第二步：将烘干的聚酯、聚酰胺树脂和/或相容剂按比例加入到纺粘生产线的螺杆挤出机中，进行聚酯/聚酰胺共混长丝纺粘成形；第三步：将上述纺粘成形聚酯/聚酰胺共混长丝纤维网输送到针刺机组进行1道预针刺和2道主针刺加固；第四步：将上述经过针刺加固的聚酯/聚酰胺共混长丝非织造材料送入到减量处理槽中进行减量处理，部分刻蚀掉纤维表面的聚酯或者聚酰胺组分，使纤维
\t表面粗糙化；第五步：将上述经减量处理的聚酯/聚酰胺共混长丝非织造材料送入到水刺机进行加固，同时洗涤掉纤维表面的处理液；第六步：将第五步制得的聚酯/聚酰胺共混长丝非织造材料送入烘干机中烘干，得到纤维表面粗糙的聚酯/聚酰胺共混长丝非织造滤料。10.如权利要求9所述的复合非织造过滤材料的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪，孙尚泽，裘春湖，李越徽，
申请(专利权)人：浙江严牌过滤技术股份有限公司，东华大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33