阅读说明：本技术 一种过滤材料、其制备方法和应用 (Filter material, preparation method and application thereof ) 是由 李洪勇 张昊 薛建峰 于 2019-12-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种过滤材料、其制备方法和应用。市售过滤材料包括第一纤维、第二纤维和第三纤维,其中所述第一纤维为聚苯硫醚纤维；所述第二纤维为玻璃纤维；所述第三纤维为聚四氟乙烯纤维和/或聚酰亚胺纤维。以所述过滤材料的总质量计,所述第一纤维的含量为50％至65％,所述第二纤维的含量为25％至30％,所述第三纤维的含量为10％至25％。(The invention provides a filter material, a preparation method and application thereof. A commercially available filter material includes first fibers, second fibers, and third fibers, wherein the first fibers are polyphenylene sulfide fibers; the second fibers are glass fibers; the third fibers are polytetrafluoroethylene fibers and/or polyimide fibers. The content of the first fibers is 50% to 65%, the content of the second fibers is 25% to 30%, and the content of the third fibers is 10% to 25% based on the total mass of the filter material.)

一种过滤材料、其制备方法和应用

技术领域

本发明提供了一种过滤材料，特别是用于汽车尾气和烟尘的过滤材料。

背景技术

众所周知，汽车尾气、烟尘是大气污染源之一，对人类的健康构成极大的威胁。随着人类环境意识的逐渐提高，人们对自己生存环境的要求也越来越高，对汽车的排放限值正在不断严格，尾气中的微粉也是城市pm2.5标准需要控制的指标，因此，现行三元催化转化器排出气体中的微粉需要进一步消除。

发明内容

本发明之一提供了一种过滤材料，其包括第一纤维、第二纤维和第三纤维，其中所述第一纤维为聚苯硫醚纤维；所述第二纤维为玻璃纤维；所述第三纤维为聚四氟乙烯纤维和/或聚酰亚胺纤维。

在一个

具体实施方式

中，以所述过滤材料的总质量计，所述第一纤维的含量为50％至65％，所述第二纤维的含量为25％至30％，所述第三纤维的含量为10％至25％。

在一个具体实施方式中，所述第一纤维、第二纤维和第三纤维的旦数独立地在0.8至1.2之间。

在一个具体实施方式中，所述玻璃纤维为中碱玻璃纤维和/或高碱玻璃纤维。

在一个具体实施方式中，所述过滤材料的基布为聚苯硫醚纤维。

在一个具体实施方式中，所述过滤材料的密度为450至550克/m²。

本发明之二提供了一种本发明之一中任意一项所述的过滤材料的制备方法，其包括如下步骤：

步骤1)将各纤维称重后开松并混合；

步骤2)在各纤维经过开松与充分混合后对纤维进行梳理，从而形成纤维单网；

步骤3)将所述纤维单网进行交叉折叠从而形成多层纤网；

步骤4)将所述多层纤网进行针刺从而得到针刺毡；

步骤5)将针刺毡进行轧光、卷绕以及定型。

在一个具体实施方式中，步骤1)将各纤维称重后，先用开松机进行初步松解，将大的纤维团开松，同时使原料中各纤维获得均匀的混合，然后进行精开松，进一步松解纤维；

步骤2)在各纤维经过开松与充分混合后，进入气压棉箱，再进入梳理机以实现对纤维的梳理，最终形成纤维单网；

步骤3)从梳理机输出的纤维单网进入铺网机，从而将纤维单网进行交叉折叠，使之成为多层纤网；

步骤4)多层纤网进入针刺机，针刺机内有大量的带有刺钩的刺针，对纤维网反复进行针刺，得到针刺毡；

步骤5)将针刺毡通过轧光机以200至230℃的温度，2.4至2.5m/min的速度使非织造材料表面光滑、平整，厚度均匀，增加非织造材料的光洁度与平整性，并增加材质的紧密度；

以2.4至2.5m/min的速度对所述针刺毡卷绕；

将所述针刺毡进入200至230℃的拉幅烘箱定型4至6分钟，以实现定型。

在一个具体实施方式中，在步骤3)中，所述多层纤网的单位克重为450至550g/m²；在步骤4)中，针刺密度200至210刺/cm²。

在一个具体实施方式中，所述制备步骤还包括步骤5)之后的步骤6)按照实际规格要求进行切分。

本发明之三提供了根据本发明之一中任意一项所述的过滤材料或本发明之二中任意一项所述的过滤材料在过滤汽车尾气和/或烟尘中的应用。

本发明的有益效果：

本发明的过滤材料，耐温性和耐酸碱性能好，过滤效率以及pm2.5的过滤效率高，断裂强度、断裂延伸率、热收缩率和氧指数等性能指标好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明实施例仅为示例性的说明，该实施方式无论在任何情况下均不构成对本发明的限定。

如无特别说明，以下实施例中使用的材料均可市售获得。

实施例1

原料以质量百分含量计，50％聚苯硫醚纤维(PPS纤维)，25％中碱玻璃纤维，25％聚四氟乙烯纤维(PTFE纤维)；各原料选用旦数为1.0d。

针刺毡过滤材料的制备步骤如下：

步骤1)各纤维称重后，先用开松机进行初步松解，将大的纤维团开松，同时使原料中各纤维获得均匀的混合，然后进行精开松，进一步松解纤维，混合纤维成分，开松充分、混合均匀并尽量避免纤维损伤。

步骤2)在各纤维经过开松与充分混合后，进入气压棉箱，再进入梳理机以实现对纤维的梳理，最终形成纤维单网。

步骤3)从梳理机输出的纤维单网进入铺网机，铺网小车由齿形带传动，从而将纤维单网进行交叉折叠，使之成为具有幅宽2.2米的多层纤网。

步骤4)多层纤网进入针刺机，对纤维网反复进行穿刺，针刺密度200刺/cm²，得到针刺毡。

步骤5)将针刺毡通过轧光机以200℃，2.4m/min的速度使非织造材料表面光滑、平整，厚度均匀，增加非织造材料的平整性，并可增加材质的紧密度以2.4m/min的速度卷绕；用杜邦PTW增韧剂浸渍，将针刺毡浸渍在化学制剂中，以提升针刺毡滤料的耐高温、耐酸碱、耐氧化及强度的性质。

将针刺毡进入230℃的拉幅烘箱定型5分钟，以实现对针刺毡的高温定型，从而使得针刺毡在使用过程中形变小，尺寸稳定性高，使用寿命长；

步骤6)按照实际规格要求进行切分。

实施例2

原料以质量百分含量计，65％聚苯硫醚纤维(PPS纤维)，25％中碱玻璃纤维，10％聚四氟乙烯纤维(PTFE纤维)；各原料选用旦数为1.0d。

针刺毡过滤材料的其他制备步骤同实施例1。

实施例3

原料以质量百分含量计，50％聚苯硫醚纤维(PPS纤维)，30％中碱玻璃纤维，20％聚四氟乙烯纤维(PTFE纤维)；各原料选用旦数为1.0d。

针刺毡过滤材料的其他制备步骤同实施例1。

实施例4

原料以质量百分含量计，50％聚苯硫醚纤维(PPS纤维)，25％中碱玻璃纤维，25％聚四氟乙烯纤维(PTFE纤维)；各原料选用旦数为0.8d。

在步骤4)中，针刺密度210刺/cm²。针刺毡过滤材料的其他制备步骤同实施例1。

实施例5

原料以质量百分含量计，55％聚苯硫醚纤维(PPS纤维)，27％中碱玻璃纤维，18％聚四氟乙烯纤维(PTFE纤维)；各原料选用旦数为1.0d。

在步骤5)中，轧光机的温度230℃，速度为2.5m/min，针刺毡过滤材料的其他制备步骤同实施例1。

实施例6

原料以质量百分含量计，55％聚苯硫醚纤维(PPS纤维)，27％中碱玻璃纤维，18％聚四氟乙烯纤维(PTFE纤维)；各原料选用旦数为0.8d。

在步骤5)中，卷绕的速度为2.5m/min，针刺毡过滤材料的其他制备步骤同实施例1。

实施例7

原料以质量百分含量计，55％聚苯硫醚纤维(PPS纤维)，27％中碱玻璃纤维，18％聚四氟乙烯纤维(PTFE纤维)；各原料选用旦数为1.2d。

在步骤5)中，拉幅烘箱的定型温度为230℃，针刺毡过滤材料的其他制备步骤同实施例1。

实施例8

原料以质量百分含量计，50％聚苯硫醚纤维(PPS纤维)，25％中碱玻璃纤维，25％聚酰亚胺纤维(P84纤维)；各原料选用旦数为1.0d。

在步骤5)中，拉幅烘箱的定型温度为230℃，针刺毡过滤材料的其他制备步骤同实施例1。

实施例9

原料以质量百分含量计，65％聚苯硫醚纤维(PPS纤维)，25％中碱玻璃纤维，10％聚酰亚胺纤维(P84纤维)；各原料选用旦数为1.0d。

针刺毡过滤材料的制备步骤同实施例1。

实施例10

原料以质量百分含量计，50％聚苯硫醚纤维(PPS纤维)，30％中碱玻璃纤维，20％聚酰亚胺纤维(P84纤维)；各原料选用旦数为1.0d。

针刺毡过滤材料的制备步骤同实施例1。

实施例11

原料以质量百分含量计，50％聚苯硫醚纤维(PPS纤维)，25％中碱玻璃纤维，25％聚酰亚胺纤维(P84纤维)；各原料选用旦数为0.8d。

针刺毡过滤材料的制备步骤同实施例1。

实施例12

原料以质量百分含量计，55％聚苯硫醚纤维(PPS纤维)，27％中碱玻璃纤维，18％聚酰亚胺纤维(P84纤维)；各原料选用旦数为1.0d。

针刺毡过滤材料的制备步骤同实施例1。

实施例13

原料以质量百分含量计，55％聚苯硫醚纤维(PPS纤维)，27％中碱玻璃纤维，18％聚酰亚胺纤维(P84纤维)；各原料选用旦数为0.8d。

针刺毡过滤材料的制备步骤同实施例1。

实施例14

原料以质量百分含量计，55％聚苯硫醚纤维(PPS纤维)，27％中碱玻璃纤维，18％聚酰亚胺纤维(P84纤维)；各原料选用旦数为1.2d。

针刺毡过滤材料的制备步骤同实施例1。

实施例15

用实施列1至14制备的复合针刺毡作如下测定

透气量的测定：依据GB/T5463和GB/T13764标准，选用20cm²复合针刺毡，通过透气量仪在0.15Mpa的压差条件下测定垂直通过试样的气体流量。

过滤效率的测定：依据GB/T6165和GB/T6719标准，用选20cm²复合针刺毡，用油雾法通过浊度计进行测定。

使用常规仪器测定针刺毡的厚度、密度。

pm2.5过滤效率的测定：依据GB/T6165和GB/T6719标准，用选20cm²复合针刺毡，用油雾法通过浊度计进行测定。

断裂强度的测定：依据GB/T16491和GB/T16825标准，选用10×20cm复合针刺毡，通过抗拉强度检测机进行测定。

断裂延伸率的测定：依据GB/T16491和GB/T16825标准，选用10×20cm复合针刺毡，通过抗拉强度检测机进行测定。

平均孔径的测定：依据GB/T19587标准，选用20cm²复合针刺毡，通过氮吸附法进行测定。

耐温性的测定：选用20cm²复合针刺毡，在230℃(实施例1至7制备的复合针刺毡)和210℃(实施例8至14制备的复合针刺毡)的温度下工作24h工作温度后，其热收缩率基本没有改变，大致为1％。

耐酸碱性的测定：选用10×20cm复合针刺毡先后在60wt％的硫酸和50wt％的氢氧化钠中24h处理后，其断裂强度仍可达到未处理前的97％以上。

热收缩率的测定：依据GB/T6505标准，选用20cm²复合针刺毡，在织物汽蒸收缩仪进行测定。

氧指数的测定：依据GB/T5454标准，选用5×20cm复合针刺毡，通过氧指数测试仪进行测定。

结果见表1和表2。

表1

表2

本发明的复合针刺毡在使用寿命、耐高温、耐酸碱及过滤效率等方面均比现有类似专利有突破性提升。

虽然本发明已经参照具体实施方式进行了描述，但是本领域的技术人员应该理解在没有脱离本发明的真正的精神和范围的情况下，可以进行的各种改变。此外，可以对本发明的主体、精神和范围进行多种改变以适应特定的情形、材料、材料组合物和方法。所有的这些改变均包括在本发明的权利要求的范围内。