一种预混纤维梯度滤料的制备方法
阅读说明：本技术 一种预混纤维梯度滤料的制备方法 (Preparation method of premixed fiber gradient filter material ) 是由 付素雅 周冠辰 梁燕 胡呈杰 吴肖 于 2021-09-28 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种预混纤维梯度滤料的制备方法,包括下述步骤：(1)预混PPS纤维的制备,将聚苯硫醚树脂脱水,然后再加热熔融；对熔融的原料进行计量、喷丝,再进入甬道,喷丝过程中使不同细度纤维提前预混,然后对喷出的纤维进行绕卷、牵伸、热定型,将热定型好的PPS纤维长丝筒进行集束、加卷、短切,制作成PPS短纤维；(2)预混纤维梯度滤料的制备。本发明的优点在于：在纤维制备的时候对喷丝板进行改造实现不同细度纤维提前预混,有利于改善滤料生产过程中的混合不均情形,降低滤料的CV值,同时提高滤料过滤精度。(The invention provides a preparation method of a premixed fiber gradient filter material, which comprises the following steps: (1) preparing premixed PPS fiber, namely dehydrating polyphenylene sulfide resin, and then heating and melting; metering and spinning the molten raw materials, then feeding the molten raw materials into a channel, premixing fibers with different fineness in the spinning process, then winding, drafting and heat setting the spun fibers, bundling, winding and chopping the heat-set PPS fiber filament tube to prepare PPS short fibers; (2) and (3) preparing a premixed fiber gradient filter material. The invention has the advantages that: the spinneret plate is modified during fiber preparation to realize the pre-mixing of fibers with different fineness in advance, so that the condition of uneven mixing in the production process of the filter material is favorably improved, the CV value of the filter material is reduced, and the filtering precision of the filter material is improved.)
技术领域
本发明涉及滤料的制备方法，特别是一种预混纤维梯度滤料的制备方法。
背景技术
近年来，随着工业的飞速发展，工业排污大量增加，而国家对节能减排又提出了更高的要求。袋式/电袋除尘器由于除尘效率高、可有效控制PM2.5微细颗粒物，在燃煤电厂得到越来越广泛的关注和应用。随着环保的要求越来越严格，各行业对于烟气排放要求越来越低，这对滤料的生产要求越来越严格。通常为了提高过滤精度达到低浓度排放，会选择梯度滤料或者覆膜滤料来增加过滤效果，其中梯度滤料在生产过程中，存在一个开松混合的过程，正常生产制备的滤料存在预混不均导致滤料CV值偏大的现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何防止正常生产制备的滤料存在预混不均导致滤料CV值偏大的现象。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种预混纤维梯度滤料的制备方法，包括下述步骤：
(1)预混PPS纤维的制备
将聚苯硫醚树脂脱水，然后再加热熔融；对熔融的原料进行计量、喷丝，再进入甬道，喷丝过程中使不同细度纤维提前预混，然后对喷出的纤维进行绕卷、牵伸、热定型，将热定型好的PPS纤维长丝筒进行集束、加卷、短切，制作成PPS短纤维；
(2)预混纤维梯度滤料的制备。
作为进一步具体的技术方案，步骤(1)中，对喷丝板进行改造，设置不同丝径，使喷出纤维具有不同细度。
作为进一步具体的技术方案，使用下述结构的喷丝板进行纺丝：内圈丝径为0.9D，外圈丝径1.5D，内圈丝径和外圈丝径呈环状分布且比例为1:1。
作为进一步具体的技术方案，步骤(1)中，控制短纤维的卷曲数为13个/25cm，长度为65mm，得到50％1.0dtex+50％1.5dtex的PPS纤维。
作为进一步具体的技术方案，步骤(1)中，将聚苯硫醚树脂在温度100-110℃下脱水12h，水分至0.02％，然后再200-400℃下加热熔融。
作为进一步具体的技术方案，步骤(2)预混纤维梯度滤料的制备具体包括：
(1)预混层的制备：将预混PPS纤维进行开松后梳理铺网，通过气流成网的方式形成预混层；
(2)支撑层的制备：采用PTFE基布；
(3)普通层的制备：将普通PPS纤维进行开松后梳理铺网，通过气流成网的方式形成迎尘层；
(4)采用机械成网方式将预混层、支撑层、普通层三层通过预刺、针刺1，针刺2刺在一起勾连抱合，制得预混梯度滤料。
本发明的优点在于：本发明提出一种预混纤维梯度滤料的制备方法，在纤维制备的时候对喷丝板进行改造实现不同细度纤维提前预混，有利于改善滤料生产过程中的混合不均情形，降低滤料的CV值，同时提高滤料过滤精度。将不同细度PPS纤维同时按照不同比例进行纺丝，等于对原材料进行了一次预混，增强了纤维之间的均匀性，会降低设备匀整纤维的要求，普遍提高多种纤维混合滤料的均匀性，提高滤料性能。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
1.预混PPS纤维的制备
将一定量的聚苯硫醚树脂在温度100-110℃下脱水12h，水分至0.02％，然后再200-400℃下加热熔融；对熔融的原料进行计量、喷丝，再进入甬道，其中，对喷丝板进行改造，在原来同一丝径的基础上，设置不同丝径，让喷出纤维具有不同细度，本实施例中使用下述结构的喷丝板进行纺丝：内圈丝径为0.9D，外圈丝径1.5D，内圈丝径和外圈丝径呈环状分布且比例为1:1。其中D是纤维粗细单位，在公定回潮率下，9000米长的纤维的重量克数，旦尼尔简称旦(D)，如9000米的纤维重1克为1旦，当纤维的密度一定时，旦数越大，纤维越粗。
不同丝径的喷丝头将熔融的聚苯硫醚原料喷出，喷出的丝线即为纤维，由于喷丝板的喷丝口设置为内圈丝径小，外圈丝径大，并呈环状分布，比例为1:1，所喷出的纤维则为两种不同直径纤维均匀混合。
然后对喷出的纤维进行绕卷、牵伸、热定型。将热定型好的PPS纤维长丝筒进行集束、加卷、短切，制作成PPS短纤维，控制短纤维的卷曲数为13个/25cm左右，长度为65mm左右。得到50％1.0dtex+50％1.5dtex的PPS纤维。dtex：在公定回潮率下，长度为1000米纱线的重量克数。特克斯越大，纱线越粗。特克斯是公制单位。
D×1.111＝dtex
2.预混纤维梯度滤料的制备
(1)预混层的制备：将预混PPS纤维(50％1.0dtex+50％1.5dtex)进行开松后梳理铺网，通过气流成网的方式形成预混层，克重245g/m2；
(2)支撑层的制备：采用PTFE基布，克重为110g/m2；
(3)普通层的制备：将普通PPS(2.2dtex)纤维进行开松后梳理铺网，通过气流成网的方式形成迎尘层，克重245g/m2；
(4)采用机械成网方式将预混层、支撑层、普通层三层通过预刺、针刺1，针刺2刺在一起勾连抱合，制得600g预混梯度滤料。
实施例2
1.预混PPS纤维的制备
将一定量的聚苯硫醚树脂在温度100-110℃下脱水12h，水分至0.02％，然后再200-400℃下加热熔融；对熔融的原料进行计量、喷丝，再进入甬道，其中，对喷丝板进行改造，在原来同一丝径的基础上，设置不同丝径，让喷出纤维具有不同细度，本实施例中使用下述结构的喷丝板进行纺丝：内圈丝径为0.9D，外圈丝径1.5D，内圈丝径和外圈丝径呈环状分布且比例为1:1。不同丝径的喷丝头将熔融的聚苯硫醚原料喷出，喷出的丝线即为纤维，由于喷丝板的喷丝口设置为内圈丝径小，外圈丝径大，并呈环状分布，比例为1:1，所喷出的纤维则为两种不同直径纤维均匀混合。
然后对喷出的纤维进行绕卷、牵伸、热定型。将热定型好的PPS纤维长丝筒进行集束、加卷、短切，制作成PPS短纤维，控制短纤维的卷曲数为13个/25cm左右，长度为65mm左右。得到50％1.0dtex+50％1.5dtex的PPS纤维。
2.预混纤维梯度滤料的制备
(1)预混层的制备：将预混PPS纤维(50％1.0dtex+50％1.5dtex)进行开松后梳理铺网，通过气流成网的方式形成预混层，克重220g/m2；
(2)支撑层的制备：采用PTFE基布，克重为110g/m2；
(3)普通层的制备：将普通PPS(2.2dtex)纤维进行开松后梳理铺网，通过气流成网的方式形成迎尘层，克重220g/m2；
(4)采用机械成网方式将预混层、支撑层、普通层三层通过预刺、针刺1，针刺2刺在一起勾连抱合，制得550g预混梯度滤料；
实施例3
1.预混PPS纤维的制备
将一定量的聚苯硫醚树脂在温度100-110℃下脱水12h，水分至0.02％，然后再200-400℃下加热熔融；对熔融的原料进行计量、喷丝，再进入甬道，其中，对喷丝板进行改造，在原来同一丝径的基础上，设置不同丝径，让喷出纤维具有不同细度，本实施例中使用下述结构的喷丝板进行纺丝：内圈丝径为0.9D，外圈丝径1.5D，内圈丝径和外圈丝径呈环状分布且比例为1:1。不同丝径的喷丝头将熔融的聚苯硫醚原料喷出，喷出的丝线即为纤维，由于喷丝板的喷丝口设置为内圈丝径小，外圈丝径大，并呈环状分布，比例为1:1，所喷出的纤维则为两种不同直径纤维均匀混合。
然后对喷出的纤维进行绕卷、牵伸、热定型。将热定型好的PPS纤维长丝筒进行集束、加卷、短切，制作成PPS短纤维，控制短纤维的卷曲数为13个/25cm左右，长度为65mm左右。得到50％1.0dtex+50％1.5dtex的PPS纤维。
2.预混纤维梯度滤料的制备
(1)预混层的制备：将预混PPS纤维(50％1.0dtex+50％2.0dtex)与普通PPS纤维克重1:1进行开松后梳理铺网，通过气流成网的方式形成预混层，克重245g/m2；
(2)支撑层的制备：采用PTFE基布，克重为110g/m2；
(3)普通层的制备：将普通PPS(2.2dtex)纤维进行开松后梳理铺网，通过气流成网的方式形成迎尘层，克重245g/m2；
(4)采用机械成网方式将预混层、支撑层、普通层三层通过预刺、针刺1，针刺2刺在一起勾连抱合，制得600g预混梯度滤料；
对比例1
普通纤维梯度滤料的制备
(1)预混层的制备：将PPS纤维1.0dtex与PPS纤维1.5dtex的纤维按照克重1:1进行开松后梳理铺网，通过气流成网的方式形成预混层，克重245g/m2；
(2)支撑层的制备：采用PTFE基布，克重为110g/m2；
(3)普通层的制备：将普通PPS(2.2dtex)纤维进行开松后梳理铺网，通过气流成网的方式形成迎尘层，克重245g/m2；
(4)采用机械成网方式将预混层、支撑层、普通层三层通过预刺、针刺1，针刺2刺在一起勾连抱合，制得600g普通梯度滤料。
测试：
如表1中所示，实施例1、2、3和对比例1对比，使用预混纤维的均匀性比较好，透气CV值较低；如表2中所示，数据表明使用预混纤维和普通纤维制成滤料在强力拉伸性能上差异不大；表3数据表明使用预混纤维制成滤料过滤效果有所提高。
表1过滤材料克重、厚度、透气率
实施例1
实施例2
实施例3
对比例2
克重(g/m<sup>2</sup>)
591
555
607
618
厚度(mm)
1.80
1.71
1.87
1.85
透气率(m<sup>3</sup>/m<sup>2</sup>/min)
10.87
12.79
9.87
10.54
透气率CV值
5.1
5.3
8.1
11.3
表2过滤材料的拉伸性能
表3滤料过滤性能
实施例1
实施例2
实施例3
对比例1
出口浓度mg/Nm3)
0.12
0.14
0.18
0.22
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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