[发明专利]一种复合过滤材料及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合过滤材料及其用途。

背景技术

随着我国工业进程加快，过滤材料的应用越来越广泛，对其要求也越来越高。由于传统过滤材料在过滤效率、滤层阻力及粉尘粒度等方面都存在不同的难点，这就要求我们创造新的过滤材料。众所周知，过滤材料的过滤效率与其孔径大小有直接的关系，孔径大小将直接影响过滤效率。

传统的覆膜过滤材料虽然具有较高的过滤效率，但是薄膜生产工艺较为复杂，且薄膜微孔表面易受损，或引起薄膜脱落，影响使用效果。

在公开号CN2907835Y中，迎尘层由超细耐高温合成纤维或玻璃纤维经铺网而成，也是一具有微细孔隙的薄层，可以使滤料达到优良的表面过滤，但其每平方厘米1200至1500针的针刺密度，对纤维损伤较大。

在公开号CN201643872U所述的一种表面用复合超细短纤维的滤料，其面层的端面上熔喷和热压有玻璃超细短纤维、聚苯硫醚超细短纤维及聚四氟乙烯超细短纤维形成的复合层，虽然也能使滤料达到很好的表面过滤，降低过滤阻力、减小能耗、延长滤料使用寿命等优点，但熔喷法所获得的超细短纤维的直径高于静电纺丝法，从而使落料比表面积低，过滤效率比静电纺丝法获得的复合滤料差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高的捕集效率、低压损、清灰次数少、使用寿命长，且100％过滤城市大气微粒子(PM2.5)的复合过滤材料及其用途。

本发明的技术解决方案是：

本发明的复合过滤材料是由迎尘层和基材构成，上述迎尘层是由聚苯硫醚纤维直接堆积成网而成；所述基材是由中间织物增强层及其上下分别层叠的耐热性短纤维网构成。聚苯硫醚纤维网层是由聚苯硫醚纤维直接成网而成的，与通过针刺得到的纤维网层相比，直接成网而成的纤维网层表面具有较高的比表面积，得到的迎尘层中的微小细孔不易堵塞，降低压损，减少清灰次数，从而延长滤料的使用寿命。在超微粒子所占比例大的环境下，作为迎尘层的聚苯硫醚纤维网层可以过滤更细小的微粒子，特别是能够100％过滤PM2.5微粒子。

本发明的复合过滤材料，优选上述聚苯硫醚纤维是采用静电纺丝法或熔喷法获得的。采用静电纺丝法与熔喷纺丝法形成的纤维相比，静电纺丝法获得的纤维直径更加均匀，且可以使纤维的平均直径变小，得到的迎尘层的纤维网层具有高比表面积，更优选静电纺丝法。

本发明的复合过滤材料的基材是由中间织物增强层及其上下分别层叠的耐热性短纤维网构成。其中间织物增强层起保持机械强度的作用，因此适合使用拉伸强度为500N/5cm以上的织物增强层。为了不影响过滤性能的压力损失，基布优选形成稀疏的织造组织。作为一般的构造，有平纹组织、双层组织、三层组织、斜纹组织、缎纹组织等，优选平纹组织，成本低、被广泛使用，能够得到满意的性能。织物的经纱密度优选为10～60根/2.54cm，更优选20～50根/2.54cm；纬纱密度优选为10～30根/2.54cm，更优选10～25根/2.54cm。

层叠于中间织物增强层的上下层耐热性短纤维网层的纤维平均直径选用5～200μm的耐热性纤维。当短纤维网层的纤维平均直径小于5μm时，造成纤维网致密、通气度低而且压力损失过大；当平均直径大于200μm时，纤维网稀松，其机械强度会比较低，优选平均直径为5～100μm，更优选平均直径为8～50μm。层叠于上述织物增强层的上下层的耐热性短纤维层所使用的耐热性纤维可以是间位芳香族聚酰胺纤维、对位芳族聚酰胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚苯并咪唑纤维、聚酰亚胺纤维、三聚氰胺基纤维、玻璃纤维、氟素纤维、碳纤维。其中优选PPS纤维，通过使用PPS纤维，能够得到耐热性、耐化学药品性和耐水解性优良的过滤材料。

本发明的复合过滤材料，上述聚苯硫醚纤维的平均直径为10nm～5μm。如果聚苯硫醚纤维平均直径小于10nm的话，则迎尘层可操作性变差，表面易起毛，影响过滤材料的使用寿命；如果聚苯硫醚纤维平均直接大于5μm的话，纤维网层的比表面积变小，过滤效果变差。

为了更好的捕集超微粒子，聚苯硫醚纤维的平均直径优选10～1000nm。为了更近一步抑制过滤材料的压力损失，本发明的聚苯硫醚纤维的平均直径更优选200～1000nm，最优选400～1000nm。

本发明的复合过滤材料，上述构成迎尘层的聚苯硫醚纤维网层的平均孔径为0.1～10μm。如果聚苯硫醚纤维网层的平均孔径小于0.1μm的话，则压损提高且易堵塞；如果聚苯硫醚纤维网层的平均孔径大于10μm的话，达不到优异的表面过滤的效果，不利于提高捕集效率。