[发明专利]包含增强无纺布的过滤器介质

说明书

本发明涉及一种包含增强无纺布的过滤器介质、其制造方法及其用途。

技术领域

本发明涉及一种包含增强无纺布的过滤器介质、其制造方法及其用途。

背景技术

增强无纺布被用于许多领域中。一个应用领域是用作过滤器，例如在多种工业中用于粉尘分离，如垃圾焚烧、煤炭和电厂行业、采矿、铸造应用或石墨生产。所使用的过滤器介质能够由多个层构成，例如由三个层构成，所述层通过机械固化(例如针刺或水力缠结)相互连接。作为实例，提及了如下三个层：1)作为过滤层的第一非织造层；2)用于机械增强的增强层，例如织物插入物，尤其用于通过鼓吹压缩空气进行清洁；3)作为增强层的保护层的第二非织造层。过滤器介质的重要参数是粉尘分离性能、压力损失以及材料的机械耐受性、耐化学性和耐热性。

对于苛刻的条件，使用由聚合的高性能纤维，特别是聚四氟乙烯(PTFE，特氟隆)、间位芳族聚酰胺和聚酰亚胺制成的纺织品过滤器介质。由于其耐热性而使得这些过滤器介质仅能够在不超过约260℃下使用。PTFE具有稍微更高的耐热性，但由于导致过滤器介质的机械失效的强烈的蠕变和有毒气体的产生而不能在高于260℃的温度下使用。

为了能够在高于260℃的温度下使用纺织品过滤器，例如在可能的温度峰值的情况下，寻求一种能够承受超过260℃的温度的增强无纺布。这适用于增强无纺布的非织造层和增强层。

非导电过滤器介质的静电充电能够导致火花的形成和飞散火花，进而损坏过滤器结构。热的热点也能够导致这种损坏。因此，需要一种具有至少一个导热和/或导电层的增强无纺布。

增强无纺布也用于过滤液体物质。在这种情况下，重要的参数尤其是所使用的增强无纺布的耐化学性和耐腐蚀性。耐化学性至关重要的一个应用领域是过滤强酸性或强碱性物质。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种过滤器介质，所述过滤器介质能够特别地在高于260℃的温度下使用。此外，该过滤器介质应是导电和/或导热的，应具有耐化学性和耐腐蚀性，并且应不可燃。此外，过滤器介质应适用于过滤气体和液体。

在本发明的范围内，通过提供一种包含增强无纺布的过滤器介质来实现该目的，其中所述无纺布具有至少一个基于预氧化聚丙烯腈(PAN)的非织造层和至少一个增强层，其中所述增强层具有第一侧面和第二侧面，并且其中通过所述至少一个非织造层从第一侧面和/或第二侧面覆盖所述增强层。

根据本发明，已经认识到，如果增强无纺布的至少一个非织造层是基于预氧化PAN的，则所述无纺布(以及由此过滤器介质也)具有高于260℃的耐温性。如果在保护气体下在不包括氧气的条件下对预氧化的PAN进行进一步的温度处理，则可以增强该性能。在该温度处理期间能够形成碳化的PAN或部分碳化的PAN。此外，与已知的过滤材料相比，增强无纺布以及由此的过滤器介质于是可以具有更高的电导率和热导率。优选将预氧化的PAN、碳化的PAN或部分碳化的PAN以纤维的形式使用，于是碳化的PAN以碳纤维的形式使用。

碳化或部分碳化的增强无纺布不仅通过其介质耐受性来表征，而且通过其电导率来表征。因此，它们也能够用作电化学过程如能量存储或电解的电极材料。可以通过选择方法和制造参数调整无纺布的纺织品结构。与其他普通电极材料相比，基于碳纤维的增强纺织品能够相对经济地作为卷材来制造。

PAN是丙烯腈的聚合物并且通常作为纺织品纤维来使用。它能够为均聚物形式或共聚物形式。共聚物通常含有比例大于85％的丙烯腈和诸如甲基丙烯酸甲酯或氯乙烯的共聚单体。