[发明专利]耐瞬时高温氧化的聚苯硫醚纤维滤料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚苯硫醚纤维滤料的制备方法，特别涉及一种耐瞬时高温氧化的聚苯硫醚纤维滤料的制备方法，所制得的滤料在高温工况下抗氧化及拒水拒油性能显著提高，使滤料不易破损，易清灰，不糊袋，不板结，且除尘系统压差小，可广泛应用于钢铁、发电、水泥、燃煤锅炉等高温烟气除尘过滤。

背景技术

袋式除尘器是高温烟气净化过滤的环保设备之一，滤袋又是袋式除尘器的核心部件，而其中滤料是组成滤袋的主要原料。目前，常用的耐高温过滤材料主要是聚苯硫醚（PPS）纤维针刺毡、聚酰亚胺（P84）纤维针刺毡、聚四氟乙烯（PTFE）纤维针刺毡、玻璃纤维滤料等。其中聚苯硫醚纤维滤料是一种由聚苯硫醚（PPS）纤维制成的过滤材料，具有一定的耐温性、耐腐蚀性和良好的力学性能。但使用温度或瞬时温度均不能超过190℃，且其耐氧化性能不好，在高温强氧化氛围中，其聚苯硫醚纤维极易与空气中的氧气发生热氧化交联反应而降解、断裂，宏观表现为过滤材料的断裂强力下降，导致滤袋极易破损，除尘效率下降，严重影响滤袋的使用寿命。

另外，由于聚苯硫醚（PPS）本身不具有拒水拒油特性，当低温、含油、高湿的待过滤的烟气通过聚苯硫醚纤维滤料时，常会发生灰尘易积聚在滤料表面上，导致糊袋和板结，从而导致滤袋清灰困难和加大除尘系统的压差等缺陷，严重影响除尘系统的正常运转。

为了克服聚苯硫醚纤维滤料上述缺陷，近年来人们进行大量试验或研究，具体归纳如下：

一、改善聚苯硫醚纤维滤料抗氧化性能的研究进展

中国专利ZL200910111461.5“纳米粒子改性聚苯硫醚滤料的制造方法”，该发明是在重量百分数为83%～99%的聚苯硫醚纤维滤料上，采用由0.5%～15%的纳米粒子（即二氧化钛、二氧化硅、蒙脱土、云母粉中的一种或者两种及两种以上的纳米粒子混合物）和0.5%～2.0%的抗氧化剂（即阻酚类抗氧化剂的一种或者是多种的混合物）二者配成的乳液浸泡或喷涂，再经干燥制成纳米粒子改性聚苯硫醚滤料。该发明通过乳液喷涂在滤料表面及纤维表面成膜包覆，进而抵抗氧气接触纤维，达到抗氧化性能，具有比较高的断裂强力保持率。然而，由于该发明所采用的乳液中含有属于无机化合物的纳米粒子，而聚苯硫醚纤维滤料本体属于有机物，它们之间的连接仅仅靠不耐高温的偶联剂，因此在高温高湿工况下，两者的偶联作用会由此而失效，并且会导致包覆膜结构的破损，从而影响滤料最终使用寿命。

上述发明采用的技术方案仅仅为了克服聚苯硫醚纤维抗氧化性能不高的缺陷，但未涉及改善聚苯硫醚纤维滤料的拒水拒油特性。

二、提高聚苯硫醚纤维滤料拒水拒油性能的研究进展

韩国专利ZL200780024315.8“使用泡沫涂覆技术制备用于介质和高温废气的过滤介质的方法和由此制备的过滤介质”提供了使用泡沫涂覆技术制备用于高温废气的过滤介质的方法。但这种泡沫涂层技术只能对滤料表面纤维进行保护，而并没有包覆滤料内部的纤维，导致滤料内部纤维仍存在着不耐高温氧化和不拒水拒油的缺陷。

中国专利CN200810071470.1“用于改善滤料表面的涂层组合物及其形成涂层的方法”，该方法是采用涂层组合物涂于滤料的表面形成致密的聚四氟乙烯保护膜，从而改善了滤料的耐化学性能和表面效果，提高滤料的清灰性能，并在一定程度上提高滤料过滤精度和使用寿命。但是，用该方法处理的滤料只对表面纤维进行了保护，内部纤维仍会受到腐蚀气体的侵蚀，并不能真正提高滤料寿命。

中国专利CN200910033647.3“一种高精度、低阻力特种滤料的制备方法”，该方法是采用先将包括聚苯硫醚纤维组成的滤料经过聚四氟乙烯乳液浸渍后再进行涂层制成滤料的方案。其中按重量百分比将聚四氟乙烯乳液为0%～15%，丙烯酸酯乳液为0%～15%，硅油0%～15%，其余为水，混合制成含氟乳液。该含氟乳液虽然将滤料中纤维进行了完整包覆、表面形成连续的耐腐蚀高分子树脂过滤膜，但是乳液中所用粘合剂为丙烯酸酯，该粘合剂的长时间工作温度不宜超过170℃，尤其在工作温度200℃时其粘结性能急剧下降，致使包覆层分解，最终导致滤料的抗氧化性和拒水拒油性能下降。