[发明专利]一种聚醚砜纤维无纺布复合滤料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种聚醚砜纤维无纺布复合滤料及其制备方法，先将聚醚砜树脂熔融纺丝制成聚醚砜纤维，然后将聚醚砜纤维制成纤维网，接着将纤维网叠合在一起形成多层纤维网，最后进行正反面水刺缠结，即得所述的一种聚醚砜纤维无纺布复合滤料，其中，聚醚砜树脂是将和田玉粉末、电气石粉末制成复合粉末后与聚醚砜前体混合熔融而得。该滤料可在400℃以内长期使用，满足较高温烟气过滤要求，除尘效率高，阻力系数低。

技术领域

本发明涉及纤维滤料技术领域，特别地，涉及一种聚醚砜纤维无纺布复合滤料及其制备方法。

背景技术

聚醚砜是由4,4'-双磺酰氯二苯醚在无水氯化铁催化下，与二苯醚缩合制得。聚醚砜的机械性能在热塑性塑料中属于高者。如拉伸强度为84.3MPa，弯曲模量为2.65Gpa，断裂伸长率为5-6％，缺口冲击强度为91J/m。由于聚醚砜具有优异的耐高温性能，可在180～200℃条件下长期使用，同时具有良好的阻燃性，故人们将聚醚砜纤维无纺布作为滤料使用，可以满足高温过滤需求，如高温粉尘过滤。为了提高滤料的使用寿命，人们将聚醚砜超细纤维和基层进行粘合，但是这种粘合并不牢固，很容易在使用过程中发生脱落，导致使用寿命大大缩短。

常规滤料主要依靠布朗扩散、截留、惯性碰撞、重力沉降等物理机械阻挡作用来过滤空气中的微粒，因此对粒径较小特别是小于5μm的粒子过滤效果不理想。普通过滤材料为达到较高过滤效率，通常会降低过滤材料中的纤维直径、增加克重或将织物织得更为紧密等，但是如此一来，材料的过滤阻力却大幅上升，增加了除尘器的设备阻力，阻力系数(在规定滤速下，洁净滤料的阻力与滤速之比)过高。

专利CN108283840B公开了一种聚醚砜纤维无纺布复合滤料，包括聚醚砜超细纤维层和聚醚砜短纤维基层，在聚醚砜超细纤维层中混杂聚醚砜短纤维，聚醚砜超细纤维层中的聚醚砜短纤维与超细纤维层中的短纤维为聚醚砜复合纤维，该聚醚砜复合纤维是由特定比例的高结晶度、低结晶度聚醚砜混合制成。该专利中明确了过滤性能的好坏主要在于超细纤维的尺寸，并进一步限定了优选的聚醚砜超细纤维的直径小于10μm，而聚醚砜短纤维的直径大于15μm。但是受限于聚醚砜本身的耐高温性，当烟气温度超过200℃时，该滤料的热收缩率高，抗高温冲击能力差，大大缩短了使用寿命。

发明内容

本发明目的在于提供一种聚醚砜纤维无纺布复合滤料及其制备方法，以解决耐热性无法满足较高温烟气过滤要求，除尘效率与阻力系数两项指标无法兼顾等技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种聚醚砜纤维无纺布复合滤料的制备方法，先将聚醚砜树脂熔融纺丝制成聚醚砜纤维，然后将聚醚砜纤维制成纤维网，接着将纤维网叠合在一起形成多层纤维网，最后进行正反面水刺缠结，即得所述的一种聚醚砜纤维无纺布复合滤料；其中，所述聚醚砜树脂的制备方法如下：

(1)先将和田玉粉末经炔基化修饰得到改性和田玉粉末，电气石粉末进行叠氮化和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷修饰得到改性电气石粉末，接着改性和田玉粉末与改性电气石粉末通过环加成反应制成复合粉末；

(2)然后以双酚S与4,4’-二氯二苯砜单体为原料经聚合反应得到聚醚砜前体；

(3)最后将聚醚砜前体与复合粉末混匀后经双螺杆熔融挤出造粒，即得所述聚醚砜树脂。

优选的，熔融纺丝的具体方法如下：先将聚醚砜树脂干燥至含水率100～150ppm，然后利用单螺杆挤出机熔融挤出，再挤压入纺丝组件进行熔融纺丝，得到聚醚砜纤维。

进一步优选的，熔融挤出的工艺条件如下：进料段370～380℃，压缩段及熔融段380～390℃，计量段390～400℃。

进一步优选的，熔融纺丝温度为400～420℃。

进一步优选的，将纺丝组件中纺出的丝在侧吹风条件下经纺丝甬道冷却固化，不间断地直接引入牵伸定型卷绕机，通过热辊进行加热牵伸，然后卷取得到聚醚砜纤维。