一種聚苯醚與活性炭燒結(jié)成型的過濾材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于氣塵分離過濾材料領(lǐng)域，具體涉及一種聚苯醚與活性炭燒結(jié)成型的過 濾材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 火力發(fā)電廠，鋼鐵企業(yè)的煉鐵、煉鋼、煉焦，乳鋼企業(yè)的熱軋、精軋、冷軋、初軋，鋼 管企業(yè)的焊接線，水泥行業(yè)，石灰行業(yè)，煙草行業(yè)，玻璃行業(yè)，礦山以及軍工行業(yè)等在生產(chǎn)過 程中排放大量粉塵。例如，冷軋酸再生車間粉塵溫度到達(dá)127°C，且粉塵氣體內(nèi)含有大量的 鹽酸氣霧。目前大部分采用布袋過濾。但纖維編織物的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)很容易堵塞，堵塞后過濾 性能很差需要經(jīng)常更換才能保持設(shè)備除塵效率，使用周期短。
[0003] CN103146137A公開了一種自吸附游離甲醛和游離苯酚的酚醛樹脂制備方法，包括 在80°C - 200°C條件下加入丙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、苯胺醚、聚苯醚、乙二醇和丙二醇 的混合物以及聚乙烯吡咯烷酮反應(yīng)1 一 3小時制備成混合物備用，向反應(yīng)釜中加入苯酚和 堿催化劑氫氧化鈉，再將溫度降至40°C - 50°C，加入二氧化鈰粉體、活性炭粉體、硅藻礦物 粉體及具有阻燃防火功效的氫氧化鋁粉體和季戊四醇粉體，測得20°C - 25°C下的粘度為 5000 -1000 OPa即為成品。根據(jù)該申請，其樹脂具有高韌性，游離甲醛及游離苯酚自吸附率 高、釋放量極少的特點。
[0004] 然而，本領(lǐng)域仍然需要一種能用于上述工業(yè)應(yīng)用的過濾材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種過濾材料。本發(fā)明的過濾材料含有聚苯醚樹脂和任選的活性炭， 或由聚苯醚樹脂和任選的活性炭組成。應(yīng)理解，本發(fā)明所述的"由聚苯醚樹脂和任選的活性 炭組成"、"由聚苯醚樹脂和任選的活性炭燒結(jié)制成"或類似描述并非將過濾材料的組成限 定成僅含有聚苯醚樹脂和任選的活性炭，其意指過濾材料中用到的樹脂成分為聚苯醚樹脂 (包括改性的聚苯醚樹脂），可以加入其它的非樹脂成分，例如相容劑等。
[0006] 在具體的實施例中，本發(fā)明的過濾材料以聚苯醚作為基體材料，加入一定比例的 活性炭細(xì)顆粒并配以特定相容劑，經(jīng)高速攪拌混合均勻后作為原料加入模具內(nèi)，在加熱箱 內(nèi)燒結(jié)成一定形狀的制品。該制品具有全貫通的微孔結(jié)構(gòu)，作為氣體過濾材料時可容氣體 通過并阻斷粉塵的通過，從而起到過濾含塵氣體的效果。
[0007] 因此，在一具體實施例中，本發(fā)明的過濾材料含有聚苯醚、聚苯乙烯、氫化苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯（SEBS)和任選的活性炭，或由這些材料組成。
[0008] 在一具體實施例中，在260°C、5. Okgf根據(jù)ASTM D 1238測得的聚苯醚的熔融指數(shù) 小于5g/10min，優(yōu)選小于3g/10min。
[0009] 在一具體實施例中，聚苯醚、聚苯乙烯和氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的用量配比 為：100重量份：5 - 30重量份：1 一 10重量份。
[0010] 在一具體實施例中，聚苯醚、聚苯乙烯和氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的用量配比 為：100重量份：10 - 20重量份：3 - 6重量份。
[0011] 在一具體實施例中，聚苯醚、聚苯乙烯、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和活性炭的 用量配比為：1〇〇重量份：5 - 30重量份：1 一 10重量份：3 - 20重量份。
[0012] 在一具體實施例中，聚苯醚、聚苯乙烯、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和活性炭的 用量配比為：100重量份：10 - 20重量份：3 - 6重量份：5 - 15重量份。
[0013] 在一具體實施例中，聚苯醚的顆粒大小在20目以上。
[0014] 在一具體實施例中，聚苯醚顆粒中，20 % - 50 %的顆粒大?。╠)為20 - 60目（20 目彡 d < 60 目），30 % - 80 % 為 60 - 100 目（60 目 < d 彡 100 目），0 % - 30 % 為 100 目 以上（d>100目）。各范圍的顆粒的百分比之和等于100%。
[0015] 在一具體實施例中，聚苯醚顆粒含有30 % - 40 %的20 - 60目（20目< d < 60 目）的顆粒，40% - 70%的60 - 100目（60目< d彡100目）的顆粒和0% - 20%的100 目以上（d > 100目）的顆粒，其中，各大小范圍內(nèi)的顆粒的百分比之和等于100%。
[0016] 在一具體實施例中，活性炭顆粒為10 - 200目，優(yōu)選60 - 100目。
[0017] 在一具體實施例中，所述過濾材料的使用溫度在120°C以上。
[0018] 在一具體實施例中，過濾材料內(nèi)部具有2 - 10 μ m大小的網(wǎng)絡(luò)狀通孔，其中，所述 網(wǎng)絡(luò)狀通孔是各向同性的三維空間結(jié)構(gòu)。
[0019] 在一具體實施例中，過濾材料的厚度通常為4mm。
[0020] 本發(fā)明第二方面提供一種過濾材料的制備方法，該方法包括：將攪拌均勻的聚苯 醚顆粒、聚苯乙烯、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和任選的活性炭的混合物置于模具中，在 不高于聚苯醚的結(jié)晶溫度下燒結(jié)，冷卻后獲得所述過濾材料。
[0021] 在一具體實施例中，攪拌在100 - 130°C、優(yōu)選110 - 120°C下進(jìn)行。
[0022] 在一具體實施例中，攪拌持續(xù)1 一 4小時，通常2 - 3小時。
[0023] 在一具體實施例中，以800-1300rpm/min進(jìn)行攪拌。
[0024] 在一具體實施例中，燒結(jié)在惰性氣體中進(jìn)行。
[0025] 在一具體實施例中，惰性氣體為氮氣。
[0026] 在一具體實施例中，燒結(jié)在220 - 290°C下進(jìn)行。
[0027] 在一具體實施例中，燒結(jié)時間為2 - 8小時，通常為3 - 6小時。
[0028] 在一具體實施例中，聚苯醚顆粒中，20 % - 50 %的顆粒大?。╠)為20 - 60目（20 目彡 d < 60 目），30 % - 80 % 為 60 - 100 目（60 目 < d 彡 100 目），0 % - 30 % 為 100 目 以上（d>100目）。各范圍的顆粒的百分比之和等于100%。
[0029] 在一具體實施例中，聚苯醚顆粒含有30 % - 40 %的20 - 60目（20目< d < 60 目）的顆粒，40% - 70%的60 - 100目（60目< d彡100目）的顆粒和0% - 20%的100 目以上（d > 100目）的顆粒，其中，各大小范圍內(nèi)的顆粒的百分比之和等于100%。
[0030] 在一具體實施例中，活性炭顆粒為10 - 200目，優(yōu)選60 - 100目。
[0031 ] 本發(fā)明第三方面涉及采用本發(fā)明方法制備得到的過濾材料。
[0032] 本發(fā)明第四方面涉及本發(fā)明過濾材料在鋼鐵行業(yè)，水泥行業(yè)，石灰行業(yè)，煙草行 業(yè)，玻璃行業(yè)，礦山以及軍工行業(yè)中過濾粉塵中的用途。
[0033] 本發(fā)明第五方面還包括聚苯醚樹脂作為主要過濾成分在制備過濾材料中的應(yīng)用。
[0034] 本發(fā)明的過濾材料具有耐熱，耐磨，耐腐蝕，難燃，無毒，剛性大等顯著優(yōu)點。目前 市場上使用的同類過濾材料通常使用超高分子量聚乙烯作為基體材料，因而使用溫度僅僅 只能達(dá)到80°C左右，而本發(fā)明的過濾材料長期使用溫度為127°C，短暫使用溫度更可高達(dá) 150°C。從而擴(kuò)大了使用范圍和應(yīng)用場合。
【附圖說明】
[0035] 圖1顯示三球成孔模型。
[0036] 圖2顯示樣品過濾效率性能測試用的測量裝置。1，風(fēng)機；2、高效空氣過濾器；3,直 管段；4,氣溶膠入口；5,穩(wěn)定段；6,過濾前靜壓環(huán)；7,過濾前采樣段管；8,被測過濾器；9， 過濾后靜壓環(huán)；10,變徑管；11，直管段；12,流量計；13,過濾后采樣管；14,閥門；15,稀釋 器；16,粒子采樣系統(tǒng)；17,微壓計；18,溫度計；19,濕度計。
【具體實施方式】
[0037] 聚苯醚化學(xué)名稱為聚2, 6-二甲基-1，4-苯醚，簡稱PPO或PPE，具有如下結(jié)構(gòu)式：
[0038]
【主權(quán)項】
1. 一種過濾材料，其特征在于，所述過濾材料由聚苯醚樹脂和任選的活性炭燒結(jié)制成。
2. 如權(quán)利要求1所述的過濾材料，其特征在于，所述過濾材料由聚苯醚樹脂和活性炭 燒結(jié)制成，其中，所述聚苯醚樹脂與活性炭的比例為每100重量份聚苯醚樹脂3~20重量 份活性炭。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的過濾材料，其特征在于，所述聚苯醚樹脂為物理改性聚苯醚 樹脂。
4. 如權(quán)利要求1 一 3中任一項所述的過濾材料，其特征在于，所述過濾材料具有以下一 個或多個特征： (1) 在260°C、5. Okgf根據(jù)ASTM D 1238測得的聚苯醚的熔融指數(shù)小于5g/10min ; (2) 所述過濾材料還含有聚苯乙烯和氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，用于對所述聚苯醚 實施物理改性； (3) 聚苯醚、聚苯乙烯和氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的用量配比為：100重量份：5 - 30重量份：1 一 10重量份； (4) 聚苯醚、聚苯乙烯、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和活性炭的用量配比為：100重量 份：5 - 30重量份：1 一 10重量份：3 - 20重量份；和 (5) 所述過濾材料內(nèi)部具有2 - IOym大小的網(wǎng)絡(luò)狀通孔，其中，所述網(wǎng)絡(luò)狀通孔是各 向同性的三維空間結(jié)構(gòu)。
5. -種制備過濾材料的方法，其特征在于，該方法包括：將聚苯醚顆粒、聚苯乙烯、氫 化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和任選的活性炭的混合物置于模具中，在不高于聚苯醚的結(jié)晶 溫度下燒結(jié)，冷卻后獲得所述過濾材料。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下一個或多個特征： (1) 所述混合物預(yù)先在100 - 130°C、優(yōu)選110 - 120°C下攪拌均勻； (2) 攪拌持續(xù)1 一 4小時； (3) 攪拌轉(zhuǎn)速為 800 - 1300rpm/min ; (4) 燒結(jié)在惰性氣體，如氮氣中進(jìn)行； (5) 燒結(jié)在220 - 290 °C下進(jìn)行； (6) 燒結(jié)時間為2 - 8小時； (7) 聚苯醚顆粒中，20% - 50%的顆粒大小d為20目彡d < 60目，30% - 80%為60 目< d彡100目，0%- 30%為d > 100目，各范圍的顆粒的百分比之和等于100% ;和 (8) 活性炭顆粒為10 - 200目，優(yōu)選60 - 100目。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一個或幾個特征： (a) 在260°C、5. Okgf根據(jù)ASTM D 1238測得的聚苯醚的熔融指數(shù)小于5g/10min ; (b) 聚苯醚、聚苯乙烯和氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的用量配比為：100重量份：5 - 30重量份：1 一 10重量份； (C)聚苯醚、聚苯乙烯、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和活性炭的用量配比為：1〇〇重量 份：5 - 30重量份：1 一 10重量份：3 - 20重量份； (d) 聚苯醚顆粒中，30% - 40%的顆粒大小d為20 - 60目，40% - 70%為60 - 100 目和0% - 20%為100目以上；其中，各大小范圍內(nèi)的顆粒的百分比之和等于100% ;和 (e) 所述過濾材料內(nèi)部具有2 - IOym大小的網(wǎng)絡(luò)狀通孔，其中，所述網(wǎng)絡(luò)狀通孔是各 向同性的三維空間結(jié)構(gòu)。
8. 采用權(quán)利要求5 - 7中任一項所述的方法制備得到的過濾材料。
9. 權(quán)利要求1 一 4中任一項所述的過濾材料或權(quán)利要求8所述的過濾材料在鋼鐵行 業(yè)，水泥行業(yè)，石灰行業(yè)，煙草行業(yè)，玻璃行業(yè)，礦山以及軍工行業(yè)中過濾粉塵中的用途。
10. 聚苯醚樹脂作為主要過濾成分和任選的活性炭在制備過濾材料中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明涉及聚苯醚與活性炭燒結(jié)成型的過濾材料及其制備方法。具體而言，本發(fā)明提供一種過濾材料，所述過濾材料由聚苯醚樹脂和任選的活性炭燒結(jié)制成。本發(fā)明還涉及該過濾材料的制備方法及其用途。本發(fā)明的過濾材料具有耐熱，耐磨，耐腐蝕，難燃，無毒，剛性大等顯著優(yōu)點，長期使用溫度高達(dá)127℃，短暫使用溫度更可高達(dá)150℃。
【IPC分類】B01D46-30, B01D39-02
【公開號】CN104740932
【申請?zhí)枴緾N201510186232
【發(fā)明人】張勇
【申請人】上海超高工程塑料有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月17日