本發明涉及過濾材料，具體為一種復合耐高溫過濾氈及其制備方法。

背景技術：

1、過濾氈，作為一種高效的過濾材料，在各行業的固液分離與氣體凈化流程中占據著舉足輕重的地位。它通常由優質的纖維材料精心加工而成，這些纖維相互交織，形成了極為細密且均勻的孔隙結構。這種獨特結構賦予了過濾氈卓越的過濾性能，能夠精準攔截并分離各種微小顆粒，從工業廢水中的雜質到空氣中的粉塵，過濾精度可達微米級。

2、在材質方面，過濾氈涵蓋了多種類型，如化學纖維過濾氈，憑借其良好的耐化學腐蝕性，能適應各類強酸強堿等惡劣化學環境下的過濾工作；而玻璃纖維過濾氈則具有出色的耐高溫性能，可在高溫工況中穩定運行，確保過濾效果不受溫度波動影響。在性能上，它不僅過濾效率高，還具備強大的納污能力，能長時間持續工作而無需頻繁更換，大大降低了維護成本與生產中斷風險。

3、在現代工業生產中，諸如鋼鐵冶煉、化工、電力等行業，常常會產生高溫含塵氣體。這些氣體的溫度往往高于300℃，同時可能伴有輻射環境。傳統的過濾氈在這樣的環境下，其耐高溫性能不足，容易出現纖維老化、斷裂，進而導致過濾效率急劇下降。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本發明提供一種復合耐高溫過濾氈及其制備方法，該工藝能夠顯著提升過濾氈的耐高溫、耐輻射性能。

2、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種復合耐高溫過濾氈及其制備方法，包括以下結構層：

3、基布層：由玄武巖纖維與聚酰亞胺（p84）纖維混紡編織而成，克重為400g/m2-600g/m2；

4、復合材料層：由陶瓷纖維、碳化硅納米線及聚四氟乙烯（ptfe）改性纖維通過梯度針刺工藝復合于基布層兩側，復合材料層總克重為200g/m2-350g/m2；

5、表面功能層：由聚四氟乙烯乳液與碳化硅納米顆粒共混涂層構成，厚度為5μm-15μm，表面孔徑為0.5μm-2μm。

6、優選地，所述基布層中玄武巖纖維與聚酰亞胺纖維的重量比為3:1-5:1，纖維細度為1.5d-3d（d為旦尼爾）。

7、優選地，所述復合材料層的組分按重量份計包括：陶瓷纖維40-60份、碳化硅納米線10-20份、聚四氟乙烯改性纖維20-30份、硅烷偶聯劑1-3份、分散劑0.5-1份。

8、優選地，所述聚四氟乙烯改性纖維為pps纖維經聚四氟乙烯乳液浸漬處理后的產物，浸漬帶液率為50%-120%。

9、優選地，所述表面功能層的碳化硅納米顆粒粒徑為50-200nm，聚四氟乙烯乳液固含量為55-65wt%。

10、優選地，包括以下步驟：

11、s1、基布制備：將玄武巖纖維與聚酰亞胺纖維混紡編織成基布，經熱定型處理，處理溫度為200℃-250℃，時間5min-10min；

12、s2、復合材料層預處理：將陶瓷纖維、碳化硅納米線及聚四氟乙烯改性纖維混合后，經等離子體表面活化處理，處理功率200w-400w，時間3-5min；

13、s3、梯度針刺復合：將預處理后的復合材料層鋪疊于基布兩側，依次進行預針刺和主針刺，預針刺密度300次/cm2-500次/cm2，主針刺密度800次/cm2-1000次/cm2；

14、s4、表面功能層涂覆：將聚四氟乙烯乳液與碳化硅納米顆粒混合后噴涂于復合材料層表面，經100℃-120℃烘干后，300℃-350℃高溫燒結2min-5min，獲得過濾氈。

15、優選地，所述等離子體處理的氣體為氬氣與氧氣的混合氣體，體積比為4:1。

16、優選地，還包括浸漬增強處理：將復合后的過濾氈浸漬于含硅溶膠的分散液中，硅溶膠濃度5%-10%，浸漬時間10min-20min，后經250℃-280℃高溫固化3min-5min。

17、與現有技術相比，本發明提供了一種復合耐高溫過濾氈及其制備方法，具備以下有益效果：通過陶瓷纖維與sic納米線復合體系，使得制備的過濾氈在300℃下強度擁有較高的保持率，也明顯高于未采用梯度針刺復合，體現了通過梯度針刺復合的配合，促進耐高溫性能的進一步提升；表面層經過等離子體處理工藝和具有sic納米顆粒的抗輻射特性方面有顯著提升，等離子體處理工藝和sic納米顆粒在耐輻射性能上具有協同促進的作用。

技術特征：

1.一種復合耐高溫過濾氈，其特征在于：包括以下結構層：

2.根據權利要求1所述的一種復合耐高溫過濾氈，其特征在于：所述基布層中玄武巖纖維與聚酰亞胺纖維的重量比為3:1-5:1，纖維細度為1.5d-3d。

3.根據權利要求1所述的一種復合耐高溫過濾氈，其特征在于：所述復合材料層的組分按重量份計包括：陶瓷纖維40-60份、碳化硅納米線10-20份、聚四氟乙烯改性纖維20-30份、硅烷偶聯劑1-3份、分散劑0.5-1份。

4.根據權利要求1所述的一種復合耐高溫過濾氈，其特征在于：所述聚四氟乙烯改性纖維為pps纖維經聚四氟乙烯乳液浸漬處理后的產物，浸漬帶液率為50%-120%。

5.根據權利要求1所述的一種復合耐高溫過濾氈，其特征在于：所述表面功能層的碳化硅納米顆粒粒徑為50-200nm，聚四氟乙烯乳液固含量為55-65wt%。

6.如權利要求1-5任一項所述復合耐高溫過濾氈的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

7.根據權利要求6所述的一種復合耐高溫過濾氈的制備方法，其特征在于：所述等離子體處理的氣體為氬氣與氧氣的混合氣體，體積比為4:1。

8.根據權利要求6所述的一種復合耐高溫過濾氈的制備方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯乳液與碳化硅納米顆粒的重量比為10:1-15:1，噴涂壓力為0.3mpa-0.5mpa。

9.根據權利要求6所述的一種復合耐高溫過濾氈的制備方法，其特征在于：還包括浸漬增強處理：將復合后的過濾氈浸漬于含硅溶膠的分散液中，硅溶膠濃度5%-10%，浸漬時間10min-20min，后經250℃-280℃高溫固化3min-5min。

技術總結
本發明公開了一種復合耐高溫過濾氈及其制備方法，涉及過濾材料技術領域，其技術要點包括以下結構層：基布層：由玄武巖纖維與聚酰亞胺纖維混紡編織而成，克重為400g/m2?600g/m2；復合材料層：由陶瓷纖維、碳化硅納米線及聚四氟乙烯改性纖維通過梯度針刺工藝復合于基布層兩側，復合材料層總克重為200g/m2?350g/m2；表面功能層：由聚四氟乙烯乳液與碳化硅納米顆粒共混涂層構成，技術效果是通過陶瓷纖維與SiC納米線復合體系，使得制備的過濾氈在300℃下強度擁有較高的保持率，也明顯高于未采用梯度針刺復合，體現了通過梯度針刺復合的配合，促進耐高溫性能的進一步提升。

技術研發人員：陳朝虎,張菲菲,陳怡,王愛飛
受保護的技術使用者：浙江東大濾料科技股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28