本發(fā)明涉及過濾材料，尤其涉及一種具有高阻燃性能的耐火型針刺過濾材料。
背景技術(shù)：
1、近些年，國家在新能源領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力，三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、光伏單晶硅領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，使用針刺過濾材料制成的除塵布袋應(yīng)用越來越廣泛。目前，在電池領(lǐng)域，主要使用pps、芳綸、ptfe等材質(zhì)，應(yīng)用于磷鐵閃蒸、磷鐵煅燒、磷酸鐵鋰霧化烘干等工序的粉塵收集，易出現(xiàn)濾袋磨損、高溫粉塵聚積導(dǎo)致的表面碳化燒毀、濾袋過濾精度不夠（粉塵超細）出現(xiàn)透粉等現(xiàn)象，使用壽命較多為3-6個月。
2、在光伏領(lǐng)域，主要使用ptfe材質(zhì)，應(yīng)用于單晶硅拉晶爐的粉塵過濾，易出現(xiàn)濾袋折疊磨損，高溫粉塵聚積導(dǎo)致的表面碳化燒毀等現(xiàn)象，使用壽命較多為4-6個月不等。
3、中國公開專利cn201810689270.6公開了一種阻燃耐高溫除塵布袋材料，其使用9種物質(zhì)在高速混合機中，“共混的同時必須加熱300~350℃，待完全干燥后方可取出，使用雙螺桿擠出機造粒冷切，再通過雙螺杄擠出機熔融擠出并通過紡絲箱噴絲板噴絲，冷卻，定型，得到網(wǎng)絲；將網(wǎng)絲織網(wǎng)，得到阻燃耐高溫除塵布袋材料?！逼涑煞謴?fù)雜，生產(chǎn)難度高，生產(chǎn)效率低，并且工藝路線非針刺工藝。
4、又如中國公開專利cn202310656388.x公開了一種耐高溫防腐蝕阻燃濾料及其制備方法、應(yīng)用，其纖維配比中無堿玻璃纖維占比60%～65％，并且使用了300g/m2高克重的玻纖基布，此方法依然是以玻纖為主、依靠玻纖耐溫的特性進行的研發(fā)，但玻璃纖維耐折性差，不利于現(xiàn)場工況的長期使用，并且耐水解性能一般，壽命有限。
5、本發(fā)明涉及的耐火型高阻燃性能的針刺過濾材料，要解決新能源電池和光伏領(lǐng)域的使用痛點，解決現(xiàn)場的碳化燒毀、磨損和透粉的問題，延長除塵濾料布袋的使用壽命。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明目的是解決上述技術(shù)問題，提供一種具有高阻燃性能的耐火型針刺過濾材料。本發(fā)明的另一目的在于提供適用于除塵設(shè)備內(nèi)有火星或者高溫粉塵聚積后易陰燃的工況，延長此工況現(xiàn)場濾袋的使用壽命，并在經(jīng)過至少2年使用后，仍能保證濾料的完整性。
2、為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達到上述的技術(shù)要求，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種具有高阻燃性能的耐火型針刺過濾材料，所述過濾材料在迎塵面上至少有2種纖維組成，其中一種纖維為含有圖1所示分子結(jié)構(gòu)的改性聚丙烯腈纖維，所述改性聚丙烯腈纖維分子鏈段中，含有碳氮組成的分子環(huán)，且該分子環(huán)占分子量的比例為50%～80%，所述改性聚丙烯腈纖維在過濾材料迎塵面中的重量占比為30wt%~80wt%；另一種纖維為聚四氟乙烯纖維，所述聚四氟乙烯纖維在過濾材料迎塵面中的重量占比為20wt%~70wt%。
3、優(yōu)選的：所述過濾材料是一種三層空間結(jié)構(gòu)，包括表層迎塵面層、基布支撐層、背層，所述基布支撐層采用聚四氟乙烯、芳香族聚酰胺、聚苯硫醚、聚芳噁二唑等纖維的一種或幾種混織而成，所述背層采用聚四氟乙烯、芳香族聚酰胺、聚苯硫醚、聚芳噁二唑、環(huán)狀梯形結(jié)構(gòu)改性聚丙烯腈等纖維的一種或幾種混合針刺而成，所述過濾材料整體克重范圍為500g/m2~900g/m2。
4、優(yōu)選的：所述過濾材料在迎塵面還可以添加聚苯硫醚纖維，纖維平均線密度為0.8~3.0dtex，重量占比為20wt%~40wt%。
5、優(yōu)選的：所述改性聚丙烯腈纖維的平均線密度為1.0~3.0dtex，所述聚四氟乙烯纖維平均線密度為2.5~7.0dtex。
6、優(yōu)選的：所述過濾材料，使用gb/t?5455-2014《紡織品?燃燒性能?垂直方向損毀長度、陰燃和續(xù)燃時間的測定》垂直燃燒法測試續(xù)燃時間≤1s，損毀長度≤5mm，燃燒特性無熔滴產(chǎn)生；對其進行表面火焰加熱測試，滿足耐火收縮率≤1%。
7、優(yōu)選的：所述過濾材料表面還可以優(yōu)化，表面使用陰離子型或非離子型粘合劑混合硅烷偶聯(lián)劑的水溶液作為處理劑進行表面處理，改善其表面松散結(jié)構(gòu)，按照gb/t21196.2-2007《紡織品?馬丁代爾法織物耐磨性的測定?第2部分：試樣破損的測定》使用羊毛機織布作為磨料進行測試，耐磨性≥100000轉(zhuǎn)。
8、優(yōu)選的：所述過濾材料的表面處理劑中，粘合劑的成分是丙烯酸及其同系物的酯類，硅烷偶聯(lián)劑是乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷的其中一種或兩種混合物，所述粘合劑、偶聯(lián)劑與水進行配比，重量占比粘合劑：偶聯(lián)劑：水為50wt%~80wt%：1wt%~5wt%：15wt%~49wt%。
9、優(yōu)選的：基于vdi3926《評價可清潔式濾料的標(biāo)準(zhǔn)測試方法》標(biāo)準(zhǔn)測試，所述過濾材料的動態(tài)過濾效率≥99.995%，能夠應(yīng)對粉塵粒徑≥3微米、出口濃度≤5mg/m3以下的超低粉塵排放。
10、優(yōu)選的：基于gb/t457-2008《紙和紙板耐折度的測定》標(biāo)準(zhǔn)測試，所述過濾材料的耐折性≥200000次。
11、優(yōu)選的：所述過濾材料能夠長期在≤220℃的環(huán)境中連續(xù)溫度運行，經(jīng)緯向熱收縮均＜1%。
12、與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的有益效果：
13、1.本發(fā)明的具有高阻燃性能的耐火型針刺過濾材料具有優(yōu)異的耐火、阻燃性能，尤其遇到火星或者高溫粉塵聚積后易陰燃作用其表面，仍能保持表面極小的收縮率，濾料結(jié)構(gòu)不被破壞，并因為其具有高耐磨性、高耐折性、高精度的過濾能力，能夠保證使用2年后，依然保持優(yōu)異的性能，能夠應(yīng)對超低排放的要求，適用于各類有火星、易燃易爆除塵收塵工況。
14、2.將本發(fā)明的過濾材料縫制成袋狀后，如應(yīng)用于三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、光伏單晶硅等存在火星或粉塵積聚易燃燒領(lǐng)域的粉塵收集，能夠大幅提升目前行業(yè)內(nèi)濾袋的使用壽命和收集效果，解決新能源電池和光伏領(lǐng)域目前在收集時布袋易碳化燒毀、磨損和透粉的問題。
1.一種具有高阻燃性能的耐火型針刺過濾材料，其特征在于：所述過濾材料在迎塵面上至少有2種纖維組成，其中一種纖維為改性聚丙烯腈纖維，所述改性聚丙烯腈纖維分子鏈段中，含有碳氮組成的分子環(huán)，且該分子環(huán)占分子量的比例為50%～80%，所述改性聚丙烯腈纖維在過濾材料迎塵面中的重量占比為30wt%~80wt%；另一種纖維為聚四氟乙烯纖維，所述聚四氟乙烯纖維在過濾材料迎塵面中的重量占比為20wt%~70wt%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高阻燃性能的耐火型針刺過濾材料，其特征在于：所述過濾材料是一種三層空間結(jié)構(gòu)，包括表層迎塵面層、基布支撐層、背層，所述基布支撐層采用聚四氟乙烯、芳香族聚酰胺、聚苯硫醚、聚芳噁二唑纖維的一種或幾種混織而成，所述背層采用聚四氟乙烯、芳香族聚酰胺、聚苯硫醚、聚芳噁二唑、改性聚丙烯腈纖維的一種或幾種混合針刺而成，所述過濾材料整體克重范圍為500g/m2~900g/m2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高阻燃性能的耐火型針刺過濾材料，其特征在于：所述過濾材料在迎塵面添加聚苯硫醚纖維，纖維平均線密度為0.8~3.0dtex，重量占比為20wt%~40wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高阻燃性能的耐火型針刺過濾材料，其特征在于：所述改性聚丙烯腈纖維的平均線密度為1.0~3.0dtex，所述聚四氟乙烯纖維平均線密度為2.5~7.0dtex。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高阻燃性能的耐火型針刺過濾材料，其特征在于：所述過濾材料，使用垂直燃燒法測試續(xù)燃時間≤1s，損毀長度≤5mm，燃燒特性無熔滴產(chǎn)生；對其進行表面火焰加熱測試，滿足耐火收縮率≤1%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高阻燃性能的耐火型針刺過濾材料，其特征在于：所述過濾材料表面使用陰離子型或非離子型粘合劑混合硅烷偶聯(lián)劑的水溶液作為處理劑進行表面處理，改善其表面松散結(jié)構(gòu)，使用羊毛機織布作為磨料進行測試，耐磨性≥100000轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有高阻燃性能的耐火型針刺過濾材料，其特征在于：所述粘合劑的成分是丙烯酸及其同系物的酯類，硅烷偶聯(lián)劑是乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷的其中一種或兩種混合物，所述粘合劑、偶聯(lián)劑與水進行配比，重量占比粘合劑：偶聯(lián)劑：水為50wt%~80wt%：1wt%~5wt%：15wt%~49wt%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高阻燃性能的耐火型針刺過濾材料，其特征在于：所述過濾材料的動態(tài)過濾效率≥99.995%，能夠應(yīng)對粉塵粒徑≥3微米、出口濃度≤5mg/m3以下的超低粉塵排放。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高阻燃性能的耐火型針刺過濾材料，其特征在于：所述過濾材料的耐折性≥200000次。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有高阻燃性能的耐火型針刺過濾材料，其特征在于：所述過濾材料能夠長期在≤220℃的環(huán)境中連續(xù)溫度運行，經(jīng)緯向熱收縮均＜1%。