一種玄武巖纖維覆膜濾料的製作方法
2023-06-01 23:10:11
專利名稱：一種玄武巖纖維覆膜濾料的製作方法
技術領域：
本發明涉及高溫煙氣過濾行業一種超高溫，耐腐蝕的高性能覆膜過濾材料，具體為一種玄武巖纖維覆膜濾料。
背景技術：
隨著工業發展，高溫煙氣過濾行業工況日趨複雜多樣，面對惡劣的工況環境，如何進行高效過濾的同時，保證並延長濾袋的使用壽命，確保過濾效率，達到環保的目的是一個需要長期進行的課題。現有高溫濾料的基材主要為玻纖織物或者玻纖和其他纖維的混合織物，使用溫度最高為250°C，此外，也有使用溫度較低的芳綸、亞克力等化纖製作的針刺氈類，使用溫度不超過200°C。
發明內容
本發明的目的是製備一種具有耐高溫、耐腐蝕的玄武巖纖維覆膜濾料，以期解決部分高溫煙氣過濾行業煙塵溫度過高、成分複雜，濾料使用壽命短，過濾效果不高的問題。申請人:經過研究發現，連續玄武巖纖維與碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維等纖維相比，除了具有高強度、高模量的特點外，還具有耐溫性佳(469 650°C )、抗氧化、 抗輻射、絕熱隔音、過濾性好、抗壓縮強度和剪切強度高、適應於各種環境下使用等優異性能。連續玄武巖纖維的使用溫度範圍為力69 650°C (軟化點為960°C)，而玻璃纖維為-60 450°C。連續玄武巖纖維在400°C下工作時，其斷後強度能夠保持85% ；在600°C 下工作時，其斷後強度仍能夠保持80%的原始強度；而即使耐溫性優良的礦棉此時也只能保持50% 60%的強度，玻璃棉則完全破壞。碳纖維的抗氧化性較差，在300°C有CO和CO2 產生，間位芳綸最高使用溫度也只有250°C。採用玄武巖生產的織物的耐酸鹼、耐腐蝕性能也優於目前常用玻纖基布。基於上述研究，申請人提出一種採用玄武巖纖維製成基布，然後利用PTFE膜的表面過濾特性，將兩者進行覆合，從而得到一種耐高溫、耐腐蝕的、高過濾的玄武巖纖維覆膜濾料。本發明所述玄武巖纖維覆膜濾料是由玄武巖纖維膨體紗基布經過脫蠟、表面處理液浸漬處理、烘焙後，再與PTFE膜高溫熱壓覆合而成；前述面處理液是一種水基混合溶液， 按如下重量比配製四氟乳液5 % 40 %，防水劑0. 3 % 5 %，偶聯劑0. 05 % 5 %，餘量為水。上述偶聯劑選用矽烷偶聯劑，如A151(乙烯基三乙氧基矽烷，分子式為CH2 = CH-Si (OCH2CH3) 3)或 KH550 ( γ -氨丙基三乙氧基矽烷，分子式為 NH2 (CH2) 3Si (OCH2CH3) 3)。上述防水劑可選用有機氟防水劑，如市售牌號AG-E800、AG-415或JCA-410等防水劑。上述玄武巖纖維基布採用玄武巖纖維經常規織機常規工藝織造而成，也有市售。 該基布為斜紋維二重結構機織布，緯向為膨體紗，即緯紗經過膨化處理。緯向膨化的玄武巖基布可增加織物捕捉粉塵的效率。由於玄武巖纖維表面披覆一層包覆劑，此包覆劑會妨礙表面處理劑與玄武巖基布的結合，因此在與PTFE膜高溫熱壓覆合需經過高溫脫蠟，以除去纖維表面包覆物。脫蠟溫度 400°C 480°C，脫蠟時間 30s-120s。雖然玄武巖纖維具有良好的耐溫性和耐腐蝕性能，但也有柔韌度較差，不耐折，易脆易斷的致命缺點，因此玄武巖纖維膨體紗基布脫臘後應進行表面處理。採用上述表面處理液對玄武巖纖維膨體紗基布進行表面處理後，其力學性能提高得到增強，其中，徑向強力提高了 30%，緯向強力提高了 50%。同時，表面處理使得玄武巖纖維膨體紗基布表面包覆上一層包覆物，這層包覆物在不損失玄武巖獨特特性的同時，還賦予玄武巖纖維基布較好的耐折性能，而且耐腐蝕性能也得到增強。上述經高溫脫蠟後的玄武巖纖維膨體紗基布的表面處理過程如下將浸漬表面處理液的玄武巖纖維基布在150°C 200°C進行預烘，烘焙時間 0. 5-2min,然後在200 V -280 V烘焙2-5min，使處理液包覆在玄武巖纖維表面，最後 150 °C 200 °C 烘焙 0. 5-2min，收卷。上述PTFE膜是一種膨化微空聚四氟乙烯薄膜，由中材科技股份有限公司生產，牌號ePTFE-N。這種PTFE膜具有多層微孔拉絲結構，其最大孔徑 4cm/So經表面處理後的玄武巖纖維膨體紗基布與PTFE膜的覆合溫度為300°C 380°C， 覆合壓力0. IMPa-IMPa0經過上述高溫熱壓，玄武巖纖維表面的化學包覆物將玄武巖纖維處理布和PTFE膜結合為一個整體。本發明的原理是表面的PTFE膜賦予濾料表面過濾特性，PTFE特有的自清潔性能使得玄武巖纖維覆膜濾料具有不粘，易清灰特性。PTFE熔點高達327度，耐腐蝕，防酸鹼，為濾袋豎起第一道防線，玄武巖纖維自有的耐高溫，防腐蝕性能，為濾袋豎起第二道防線。由於PTFE膜為膨化微孔，多節點，多層拉絲網狀結構，這種多層交錯的空間網狀結構，將大部分粉塵擋住，少部分進入玄武巖纖維基布的細小粉塵，由於玄武巖基布緯向膨化的結構，使得捕捉粉塵的效率大為提高。本發明手感柔軟，易於縫紉，力學性能優良。處理布徑向強力可達3700N/25mm，處理布緯向強力可達3500N/25mm，處理布透氣率高達40cm/s。而且，本發明可在300度高溫下長期使用，對1 μ m以下粉塵過濾效率可達到99. 995%，可廣泛適用於普通濾料不可企及的高溫及惡劣煙氣環境。
具體實施例方式下面將結合實施例來具體說明本發明製造方法。實施例11、織布，玄武巖基布經緯密18*16，緯紗經過膨化噴吹處理，基布為斜紋維二重結構；2、上布，將玄武巖纖維基布置於放卷機，升溫，高溫脫蠟，脫蠟溫度480°C，脫蠟時間^s ；3、將表面處理劑放置於儲料槽中，通過放卷裝置，放卷，使處理劑浸漬於玄武巖脫蠟布上，通過可調節間隙和壓力的壓輥，調節玄武巖基布上處理劑含量。其中偶聯劑選用矽烷偶聯劑A151 (乙烯基三乙氧基矽烷，分子式為CH2 = CH-Si (OCH2CH3)3)，市售，防水劑選用牌號AG-415防水防油劑，市售，表面處理液配方如下所示
權利要求
1.一種玄武巖纖維覆膜濾料，其特徵在於是將玄武巖纖維膨體紗基布經過脫蠟、表面處理液浸漬處理、烘焙後，再與PTFE膜高溫熱壓覆合而成；前述面處理液是一種水基混合溶液，按如下重量比配製四氟乳液5% 40%，防水劑0. 3% 5%，偶聯劑0. 05% 5%，餘量為水。
2.如權利要求1所述的玄武巖纖維覆膜濾料，其特徵在於所述玄武巖纖維膨體紗基布為斜紋維二重結構，緯向為膨體紗。
3.如權利要求1或2所述的玄武巖纖維覆膜濾料，其特徵在於脫蠟溫度為 4000C 480"C。
4.如權利要求1或2所述的玄武巖纖維覆膜濾料，其特徵在於所述烘焙的具體過程是1500C 200°C預烘 0. 5-2min,200°C _280°C烘焙 2_5min，150°C 200°C烘焙 0. 5_2min。
5.如權利要求1或2所述的玄武巖纖維覆膜濾料，其特徵在於覆合溫度為 3000C 380°C，覆合壓力 0. IMPa-IMPa0
全文摘要
本發明涉及一種玄武巖纖維覆膜濾料，是將玄武巖纖維膨體紗基布經過脫蠟、表面處理液浸漬處理、烘焙後，再與PTFE膜高溫熱壓覆合而成；前述面處理液是一種水基混合溶液，按如下重量比配製四氟乳液5%~40%，防水劑0.3%~5%，偶聯劑0.05%~5%，餘量為水。本發明可在300℃高溫下長期使用，對1μm以下粉塵過濾效率可達到99.995%。
文檔編號B32B27/12GK102228764SQ201110169470
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月22日 優先權日2011年6月22日
發明者周誠, 宋尚軍, 沈慶月, 白耀宗, 範凌雲, 費傳軍, 趙謙, 項朝衛 申請人:中材科技股份有限公司