一种耐高温的过滤材料及其制备方法与流程

文档序号:12326244阅读:266来源:国知局
本发明涉及过滤材料,具体涉及一种耐高温的过滤材料及其制备方法。
背景技术
:除尘袋是指袋式除尘器中配套的布袋,由无纺布和机织布制作而成。在火力发电、钢铁、水泥、化工等行业生产过程中,会产生大量的灰尘和烟气,从而对大气和人体造成严重的污染,所以,国家对这类企业的大气排放制定了严格的要求,而袋式除尘是广泛使用的一种理想除尘方式,除尘袋被称为袋式除尘器的心脏,对于除尘效果起到非常重要的作用。决定除尘袋质量的两个重要方面是除尘布(过滤材料)的质量,如耐高温指标、过滤精度和透气量。袋子的制作工艺和质量也是重要的因素,差的做工会导致漏粉现象的发生。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种耐高温的过滤材料及其制备方法。本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的:一种耐高温的过滤材料,制备方法为:将玄武岩纤维和玻璃纤维混合织造成滤布,再经化学溶液浸渍后烘干即得;所述化学溶液通过如下重量份的成分混合而成:水,45~55份;水性无机树脂,20~30份;聚乙二醇400,12~16份;纳米氧化镁,6~8份;纳米石墨,5~7份;纳米二氧化硅,2~4份;水性无机树脂的制备方法包括:步骤S1,按重量份准备原料:硅酸钾,55~65份;硅溶胶,15~25份;硅酸锂,4~6份;硅烷偶联剂,3~5份;苯丙乳液,8~12份;纳米氧化镁,1~3份;海藻酸钠,为纳米氧化镁重量份的3~5倍;去离子水,18~22份;所述硅酸钾模数为3.3~3.5,二氧化硅含量为19~21wt%;所述硅溶胶中二氧化硅含量为25~26wt%,氧化钠含量为0.2~0.4wt%;所述硅酸锂模数为4.7~4.9,二氧化硅含量为19~21wt%;所述苯丙乳液固含量为46~48wt%;步骤S2,先将去离子水加入分散釜中,转速调节至600~800r/min,再加入硅酸钾、硅溶胶和硅酸锂,连续搅拌4~6分钟;步骤S3,最后在15~25分钟内滴加完硅烷偶联剂,转速调节至400~600r/min,连续搅拌1~2小时后静置24~36小时,再加入剩余原料,连续搅拌40~60分钟,过滤即得。进一步地,所述玄武岩纤维和玻璃纤维的重量份之比为3~5:1。进一步地,所述滤布在化学溶液中的浸渍速度为1~3m/min。进一步地,浸渍后烘干温度为220~260℃,时间为30~50分钟。进一步地,所述化学溶液通过如下重量份的成分混合而成:水,50份;水性无机树脂,25份;聚乙二醇400,14份;纳米氧化镁,7份;纳米石墨,6份;纳米二氧化硅,3份。进一步地,所述化学溶液通过如下重量份的成分混合而成:水,45份;水性无机树脂,20份;聚乙二醇400,12份;纳米氧化镁,6份;纳米石墨,5份;纳米二氧化硅,2份。进一步地,所述化学溶液通过如下重量份的成分混合而成:水,55份;水性无机树脂,30份;聚乙二醇400,16份;纳米氧化镁,8份;纳米石墨,7份;纳米二氧化硅,4份。进一步地,水性无机树脂的制备方法包括:步骤S1,按重量份准备原料:硅酸钾,60份;硅溶胶,20份;硅酸锂,5份;硅烷偶联剂,4份;苯丙乳液,10份;纳米氧化镁,2份;海藻酸钠,为纳米氧化镁重量份的4倍;去离子水,20份;所述硅酸钾模数为3.3~3.5,二氧化硅含量为19~21wt%;所述硅溶胶中二氧化硅含量为25~26wt%,氧化钠含量为0.2~0.4wt%;所述硅酸锂模数为4.7~4.9,二氧化硅含量为19~21wt%;所述苯丙乳液固含量为46~48wt%;步骤S2,先将去离子水加入分散釜中,转速调节至700r/min,再加入硅酸钾、硅溶胶和硅酸锂,连续搅拌5分钟;步骤S3,最后在20分钟内滴加完硅烷偶联剂,转速调节至500r/min,连续搅拌1.5小时后静置30小时,再加入剩余原料,连续搅拌50分钟,过滤即得。进一步地,所述硅烷偶联剂为三甲氧基硅烷偶联剂、甲基三甲氧基硅烷偶联剂或甲基三乙氧基硅烷。进一步地,步骤S3所述过滤采用150目的丝绢筛网滤布进行过滤。本发明的优点:本发明提供的过滤材料耐高温性能优异,700℃环境下试验48小时后其抗拉强度仍大于初始抗拉强度的90%。具体实施方式下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容,但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。下述实施例中,硅烷偶联剂均采用甲基三乙氧基硅烷,当然也可以使用三甲氧基硅烷偶联剂或甲基三甲氧基硅烷偶联剂。实施例1:过滤材料的制备将玄武岩纤维和玻璃纤维混合织造成滤布,再经化学溶液浸渍后烘干即得;所述化学溶液通过如下重量份的成分混合而成:水,50份;水性无机树脂,25份;聚乙二醇400,14份;纳米氧化镁,7份;纳米石墨,6份;纳米二氧化硅,3份。玄武岩纤维和玻璃纤维的重量份之比为4:1。滤布在化学溶液中的浸渍速度为2m/min。浸渍后烘干温度240℃,时间40分钟。其中,所述水性无机树脂的制备方法包括如下所述的步骤:步骤S1,按重量份准备原料:硅酸钾,60份;硅溶胶,20份;硅酸锂,5份;硅烷偶联剂,4份;苯丙乳液,10份;纳米氧化镁,2份;海藻酸钠,为纳米氧化镁重量份的4倍;去离子水,20份;所述硅酸钾模数为3.3~3.5,二氧化硅含量为19~21wt%;所述硅溶胶中二氧化硅含量为25~26wt%,氧化钠含量为0.2~0.4wt%;所述硅酸锂模数为4.7~4.9,二氧化硅含量为19~21wt%;所述苯丙乳液固含量为46~48wt%;步骤S2,先将去离子水加入分散釜中,转速调节至700r/min,再加入硅酸钾、硅溶胶和硅酸锂,连续搅拌5分钟;步骤S3,最后在20分钟内滴加完硅烷偶联剂,转速调节至500r/min,连续搅拌1.5小时后静置30小时,再加入剩余原料,连续搅拌50分钟,采用150目的丝绢筛网滤布进行过滤。实施例2:过滤材料的制备将玄武岩纤维和玻璃纤维混合织造成滤布,再经化学溶液浸渍后烘干即得;所述化学溶液通过如下重量份的成分混合而成:水,45份;水性无机树脂,20份;聚乙二醇400,12份;纳米氧化镁,6份;纳米石墨,5份;纳米二氧化硅,2份。玄武岩纤维和玻璃纤维的重量份之比为3:1。滤布在化学溶液中的浸渍速度为1m/min。浸渍后烘干温度220℃,时间50分钟。其中,所述水性无机树脂的制备方法包括如下所述的步骤:步骤S1,按重量份准备原料:硅酸钾,60份;硅溶胶,20份;硅酸锂,5份;硅烷偶联剂,4份;苯丙乳液,10份;纳米氧化镁,2份;海藻酸钠,为纳米氧化镁重量份的4倍;去离子水,20份;所述硅酸钾模数为3.3~3.5,二氧化硅含量为19~21wt%;所述硅溶胶中二氧化硅含量为25~26wt%,氧化钠含量为0.2~0.4wt%;所述硅酸锂模数为4.7~4.9,二氧化硅含量为19~21wt%;所述苯丙乳液固含量为46~48wt%;步骤S2,先将去离子水加入分散釜中,转速调节至700r/min,再加入硅酸钾、硅溶胶和硅酸锂,连续搅拌5分钟;步骤S3,最后在20分钟内滴加完硅烷偶联剂,转速调节至500r/min,连续搅拌1.5小时后静置30小时,再加入剩余原料,连续搅拌50分钟,采用150目的丝绢筛网滤布进行过滤。实施例3:过滤材料的制备将玄武岩纤维和玻璃纤维混合织造成滤布,再经化学溶液浸渍后烘干即得;所述化学溶液通过如下重量份的成分混合而成:水,55份;水性无机树脂,30份;聚乙二醇400,16份;纳米氧化镁,8份;纳米石墨,7份;纳米二氧化硅,4份。玄武岩纤维和玻璃纤维的重量份之比为5:1。滤布在化学溶液中的浸渍速度为3m/min。浸渍后烘干温度260℃,时间30分钟。其中,所述水性无机树脂的制备方法包括如下所述的步骤:步骤S1,按重量份准备原料:硅酸钾,60份;硅溶胶,20份;硅酸锂,5份;硅烷偶联剂,4份;苯丙乳液,10份;纳米氧化镁,2份;海藻酸钠,为纳米氧化镁重量份的4倍;去离子水,20份;所述硅酸钾模数为3.3~3.5,二氧化硅含量为19~21wt%;所述硅溶胶中二氧化硅含量为25~26wt%,氧化钠含量为0.2~0.4wt%;所述硅酸锂模数为4.7~4.9,二氧化硅含量为19~21wt%;所述苯丙乳液固含量为46~48wt%;步骤S2,先将去离子水加入分散釜中,转速调节至700r/min,再加入硅酸钾、硅溶胶和硅酸锂,连续搅拌5分钟;步骤S3,最后在20分钟内滴加完硅烷偶联剂,转速调节至500r/min,连续搅拌1.5小时后静置30小时,再加入剩余原料,连续搅拌50分钟,采用150目的丝绢筛网滤布进行过滤。实施例4:过滤材料的制备将玄武岩纤维和玻璃纤维混合织造成滤布,再经化学溶液浸渍后烘干即得;所述化学溶液通过如下重量份的成分混合而成:水,50份;水性无机树脂,25份;聚乙二醇400,14份;纳米氧化镁,7份;纳米石墨,6份;纳米二氧化硅,3份。玄武岩纤维和玻璃纤维的重量份之比为4:1。滤布在化学溶液中的浸渍速度为2m/min。浸渍后烘干温度240℃,时间40分钟。其中,所述水性无机树脂的制备方法包括如下所述的步骤:步骤S1,按重量份准备原料:硅酸钾,60份;硅溶胶,20份;硅酸锂,5份;硅烷偶联剂,4份;苯丙乳液,10份;纳米氧化镁,2份;海藻酸钠,为纳米氧化镁重量份的3倍;去离子水,20份;所述硅酸钾模数为3.3~3.5,二氧化硅含量为19~21wt%;所述硅溶胶中二氧化硅含量为25~26wt%,氧化钠含量为0.2~0.4wt%;所述硅酸锂模数为4.7~4.9,二氧化硅含量为19~21wt%;所述苯丙乳液固含量为46~48wt%;步骤S2,先将去离子水加入分散釜中,转速调节至700r/min,再加入硅酸钾、硅溶胶和硅酸锂,连续搅拌5分钟;步骤S3,最后在20分钟内滴加完硅烷偶联剂,转速调节至500r/min,连续搅拌1.5小时后静置30小时,再加入剩余原料,连续搅拌50分钟,采用150目的丝绢筛网滤布进行过滤。实施例5:过滤材料的制备将玄武岩纤维和玻璃纤维混合织造成滤布,再经化学溶液浸渍后烘干即得;所述化学溶液通过如下重量份的成分混合而成:水,50份;水性无机树脂,25份;聚乙二醇400,14份;纳米氧化镁,7份;纳米石墨,6份;纳米二氧化硅,3份。玄武岩纤维和玻璃纤维的重量份之比为4:1。滤布在化学溶液中的浸渍速度为2m/min。浸渍后烘干温度240℃,时间40分钟。其中,所述水性无机树脂的制备方法包括如下所述的步骤:步骤S1,按重量份准备原料:硅酸钾,60份;硅溶胶,20份;硅酸锂,5份;硅烷偶联剂,4份;苯丙乳液,10份;纳米氧化镁,2份;海藻酸钠,为纳米氧化镁重量份的5倍;去离子水,20份;所述硅酸钾模数为3.3~3.5,二氧化硅含量为19~21wt%;所述硅溶胶中二氧化硅含量为25~26wt%,氧化钠含量为0.2~0.4wt%;所述硅酸锂模数为4.7~4.9,二氧化硅含量为19~21wt%;所述苯丙乳液固含量为46~48wt%;步骤S2,先将去离子水加入分散釜中,转速调节至700r/min,再加入硅酸钾、硅溶胶和硅酸锂,连续搅拌5分钟;步骤S3,最后在20分钟内滴加完硅烷偶联剂,转速调节至500r/min,连续搅拌1.5小时后静置30小时,再加入剩余原料,连续搅拌50分钟,采用150目的丝绢筛网滤布进行过滤。实施例6:对比实施例,海藻酸钠为纳米氧化镁重量份的2倍将玄武岩纤维和玻璃纤维混合织造成滤布,再经化学溶液浸渍后烘干即得;所述化学溶液通过如下重量份的成分混合而成:水,50份;水性无机树脂,25份;聚乙二醇400,14份;纳米氧化镁,7份;纳米石墨,6份;纳米二氧化硅,3份。玄武岩纤维和玻璃纤维的重量份之比为4:1。滤布在化学溶液中的浸渍速度为2m/min。浸渍后烘干温度240℃,时间40分钟。其中,所述水性无机树脂的制备方法包括如下所述的步骤:步骤S1,按重量份准备原料:硅酸钾,60份;硅溶胶,20份;硅酸锂,5份;硅烷偶联剂,4份;苯丙乳液,10份;纳米氧化镁,2份;海藻酸钠,为纳米氧化镁重量份的2倍;去离子水,20份;所述硅酸钾模数为3.3~3.5,二氧化硅含量为19~21wt%;所述硅溶胶中二氧化硅含量为25~26wt%,氧化钠含量为0.2~0.4wt%;所述硅酸锂模数为4.7~4.9,二氧化硅含量为19~21wt%;所述苯丙乳液固含量为46~48wt%;步骤S2,先将去离子水加入分散釜中,转速调节至700r/min,再加入硅酸钾、硅溶胶和硅酸锂,连续搅拌5分钟;步骤S3,最后在20分钟内滴加完硅烷偶联剂,转速调节至500r/min,连续搅拌1.5小时后静置30小时,再加入剩余原料,连续搅拌50分钟,采用150目的丝绢筛网滤布进行过滤。实施例7:对比实施例,海藻酸钠为纳米氧化镁重量份的6倍将玄武岩纤维和玻璃纤维混合织造成滤布,再经化学溶液浸渍后烘干即得;所述化学溶液通过如下重量份的成分混合而成:水,50份;水性无机树脂,25份;聚乙二醇400,14份;纳米氧化镁,7份;纳米石墨,6份;纳米二氧化硅,3份。玄武岩纤维和玻璃纤维的重量份之比为4:1。滤布在化学溶液中的浸渍速度为2m/min。浸渍后烘干温度240℃,时间40分钟。其中,所述水性无机树脂的制备方法包括如下所述的步骤:步骤S1,按重量份准备原料:硅酸钾,60份;硅溶胶,20份;硅酸锂,5份;硅烷偶联剂,4份;苯丙乳液,10份;纳米氧化镁,2份;海藻酸钠,为纳米氧化镁重量份的6倍;去离子水,20份;所述硅酸钾模数为3.3~3.5,二氧化硅含量为19~21wt%;所述硅溶胶中二氧化硅含量为25~26wt%,氧化钠含量为0.2~0.4wt%;所述硅酸锂模数为4.7~4.9,二氧化硅含量为19~21wt%;所述苯丙乳液固含量为46~48wt%;步骤S2,先将去离子水加入分散釜中,转速调节至700r/min,再加入硅酸钾、硅溶胶和硅酸锂,连续搅拌5分钟;步骤S3,最后在20分钟内滴加完硅烷偶联剂,转速调节至500r/min,连续搅拌1.5小时后静置30小时,再加入剩余原料,连续搅拌50分钟,采用150目的丝绢筛网滤布进行过滤。实施例8:效果实施例在实施例1~7中,将45支玄武岩长纤维经并线工序制成45支玄武岩纱线作为纬纱,45支长玻璃纤维制成的纱作为经纱,通过普通织布工艺,用无梭织机织成500g/M2的滤布。初始抗拉强度约为2400N/5cm。测定700℃环境下试验48小时后其抗拉强度保持率(%)。结果如下表:抗拉强度保持率(%)实施例195实施例292实施例393实施例492实施例593实施例668实施例772结果表明,本发明提供的过滤材料耐高温性能优异,700℃环境下试验48小时后其抗拉强度仍大于初始抗拉强度的90%。上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容,但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。当前第1页1 2 3 
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