一种PTFE乳液改性复合滤料的方法与流程

一种ptfe乳液改性复合滤料的方法
技术领域
1.本发明涉及过滤材料技术领域，具体为一种ptfe乳液改性复合滤料的方法。


背景技术：

2.随着我国重工业迅速发展，其导致的大气污染和雾霾问题愈发严峻，国家对工业领域中的工业粉尘排放标准越来越严格，这对滤料的过滤精度提出了更高的要求。
3.袋式过滤器作为减少污染的过滤设备而受到广泛重视，其具有可有效捕集粉尘颗粒物、除尘稳定性好、过滤效率高、适用温度范围较广等优势。而袋式过滤器中滤料的品质将直接影响除尘系统的阻力及过滤性能，从而最终影响袋式过滤器的使用和寿命。由于聚酰亚胺纤维本身具有很好的过滤性能，所以其经常用作制备滤料的原料。而为了节约生产成本，其又经常与玻璃纤维一同作为滤料生产的原料。
4.目前，通过聚酰亚胺纤维及玻璃纤维制备出的复合滤料虽然能对空气中的粉尘等小颗粒固体具有一定的过滤功能，但是其过滤效果及过滤效率相对较低，不能对空气中的固体小颗粒进行高效地过滤。满足不了人们的使用需求。另外，其本身的力学性能也相对不足，仍需进一步地改进。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种ptfe乳液改性复合滤料的方法，所制备的复合滤料不仅具有很好的力学性能，而且其还具有高效的透气性能、过滤性能及耐磨性能，不仅在一定程度上延长了其使用寿命，也有效地保证了所制备的复合滤料的品质。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种ptfe乳液改性复合滤料的方法，包括以下步骤：
8.步骤一、复合滤料的制备；
[0009]ⅰ、以规格为2μ
×
51mm的玻璃纤维、1d
×
51mm的聚苯砜对苯二甲酰胺纤维及1d
×
60mm的聚酰亚胺纤维为原料，经梳理工序处理后制成迎尘面超细复合纤维层；
[0010]ⅱ、采用规格为5μ
×
51mm的玻璃纤维、2d
×
51mm的聚苯砜对苯二甲酰胺纤维及2d
×
60mm的聚酰亚胺纤维为原料，经梳理工序处理后制成净气面复合纤维层；
[0011]ⅲ、采用500dtexptfe长丝通过加捻合股制成的ptfe缝纫线为原料，通过常规的加工工艺制成基布；
[0012]ⅳ、将迎尘面复合超细纤维层、净气面复合纤维层置于基布两侧，通过高压水刺工艺对其进行缠结加固处理；然后再依次对高压水刺处理后的滤料毡材进行烘干、烧毛及压光处理，所得即为复合滤料成品；
[0013]
步骤二、ptfe乳液改性复合滤料；
[0014]
将步骤一所得的复合滤料浸渍于ptfe乳液中，待浸渍完毕后，在0.4mpa的轧车压力下，对浸渍处理后的复合滤料进行轧压；然后先在90～100℃的温度下对其进行预烘处理10～20min，再在150～170℃的温度下对其焙烘5～8min，最终所得即为ptfe乳液改性复合
滤料成品。
[0015]
更进一步地，所述步骤ⅲ中所得基布为经纬交叉网状结构，且其径向密度为102根/10cm，纬向密度为70根/10cm、克重为90g/m2。
[0016]
更进一步地，所述步骤二中所用ptfe乳液的制备方法为：利用磁力搅拌器将质量分数为60％的ptfe浓缩分散液均匀分散于适量的去离子水中，配置成质量分数为10～15％的ptfe乳液，所得即为ptfe乳液成品。
[0017]
更进一步地，所述玻璃纤维由重量份分别为70～80份的二氧化硅、6～10份功能添加剂、10～16份氧化硼、4～7份氧化石墨烯、3～6份氧化钠、4～8份复配纳米粉体、6～10份氧化铝及10～15份氧化钙依次经混料、加热熔融、浇注成型、退火及拉丝处理后制成。
[0018]
更进一步地，所述功能添加剂的制备方法包括以下步骤：
[0019]
s1、按摩尔比1：6～10：5～8：260～320将含钼化合物、3-羧基-3-羟基戊二酸、含硫化合物及氯化钾转入反应设备中，并向反应设备中加入质量为氯化钠4～6倍的去离子水，混合搅拌使各固体物料完全溶解后，对其进行超声混合处理，使之形成均一溶液；然后将所得的混合溶液置于-5～0℃的低温环境下静置15～20h，而后对处于冻结状态的混合溶液进行真空干燥处理；所得的混合物保存，备用；
[0020]
s2、对步骤s1所得的混合物粉末进行研磨处理，并过100～200目筛；然后将所得混合物微粉转入煅烧炉中，并在惰性气氛下并以8～12℃/min的升温速率将炉内温度升至700～800℃，在此温度下保温煅烧处理100～150min；
[0021]
s3、煅烧完毕后，在惰性气氛的环境下将炉温自然冷却至室温，将炉内混合物粉末取出并研细，再用去离子水对其进行洗涤，直至洗涤液中无氯化钾后，将之置于干燥设备中进行烘干处理，所得粉末即为功能添加剂成品。
[0022]
更进一步地，所述步骤s1中含钼化合物选用钼酸钠、钼酸铵、硫代钼酸铵中的任意一种。
[0023]
更进一步地，所述步骤s1中含硫化合物选用硫脲、l-半胱氨酸、硫化钠中的任意一种。
[0024]
更进一步地，所述步骤s1中超声处理时，超声功率设置为400～500w，超声时间设置为10～15min。
[0025]
更进一步地，所述步骤s1中干燥选用冷冻真空干燥，且所述冷冻真空干燥的温度设置为-45～-25℃。
[0026]
更进一步地，所述复配纳米粉体由纳米二氧化钛及纳米氧化锌按照质量比1.5～2：1混合制备而成。
[0027]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0028]
1、本发明以玻璃纤维、聚苯砜对苯二甲酰胺纤维及聚酰亚胺纤维作为制备复合滤料的原料，所制备的针刺滤料不仅具有优良的力学性能，而且具有较为优良的透气性能及过滤性能。同时，通过ptfe乳液对复合滤料进行浸渍改性处理，能进一步地改善复合滤料的力学性能、透气性能及对空气中小颗粒粉尘的过滤效率，有效地保证了所制备的复合滤料的品质。
[0029]
2、本发明中以钼化合物、3-羧基-3-羟基戊二酸、含硫化合物及氯化钾等作为原料，通过特定工艺制备出功能添加剂成品。所得功能添加剂成品本身为三维多孔网状结构，
且其表面“掺杂”有相当丰富的二硫化钼。由于，其本身为三维多孔结构，使得其具有很好的透气性能及过滤性能。而二硫化钼的存在改善了其本身的耐磨性能。此外，其与氧化石墨烯之间相互协同，能有效地改善玻璃纤维的耐磨性能及韧性，有效地延长了玻璃纤维的使用寿命。另外，选用本发明提供的特殊材质的玻璃纤维作为制备复合滤料的原料，能进一步地改善复合滤料的力学性能及耐磨性能，从而在不仅在一定程度上延长了其使用寿命，也提高了其本身的品质。
具体实施方式
[0030]
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]
实施例1
[0032]
一种ptfe乳液改性复合滤料的方法，包括以下步骤：
[0033]
步骤一、复合滤料的制备；
[0034]ⅰ、以规格为2μ
×
51mm的玻璃纤维、1d
×
51mm的聚苯砜对苯二甲酰胺纤维及1d
×
60mm的聚酰亚胺纤维为原料，经梳理工序处理后制成迎尘面超细复合纤维层；
[0035]ⅱ、采用规格为5μ
×
51mm的玻璃纤维、2d
×
51mm的聚苯砜对苯二甲酰胺纤维及2d
×
60mm的聚酰亚胺纤维为原料，经梳理工序处理后制成净气面复合纤维层；
[0036]ⅲ、采用500dtexptfe长丝通过加捻合股制成的ptfe缝纫线为原料，通过常规的加工工艺制成基布；
[0037]ⅳ、将迎尘面复合超细纤维层、净气面复合纤维层置于基布两侧，通过高压水刺工艺对其进行缠结加固处理；然后再依次对高压水刺处理后的滤料毡材进行烘干、烧毛及压光处理，所得即为复合滤料成品；
[0038]
步骤二、ptfe乳液改性复合滤料；
[0039]
将步骤一所得的复合滤料浸渍于ptfe乳液中，待浸渍完毕后，在0.4mpa的轧车压力下，对浸渍处理后的复合滤料进行轧压；然后先在90℃的温度下对其进行预烘处理10min，再在150℃的温度下对其焙烘5min，最终所得即为ptfe乳液改性复合滤料成品。
[0040]
步骤ⅲ中所得基布为经纬交叉网状结构，且其径向密度为102根/10cm，纬向密度为70根/10cm、克重为90g/m2。
[0041]
步骤二中所用ptfe乳液的制备方法为：利用磁力搅拌器将质量分数为60％的ptfe浓缩分散液均匀分散于适量的去离子水中，配置成质量分数为10％的ptfe乳液，所得即为ptfe乳液成品；其中，ptfe浓缩分散液采购于日本大金氟化工(中国)有限公司。
[0042]
玻璃纤维由重量份分别为70份的二氧化硅、6份功能添加剂、10份氧化硼、4份氧化石墨烯、3份氧化钠、4份复配纳米粉体、6份氧化铝及10份氧化钙依次经混料、加热熔融、浇注成型、退火及拉丝处理后制成；
[0043]
其中，复配纳米粉体由纳米二氧化钛及纳米氧化锌按照质量比1.5：1混合制备而成。
[0044]
功能添加剂的制备方法包括以下步骤：
[0045]
s1、按摩尔比1：6：5：260将钼酸钠、3-羧基-3-羟基戊二酸、硫脲及氯化钾转入反应设备中，并向反应设备中加入质量为氯化钠4倍的去离子水，混合搅拌使各固体物料完全溶解后，在400w的超声功率下对其进行超声混合处理10min，使之形成均一溶液；然后将所得的混合溶液置于-5℃的低温环境下静置15h，而后对处于冻结状态的混合溶液进行冷冻真空干燥处理，处理时间为-45℃；所得的混合物保存，备用；
[0046]
s2、对步骤s1所得的混合物粉末进行研磨处理，并过100目筛；然后将所得混合物微粉转入煅烧炉中，并在惰性气氛下并以8℃/min的升温速率将炉内温度升至700℃，在此温度下保温煅烧处理100min；
[0047]
s3、煅烧完毕后，在惰性气氛的环境下将炉温自然冷却至室温，将炉内混合物粉末取出并研细，再用去离子水对其进行洗涤，直至洗涤液中无氯化钾后，将之置于干燥设备中进行烘干处理，所得粉末即为功能添加剂成品。
[0048]
实施例2
[0049]
本实施例所提供的ptfe乳液改性复合滤料的方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：ptfe乳液改性复合滤料的工序中所用ptfe乳液的质量分数为12％；预烘温度为95℃，预烘时间为15min；焙烘温度为160℃，焙烘时间为6min。
[0050]
实施例3
[0051]
本实施例所提供的ptfe乳液改性复合滤料的方法大致和实施例1相同，其主要区别在于：ptfe乳液改性复合滤料的工序中所用ptfe乳液的质量分数为15％；预烘温度为100℃，预烘时间为20min；焙烘温度为170℃，焙烘时间为8min。
[0052]
对比例1：与实施例1的区别在于未采用ptfe乳液对复合滤料进行改性处理；
[0053]
对比例2：本实施例所提供的ptfe乳液改性复合滤料的方法大致和实施例1相同，其主要区别在于，所用玻璃纤维中不含有功能添加剂；
[0054]
性能测试
[0055]
分别将通过本发明中实施例1～3制备的复合滤料记作实验例1～3；通过对比例1～2制备的复合滤料记作对比例1～2；然后分别对实施例1～3和对比例1～2提供的复合滤料的相关性能进行测试，所得测试结果记录于下表：
[0056][0057]
通过对比及分析表中的相关数据可知，根据本发明所制备的复合滤料不仅具有很好的力学性能，而且其还具有高效的透气性能、过滤性能及耐磨性能，不仅在一定程度上延长了其使用寿命，也有效地保证了所制备的复合滤料的品质。由此表明本发明制备的纤维织物具有更广阔的市场前景，更适宜推广。
[0058]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0059]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。