一种超高精度玻纤复合水刺覆膜滤料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业高温烟气过滤除尘技术领域，具体涉及一种超高精度玻纤复合水 刺覆膜滤料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来我国重工业(钢铁、建材、冶金、化工）迅速发展，随之带来了大气污染和雾 霾问题，国家对工业领域的各类锅炉、窑炉制定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。传统玻纤或者玻纤复合滤料目前很难长时间达到排放要 求。现有的玻纤复合滤料在加工过程中多采用针刺工艺对纤维损伤大，纤维缠结不密实，孔 隙大密实度不高导致粉尘易侵入滤料内部运行阻力大排放精度低。且多采用玻纤机织布作 为基布，玻纤机织布克重高、耐折和耐磨性差而普通膜裂法制成的长丝PTFE基布具有耐酸 碱性好、克重低强力保持率高等优点但在高压水刺工艺加工时强力损失大又会使得滤料强 力不足。
[0003][0004][0005]
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种实现耐高温、克重小、运行阻力低，使用寿命长且过滤精 度高的超高精度玻纤复合水刺覆膜滤料。
[0007] 为实现上述目的，本发明的解决方案是： 一种超高精度玻纤复合水刺覆膜滤料，其自上而下依次包括PTFE微孔膜层、迎尘面超 细复合纤维层、PTFE缝纫线基布层和净气面复合纤维层复合而成；其迎尘面超细复合纤维 层采用规格为3yX51mm的玻璃纤维、1DX51mm的芳砜纶纤维和1DX60mm的聚酰亚胺纤 维组成；净气面复合纤维层采用规格为6iiX51mm的玻璃纤维、2DX51mm的芳砜纶纤维和 2DX60mm的聚酰亚胺纤维组成。
[0008] 所述迎尘面和净气面复合纤维层中玻璃纤维的质量百分含量为40~45%，芳砜纶纤 维的质量百分含量为40~45%，聚酰亚胺纤维的质量百分含量为10~20% ;所述迎尘面和净气 面复合纤维层克重均为180~220g/m2。
[0009] 所述超高精度玻纤复合水刺覆膜滤料的最终成品克重在480~560g/m2。
[0010] 所述基布采用500dtexPTFE长丝通过加捻合股制成PTFE缝纫线，该基布为经纬交 叉网状结构径向密度102根/10cm，纬向密度70根/10cm ;其克重为90g/m2。
[0011] 一种超高精度玻纤复合水刺覆膜滤料的制备方法，其步骤包括： 步骤一：制备迎尘面复合超细纤维层，超细纤维层采用规格为3 y X 51mm的玻璃纤维、 lDX51mm的芳砜纟仑纤维和lDX60mm的聚酰亚胺纤维梳理成超细纤维网； 步骤二：制备净气面复合纤维层，采用规格为6 y X 51mm的玻璃纤维、2DX 51mm的芳砜 纶纤维和2D X 60mm的聚酰亚胺纤维梳理成纤维网； 步骤三：制备基布，采用500dtex PTFE长丝通过加捻合股制成PTFE缝纫线，该基布为 经纬交叉网状结构径向密度102根/10cm，纬向密度70根/10cm ;其克重为90g/m2; 步骤四：水刺缠结，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 高压水刺工艺缠结加固； 步骤五：后处理，将水刺后的滤料毡材经烘干、烧毛、压光、涂层等后处理； 步骤六：热压覆膜，将PTFE微孔膜置于滤料毡材迎尘面上方进行热压覆膜，PTFE微孔 膜热覆于迎尘面超细复合纤维层表面即可制成本发明产品。
[0012]所述步骤6的PTFE微孔膜层的孔径分布在1~3微米；厚度为3. 0~3. 5微米，透气 量为 45~50L/dm2 ? min ;覆膜机温度 350°C，压力 0? 1~0. 3Mpa，速度 7m/min。
[0013] 本发明的超高精度玻纤复合水刺覆膜滤料形成由内到外孔径逐渐缩小、微孔率逐 渐增大的类似喇叭结构的三维差别化密度分布结构，此结构的特点在于，迎尘面的PTFE微 孔膜和超细复合纤维层使滤料表面形成致密层，滤料进行表面过滤而不再依赖于滤料表面 附着的粉饼层过滤，粉尘难以从迎尘面侵入滤料内部且PTFE微孔膜的孔径在1~3微米大大 提高了对PM 2.5的捕捉能力。净气面采用比迎尘面直径粗2倍的纤维孔径较大有利于空气通 过，不仅可以保持较大的透气量而且有助于清灰气流更易穿过滤料对表面进行清灰，加之 PTFE微孔膜疏水、低摩擦特性使得滤料粉尘剥离率高，从而可以长时间保持低阻力运行。
[0014] 为避免了纤维在缠结工艺中的机械损伤，增加了纤维之间的缠结点提高过滤精 度，所述复合纤维层和基布层通过高压水刺工艺进行柔性加工，纤维与纤维之间空间交错， 使其变成三维空间结构，水刺工艺制成的滤料的特点是机械强力高、孔隙密度大、孔径小、 微孔分布均匀，过滤精度高，粉尘剥离率高。
[0015] 芳砜纶纤维学名为聚苯砜对苯二甲酰胺纤维，在300°C下热收缩小于2%，与玻纤 同比例混纺可以有效的改善玻纤性脆，耐磨性较差的缺点，同时在水刺加工时可以增加玻 纤与芳砜纶纤维和聚酰亚胺纤维的缠结，使得滤料更加密、实孔隙小，孔隙率更高。而利用 适量的聚酰亚胺纤维的异型断面增加过滤面积增大对细微粉尘的捕捉能力。本发明复合滤 料选用三种耐高温材料，长期使用温度可达250°C可广泛的适用于热电、水泥、钢铁、钛白粉 等行业。
[0016] 上述的PTFE缝纫线基布是由500dtexPTFE长丝通过加捻合股制成PTFE缝纫线， 再将PTFE缝纫线机织成网，该基布为经纬交叉网状结构径向密度102根/10cm，纬向密度 70根/10cm，其克重为90g/m 2。利用PTFE的优良化学特性使得滤料强力保持率高有效的保 证了滤料的机械寿命。
[0017] 与现有技术相比，本发明的优点在于： 解决了玻纤基布滤克重高、耐折性差的缺点，并改善滤料透气性； 避免了纤维在缠结工艺中的机械损伤，增加了纤维之间的缠结点提高过滤精度，所述 复合纤维层和基布层通过高压水刺工艺进行柔性加工，纤维与纤维之间空间交错，使其变 成三维结构，水刺工艺制成的滤料的特点是机械强力高、孔隙小分布均匀、微孔率高，过滤 精度高，粉尘剥离率高。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明滤料的三维差别化密度分布结构示意图； 图2是本发明滤料3万次耐折实验横向强力保持率； 图3是本发明滤料3万次耐折实验纵向强力保持率； 图4是本发明滤料厚度与磨损次数关系。
[0019] 图号说明：1--PTFE微孔膜层；2--迎尘面超细复合纤维层；3--PTFE缝纫 线基布层；4--净气面复合纤维层。
【具体实施方式】
[0020] 以下结合附图解释本发明的实施方式： 如图1所示，本发明揭示了一种超高精度玻纤复合水刺覆膜滤料，其三维差别化密度 分布结构包括四层，第一层为PTFE微孔膜层；第二层为由3 y X 51mm玻璃纤维（40~45w%)、 lDX51mm芳讽纟仑纤维（40~45w%)与lDX60mm聚醜亚胺纤维（10~20w%)三种超细纤维组合 的迎尘面超细复合纤维层；第三层为PTFE缝纫线基布层；第四层为由6 y X 51mm玻璃纤维 (40~45w%)、2DX51mm芳砜纶（40~45w%)纤维与2DX60mm (10~20w%)聚酰亚胺纤维混纺组 合的净气面复合纤维层。PTFE缝纫线基布层上下表面的复合纤维层通过高压水刺工艺与基 布层结合在一起，PTFE微孔膜层经热覆工艺覆于滤料迎尘面的超细复合纤维层表面。
[0021] 此超高精度玻纤复合水刺覆膜滤料形成由内到外孔径逐渐缩小、微孔率逐渐增大 的类似喇叭结构的三维差别化密度分布结构，此结构的特点在于，迎尘面的PTFE微孔膜和 超细复合纤维层使滤料表面形成致密层，滤料进行表面过滤而不再依赖于滤料表面附着的 粉饼层过滤，粉尘难以从迎尘面侵入滤料内部且PTFE微孔膜的孔径在1~3微米大大提高了 对PM 2.5的捕捉能力。净气面采用比迎尘面直径粗2倍的纤维孔径较大有利于空气通过，不 仅可以保持较大的透气量还有助于清灰气流更易穿过滤料对表面进行清灰，加之PTFE微 孔膜疏水、低摩擦特性使得滤料粉尘剥离率高，从而可以长时间保持低阻力运行。
[0022] 为避免了纤维在缠结工艺中的机械损伤，增加了纤维之间的缠结点提高过滤精 度，所述复合纤维层和基布层通过高压水刺工艺进行柔性加工，纤维与纤维之间空间交错， 使其变成三维空间结构，水刺工艺制成的滤料的特点是机械强力高、孔隙密度大、孔径小、 微孔分布均匀，过滤精度高，粉尘剥离率高。
[0023] 芳砜纶纤维学名为聚苯砜对苯二甲酰胺纤维，在300°C下热收缩小于2%，与玻纤 同比例混纺可以有效的改善玻纤性脆，耐磨性较差的缺点，同时在水刺加工时可以增加玻 纤与芳砜纶和聚酰亚胺纤维的缠结，使得滤料更加密、实孔隙小，孔隙率更高。而利用适量 的聚酰亚胺纤维的异型断面增加过滤面积增大对细微粉尘的捕捉能力。本发明复合滤料选 用三种耐高温材料，长期使用温度可达250°C可广泛的适用于热电、水泥、钢铁、钛白粉等行 业。
[0024] 上述的PTFE缝纫线基布是由500dtexPTFE长丝通过加捻合股制成PTFE缝纫线， 再将PTFE缝纫线机织成网，该基布为经纬交叉网状结构径向密度102根/10cm，纬向密度 70根/10cm，其克重为90g/m 2;利用PTFE的优良化学特性使得滤料强力保持率高有效的保 证了滤料的机械