CN102101943A - 耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液及其制备方法，该乳液包括如下组分：分子量为5000-300000的反应性硅油6％-10％、乳化剂0.5-1％、溶剂汽油4％-6％、固化剂2％-3％、聚四氟乙烯乳液8％-10％、硅烷偶联剂0.5-1％和工业水。本发明所制得的过滤材料用水性胶乳液，使滤料无纺布层间剥离强度大大增加，并在260℃高温下具有很好的强度保持率，能够承受更高的过滤风速，降低设备运行能耗，提高滤料的耐磨性、耐腐蚀性；同时具有工艺简单易行、无污染等优点。

Description

耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液及其制备方法

技术领域

本发明涉及水性胶乳的组成及其制备方法，应用于工业尾气除尘中的耐高温、耐腐蚀过滤材料。

背景技术

随着世界范围内的环保意识不断增强，大气污染越来越受到广泛关注，而袋式除尘由于其高效、低耗的特点，已成为工业烟气粉尘治理的主要方式，滤料是袋式除尘系统的核心技术，其性能的好坏决定系统的使用效果。

滤料从原材料纤维到最终成品需经许多工序，主要包括：梳理→铺网→针刺→后处理→分切、缝制，每道工序对滤料的最终性能都有着重要影响，特别是后处理工艺，对于改善滤料的耐腐蚀、拒水、防油、各相强度、尺寸稳定性等起到至关重要的作用。尤其是对一些原材料纤维具有明显缺陷的滤料而言，如玻纤类过滤材料，由于玻璃纤维本身不耐折、耐磨，导致在针刺过程中的针刺密度较低，使得滤料层间的剥离强度较低，不能满足用户对高过滤风速的要求，增加了设备能耗，这就需要对滤料进行后处理来改善其综合性能。

而目前滤料的后处理过程中，处理剂配方比较单一，只能满足某一特定的要求，而滤料在实际应用过程中，所处理的烟尘条件很复杂，存在的主要问题是滤料综合性能较差，不能满足用户对降低运行能耗、提高滤料使用寿命的需求。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液及其制备方法，该乳液主要以工业水为溶剂制得，工艺简单，大大降低了对周围环境的污染，并同时提高了滤料耐高温、耐腐蚀、强度等综合性能，使滤料在复杂的工况条件下保持优异的性能。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用的技术解决方案如下：一种耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液，包括如下组分：分子量为5000-300000的反应性硅油6％-10％、乳化剂0.5-1％、溶剂汽油4％-6％、固化剂2％-3％、聚四氟乙烯乳液(PTFE乳液)8％-10％、硅烷偶联剂0.5-1％和工业水69％-79％；以上百分比均为重量比。

所述分子量为5000-300000的反应性硅油为氨基硅油、含氢基硅油、乙烯基硅油中的任一种。

所述硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、乙烯基三乙氧基硅烷(A-151)中的任一种。

硅烷偶联剂含有Y反应基团，其主要作用在于一方面偶联剂本身能够与硅油起偶联反应，另一方面在反应性硅油和滤料无纺层间形成架桥作用，提高对滤料无纺层的粘结强度；同时偶联剂与无纺层纤维表面之间形成氢键，在有水的存在下，当刚性的聚合物作相对运动时，结合的氢键即遭到破坏，同时又马上与邻近的OH基重新形成氢键，这样既松弛了界面存在的预应力，同时又不生粘。Y反应基团还具有降低反应性硅油的固化温度，增加滤料的耐高温性能、强度和抗高温高速气流冲刷的能力，以及提高滤料的防腐防水性能等。

所述固化剂为过氧化物或偶氮类化合物。其中常用的是有机过氧类化物，反应性硅油以有机过氧化物固化时，有机过氧化物对硅油的固化是在二个活化的甲基或乙烯基之间通过自由基反应进行，形成空间的网络状结构，从而大大提高滤料无纺层间的剥离强度。

所述有机过氧化物为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰叔丁酯中的任一种。

所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚类，HLB值在8-15之间。乳化剂的HLB值直接影响水溶性硅油乳液的性质和应用。实践和理论证明HLB值在8-15之间的乳化剂效果比较适合水包油型乳液。

所述的耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)按照各组分所占重量比进行称量，备用；

(2)将乙烯基硅油放入容器中，然后加入溶剂汽油，用搅拌机以800-1000rpm的速度搅拌得到混合物；

(3)将上述混合物静置，然后向其中依次加入乳化剂、固化剂、硅烷偶联剂，用搅拌机以300-400rpm的速度搅拌；

(4)然后再向步骤(3)中加入适量工业水搅拌均匀制得稳定、均匀的硅油乳液；

(5)向所述硅油乳液中加入PTFE乳液和剩余的工业水搅拌均匀得到所述水性胶乳液。

有益效果：与现有技术相比，本发明乳液对滤料无纺层间的粘结强度高，且在260℃高温下具有很好的强度保持率。由于溶剂主要是水，且用量高达69％-79％，无环境污染；能大大减少有毒有害气体，既能改善工人的劳动保护条件，消除生产安全隐患又能减轻对周围环境的污染，具有良好的经济效益和社会效益；能够承受更高的过滤风速，降低设备运行能耗，提高滤料的耐磨性、耐腐蚀性；同时工艺简单易行。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

实施例1：一种耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液，包括如下组分：

配制方法如下：

(1)将市销的侧链和主链上都含乙烯基基团的乙烯基硅油16Kg放入容器中，然后加入8Kg120#溶剂汽油，用搅拌机高速(800-1000rpm)搅拌15min。

(2)将上述混合物静置5min，然后向其中依次加入1Kg烷基酚聚氧乙烯醚OP-10、4Kg过氧化苯甲酰、1Kg硅烷偶联剂A-151，用搅拌机低速(300-400rpm)搅拌30min。

(3)然后加入77Kg工业水再搅拌45min制得稳定、均匀的硅油乳液。

(4)最后向该硅油乳液中加入16KgPTFE乳液和77Kg工业水搅拌20min得到水性胶乳。

实施例2：一种耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液，包括如下组分：

配制方法如下：

(1)将市销的含氢硅油12Kg放入容器中，然后加入8Kg120#溶剂汽油，用搅拌机高速(800-1000rpm)搅拌15min。

(2)将上述混合物静置5min，然后向其中依次加入1Kg烷基酚聚氧乙烯醚OP-10、4Kg过氧化苯甲酰、2Kg硅烷偶联剂KH-570，用搅拌机低速(300-400rpm)搅拌30min。

(3)然后加入76.5Kg工业水再搅拌45min制得稳定、均匀的硅油乳液。

(4)最后向该硅油乳液中加入20KgPTFE乳液和76.5Kg工业水搅拌20min得到水性胶乳。

实施例3：一种耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液，包括如下组分：

配制方法如下：

(1)将市销的氨基硅油20Kg放入容器中，然后加入12Kg120#溶剂汽油，用搅拌机高速(800-1000rpm)搅拌15min。

(2)将上述混合物静置5min，然后向其中依次加入2Kg烷基酚聚氧乙烯醚OP-10、6Kg过氧化苯甲酰、2Kg硅烷偶联剂KH-560，用搅拌机低速(300-400rpm)搅拌30min。

(3)然后加入69Kg工业水再搅拌45min制得稳定、均匀的硅油乳液。

(4)最后向该硅油乳液中加入20KgPTFE乳液和69Kg工业水搅拌20min得到水性胶乳。

实施例4：一种耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液，包括如下组分：

配制方法与实施例1相同。

实施例5：一种耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液，包括如下组分：

配制方法与实施例1相同。

实施例6：与实施例1基本相同，所不同的是乙烯基硅油的分子量20000，所用的固化剂为过氧化二异丙苯。

实施例7：与实施例1基本相同，所不同的是乙烯基硅油的分子量25000，所用的固化剂为过氧化苯甲酰叔丁酯。

用实施例1配制的水性胶乳通过浸渍的方式处理玻纤无纺布素毡、玻纤与P84混纺无纺布素毡所制得的过滤毡，其主要工艺过程为：滤料素毡→浸渍→轧胶辊→烘燥→焙烘→两辊冷却→收卷，设备简单，制作方便；采用本发明浸渍后的过滤毡性能如下：

从上表可以看出，采用本发明乳液处理后，它们的各项性能大大由于市场现有产品，滤料无纺层间的粘结强度高，且在高温下具有很好的强度保持率。

Claims (10)

1.一种耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液，其特征在于，包括如下组分：分子量为5000-300000的反应性硅油6％-10％、乳化剂0.5-1％、溶剂汽油4％-6％、固化剂2％-3％、聚四氟乙烯乳液8％-10％、硅烷偶联剂0.5-1％和工业水69％-79％；以上百分比均为重量比。

2.根据权利要求1所述的耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液，其特征在于，所述反应性硅油为氨基硅油、含氢基硅油、乙烯基硅油中的任一种。

3.根据权利要求1所述的耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液，其特征在于，所述固化剂为过氧化物或偶氮类化合物。

4.根据权利要求3所述的耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液，其特征在于，所述过氧化物为有机过氧化物。

5.根据权利要求4所述的耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液，其特征在于，所述有机过氧化物为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰叔丁酯中的任一种。

6.根据权利要求1所述的耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液，其特征在于，所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚类。

7.根据权利要求1所述的耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的任一种。

8.根据权利要求1所述的耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液，其特征在于，所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚类。

9.根据权利要求7所述的耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液，其特征在于，所述烷基酚聚氧乙烯醚类的HLB值在8-15之间。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的耐高温、耐腐蚀过滤材料用水性胶乳液的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

(1)按照各组分所占重量比进行称量，备用；

(2)将乙烯基硅油放入容器中，然后加入溶剂汽油，用搅拌机以800-1000rpm的速度搅拌得到混合物；

(3)将上述混合物静置，然后向其中依次加入乳化剂、固化剂、硅烷偶联剂，用搅拌机以300-400rpm的速度搅拌；

(4)然后再向步骤(3)中加入适量工业水搅拌均匀制得稳定、均匀的硅油乳液；

(5)向所述硅油乳液中加入PTFE乳液和剩余的工业水搅拌均匀得到所述水性胶乳液。