CN102275373B - 一种PPs复合针刺毡覆膜滤料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种PPs复合针刺毡覆膜滤料的制备方法，其特征在于将PPs纤维与化纤混合组成的混合纤维覆在PPs基布的上下表面针刺成素毡，再经表面处理剂表面处理后，与PTFE膜高温热压覆合而成；前述混合纤维中，PPs纤维的重量百分含量为60%~85%，其余为化纤；前述表面处理剂由下述组分按重量比配制而成：丙烯酸酯1%~5%，四氟乳液2%~15%，防水剂1%~8%，偶联剂1%~12%，抗氧化剂1%~5%，余量为水。本发明对1μm以下粉尘过滤效率可达到99.99%，可避免PPs复合针刺毡深层过滤带来的滤料堵塞现象，将有效降低系统过滤阻力，减少清灰次数。这两种效果的综合叠加，使得PPs复合针刺毡覆膜滤料的使用寿命相对普通PPs针刺毡滤料来说得到大幅提高。
Description
技术领域
本发明涉及电厂及化工行业用PPs复合针刺毡覆膜滤料制备工艺的改进，具体是一种PPs复合针刺毡覆膜滤料的制备方法，
背景技术
PPs（聚苯硫醚）是结晶性高性能热塑性工程塑料，具有耐热、耐化学性、阻燃性等诸多特性。可在190℃的温度下连续使用，瞬时200℃（每年累计400小时以下），抗硫，抗酸效果较好，目前在国内电厂得到大幅使用。但PPs纤维也有其致命的缺点，PPs纤维抗氧化性较差，要求O2含量小于14%（Vol）、NOx小于600mg/Nm3，氧含量越高，所使用的温度就要越低，因每增加10℃，化学反应成双倍的增加。也就是说本来寿命3年的情况下，若温度增加10℃，其寿命会只有1.5年。特殊的工况限定了PPs纤维滤料的使用范围和寿命，如何制备一种高性能PPs滤料以应用于电厂行业成为关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有抗氧化性、过滤效率高，使用能耗低等优点的高效率、高寿命的PPs复合针刺毡覆膜滤料的制备方法，以有效解决市场常用纯PPs针刺毡所存在的抗氧化性能差，对恶劣工况的耐受性差的问题，提高PPs针刺毡滤料的过滤效率和使用寿命。
本发明所述高效率、高寿命的PPs复合针刺毡覆膜滤料的制备方法是将PPs纤维与化纤混合组成的混合纤维覆在PPs基布的上下表面通过现有针刺工艺，烧毛压烫，制备而得素毡，再经表面处理剂表面处理后，与PTFE膜高温热压覆合而成。
前述混合纤维中，PPs纤维的重量百分含量为60%~85%，化纤的重量百分含量为15%~40%；所述化纤选自玻纤、P84纤维、PTFE纤维、聚酯纤维、偏芳族聚酰胺中的一种或一种以上任意比例的混合物。采用上述混合纤维可有效提高纯PPs针刺毡的耐高温能力和耐酸碱能力，以及耐水解能力等，从而可延长产品的使用寿命。
前述表面处理剂由下述组分按重量比配制而成：
丙烯酸酯1%~5%，四氟乳液2%~15%，防水剂1%~8%，偶联剂1%~12%，抗氧化剂1%~5%，余量为水。
前述表面处理是将素毡在表面处理剂中浸渍后，在120℃~150℃下预烘3~6min，再在170℃~220℃下烘焙5~10min。
采用上述表面处理剂对PPs复合针刺素毡进行处理，可提高PPs复合针刺素毡的防水、防酸碱、防氧化能力，同时提高其力学性能。PPs纤维由于其自身特点，具有优良的耐酸碱能力，但是不耐氧化，在含氧和高温条件下，力学性能显著降低，并迅速失效。将PPs复合针刺素毡经过上述表面处理剂进行表面处理后，PPs复合针刺素毡的抗氧化性能显著增强。同时，由于表面处理剂在纤维表面形成了一层含四氟乙烯保护膜，纤维表面的这层包覆保护层同时提高了纤维自身的防腐蚀、耐高温、防水解能力，并显著提高了PPs复合纤维的力学性能。
前述高温热压覆合的覆合温度为160℃~250℃，覆合压力为0.1~1MPa。前述PTFE膜由中材科技股份有限公司自主研发，牌号ePTFE-N，PTFE膜孔径在0.5μm～3μm之间。
PTFE膜层与PPs复合针刺毡复合后结合为一个整体。覆膜滤料中的表面薄膜起到主要的过滤作用。由于PTFE膜所特有的防酸、防碱、耐热、耐腐蚀、电绝缘性能以及较高的的机械强度等特点，可避免含酸气体和烟尘对PPs纤维或化纤的直接腐蚀冲击和氧化，有效减少烟气和纤维的接触面积，对PPs复合针刺毡起到一层保护作用；同时，由于覆膜滤料固有特性，对1μm以下粉尘过滤效率可达到99%，可避免PPs复合针刺毡深层过滤带来的滤料堵塞现象，将有效降低系统过滤阻力，减少清灰次数。这两种效果的综合叠加，使得PPs复合针刺毡覆膜滤料的使用寿命相对普通PPs针刺毡滤料来说，得到大幅提高。
具体实施方式
1、制毡：选取PPs纤维和PTFE或P84等化纤，经过精开松后，由梳理机梳理，再由铺网机将纤维层铺到基布上，最后预针刺、主针刺将混合纤维层与PPs基布牢固地连接起来，制成素毡，将素毡单面烧毛压烫，待用。PPs复合针刺毡的纤维配比如下所示：
表1 PPs复合针刺毡纤维配比（%）
| 实施例序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| PPs | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 | 100 |
| P84 | 15 | 0 | 0 | 0 | 5 | 15 | 10 | 0 | 0 |
| PTFE | 0 | 20 | 0 | 25 | 10 | 0 | 0 | 5 | 0 |
| NO | 0 | 5 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| PE | 25 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2、表面处理：将PTFE乳液（代号PTFE，固含量65%）、丙烯酸酯乳液（代号PA）、防水剂（牌号TG410）、偶联剂（牌号A151或KH550）、抗氧化剂（代号R）等按照一定比例，配置成PPs表面处理用表面处理液，如表2、表3所示。
分别采用应表2、表3所列的表面处理剂配方1~9对步骤1制备的PPs复合针刺毡实施例1~9进行表面处理（表面处理剂配方1-9分别对应制毡实施例1-9），得到表面处理PPs复合针刺毡。
表面处理的具体步骤如下：
（1）将处理剂倒入浸料槽中；
（2）将PPs复合毡放卷、浸渍，浸渍时间1~5min；
（3）将浸渍后复合毡经过120℃~150℃预烘3~6min，170℃~220℃烘焙5~10min，制备处理毡；
（4）收卷。
上述表面处理剂配方如下表所示：
表2：表面处理剂配比（%）
| 实施例序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| PTFE | 2 | 3 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 14 |
| PA | 3 | 2 | 1.5 | 4.5 | 1.5 | 0.5 | 3.5 | 4 | 2.5 |
| TG410 | 2 | 5.5 | 4.5 | 6 | 3.5 | 7 | 5 | 2.5 | 4 |
| A151 | 6 | 4 | 8 | 2 | 5 | 3 | 5 | 10 | 9 |
| KH550 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| R | 2 | 3 | 2.5 | 3.5 | 4 | 2.5 | 3 | 1.5 | 1 |
| 水 | 85 | 82.5 | 79.5 | 78 | 78 | 77 | 71.5 | 68 | 69.5 |
表3：表面处理剂配比（%）
| 实施例序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| PTFE | 2 | 3 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 14 |
| PA | 3 | 2 | 1.5 | 4.5 | 1.5 | 0.5 | 3.5 | 4 | 2.5 |
| TG410 | 2 | 5.5 | 4.5 | 6 | 3.5 | 7 | 5 | 2.5 | 4 |
| A151 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| KH550 | 6 | 4 | 8 | 2 | 5 | 3 | 5 | 10 | 9 |
| R | 2 | 3 | 2.5 | 3.5 | 4 | 2.5 | 3 | 1.5 | 1 |
| 水 | 85 | 82.5 | 79.5 | 78 | 78 | 77 | 71.5 | 68 | 69.5 |
3、覆膜：将步骤2制备表面处理PPs复合针刺毡与PTFE膜进行高温热压覆合，覆合温度160℃~250℃，覆合压力0.1~1MPa.PTFE膜厚度1μm~20μm。
覆合后PPs复合针刺毡覆膜滤料同时兼有PTFE膜表面过滤特性，同时，由于含抗氧化剂的表面处理剂的作用，PPs复合毡覆膜滤料兼有抗氧化性、耐化学性能高，过滤效果好的特点，过滤效果可达到99.99%。由于PTFE膜和含抗氧化剂的表面处理剂的协同作用，使得除尘器系统的过滤风速将大为降低，系统的清灰周期得到大幅延长，本发明滤料产品的使用寿命相对于普通PPs滤料来说，将得到极大的提高。
Claims (4)
1.一种PPs复合针刺毡覆膜滤料的制备方法，其特征在于将PPs纤维与化纤混合组成的混合纤维覆在PPs基布的上下表面针刺成素毡，再经表面处理剂表面处理后，与PTFE膜高温热压覆合而成；
前述混合纤维中，PPs纤维的重量百分含量为60%～85%，其余为化纤；
前述表面处理剂由下述组分按重量比配制而成：
丙烯酸酯1%～5%，四氟乳液2%～15%，防水剂1%～8%，偶联剂1%～12%，抗氧化剂1%～5%，余量为水；
前述PTFE膜由中材科技股份有限公司生产，牌号ePTFE-N，PTFE膜孔径在0.5μm～3μm之间。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述化纤选自玻纤、P84纤维、PTFE纤维、聚酯纤维、偏芳族聚酰胺中的一种以上任意比例的混合物。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的表面处理是将素毡在表面处理剂中浸渍后，在120℃～150℃下预烘3～6min，再在170℃～220℃下烘焙5～10min。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于高温热压覆合的覆合温度为160℃～250℃，覆合压力为0.1～1MPa。
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