CN102784517B - 超细玻纤覆膜基材及其制备方法 - Google Patents

超细玻纤覆膜基材及其制备方法 Download PDF

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本发明提供了一种超细玻纤覆膜基材及其制备方法，包括如下步骤：将玻璃纤维原料检验后清洗，经高温熔化、拉丝制成超细玻纤纱，将超细玻纤纱经退解、并捻、膨体加工、整经、织布等工艺制成超细玻纤膨体布，将超细玻纤膨体布进行热清洗处理，浸渍处理，最后将材料依次进行挥发、烘干、烧结、热轧定型处理。经过该方法得到的超细玻纤覆膜基材耐温性、耐腐蚀、过滤效果等方面都显著提高，而且其生产成本较低、使用寿命长，可以充分满足覆膜加工的要求，是一种性价比优异的新型过滤材料。

Description

超细玻纤覆膜基材及其制备方法
技术领域
本发明涉及环保除尘滤料领域，提供一种覆膜用基材及其制备方法，尤其是一种超细玻纤制成的覆膜基材。
背景技术
袋式除尘器以其适用工况广、过滤精度高等优势，应用日趋广泛，而作为袋式除尘器的核心——过滤材料更是由深层过滤向表面过滤发展。
目前，高温烟气过滤材料主要有耐高温针刺滤料和耐高温覆膜滤料两种，耐高温覆膜滤料由于比耐高温针刺滤料具有更高的过滤效率而成为主要开发的耐高温滤料。由玻璃纤维织物表面复合膨化微孔聚四氟乙烯薄膜(eFFFE)制成的玻璃纤维/PTFE高温热压覆膜滤料是高性能高效滤料。该类覆膜滤料综合了玻璃纤维和FFFE薄膜的优点，具有耐高温、除尘效率高和使用寿命长的优良特性。玻纤覆膜基材是制备高性能高效覆膜滤料的关键基础材料，其技术水平和性能指标对所制备的高性能覆膜滤料性能具有重要的支撑作用。
现有的玻纤覆膜基材采用普通玻璃纤维制成，单丝直径一般在7-11μm，由于玻璃纤维的耐折性略差，因此在一定程度上限制了其应用行业。同时，由于生产工艺和后处理工艺等因素，玻纤覆膜基材产品的耐折性、耐腐蚀性、拒水防油性、基材与薄膜的结合性等性能指标不能充分满足使用要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种理化指标优异的高性能超细玻纤膨体覆膜基材及其制备方法，满足高端玻纤膨体覆膜滤料的使用要求。
实现本发明目的的超细玻纤覆膜基材的制备方法，包括如下步骤：
（1）将玻璃纤维原料检验后清洗，经高温熔化、拉丝制成超细玻纤纱；
（2）将超细玻纤纱经退解、并捻、膨体加工、整经、织布等工艺制成超细玻纤膨体布；
（3）将超细玻纤膨体布进行热清洗处理；
（4）将热清洗处理后的超细玻纤膨体布进行浸渍处理；
（5）将所述步骤（4）得到的材料依次进行挥发、烘干、烧结、热轧定型处理。
其中所述步骤（1）高温熔化温度为1350-1400℃，超细玻纤拉制线速度为5m/s，单丝直径为3.8-5.5μm。
所述步骤（2）中，退解转速为150r/min，并捻转速140r/min，膨体加工线速度10m/s，气压0.5MPa。
所述步骤（3）中，热清洗处理的温度为200℃-450℃，运行速度为3-8m/min。
所述步骤（4）浸渍处理溶液的配方包括：含聚四氟乙烯大于60wt%的聚四氟乙烯乳液40wt-55wt%；硅烷偶联剂0.8wt%-2.5wt%；水性聚氨酯3wt-10wt%；关联介质4wt%-6wt%；粘合剂1wt%-3wt%，蒸馏水余量。其中关联介质是含氟乳液、六氟丙烯、聚全氟乙烯的其中一种或几种。
所述步骤（4）中浸渍处理采用双导辊、整体浸渍工艺，运行速度为5-10m/min。
所述步骤（5）中挥发处理温度控制在85-95℃之间，在制品运行速度4-8m/min。
所述步骤（5）中烘干温度为180℃-220℃，烘干速度为3-8m/min；
所述步骤（5）中烧结温度为280-320℃，所述滤料在烧结机内运行速度为3-8m/min。
根据上述制备方法制成的覆膜基材，包括超细玻纤膨体布，在所述超细玻纤膨体布上、下表面设有聚四氟乙烯浸渍处理层。
覆膜基材制成的超细玻纤覆膜滤料，可在所述的浸渍处理层一表面热压复合聚四氟乙烯微孔薄膜。
通过本发明的制作方法得到的覆膜基材，耐温性、耐腐蚀、过滤效果等方面都显著提高，而且其生产成本较低、使用寿命长，可以充分满足覆膜加工的要求。使用本发明的高性能玻纤膨体覆膜基材制作的覆膜滤料可以广泛用于钢铁、水泥、电厂、化工、冶炼等行业的烟尘过滤和产品收集，是一种性价比优异的新型过滤材料。
附图说明
图1为的本发明超细玻纤覆膜基材制备方法的工艺流程示意图。
图2为本发明超细玻纤覆膜滤料示意图
如图所示，2为超细玻纤膨体布，1和3为膨体布2上、下表面的的聚四氟乙烯浸渍处理层，在浸渍处理层1的表面热压复合聚四氟乙烯微孔薄膜。
具体实施方式
实施例一
本发明高性能超细玻纤膨体覆膜基材及其制备方法，包括如下步骤：
1、优质原料清洗后，投入1350℃窑炉，高温熔化后经过纱线制成系统，制成单丝直径3.8-5.5μm的超细玻纤纱。退解和并捻后分别纺制成经纱和纬纱，经纱通过整经制成经轴，纬纱通过膨体变形加工后，共同织造成750g/㎡玻纤布。
2、将织造好的750g/㎡玻纤滤布进行热清洗处理，通过高温去除织物表面的各种助剂，以便于后续加工；热清洗处理的温度为200℃-450℃，运行速度为6m/min。
3、清洗过的过滤布进行预浸渍处理，浸渍速度为5m/min，处理配方如下：
4、本发明在浸渍处理后进行了挥发处理，采用恒温低速工艺，温度控制在88±2℃，在制品运行速度5m/min。通过热风循环将水分带走，有利于内部水分的排除和避免水分滞留在材料内部，造成快速烘干时水分蒸发在材料表面形成气孔痕迹，影响后处理效果；烘干温度为210℃，烘干速度为6m/min；保证基材快速干燥并达到使用要求。
5、烧结温度320℃，是PTFE的临界软化温度，利于与基材的结合，使聚四氟乙烯分子与材料充分的结合。材料在烧结机内运行速度为5m/min，热定型温度275℃，热定型速度为5m/min。干燥、定型区温度高，能使浸渍液中的PTFE分子在温度和助剂的作用包覆在纤维的表面。热定型后过基材表面光滑、平整，有利于后道工序的覆膜加工。后处理工艺的技术创新，有效提高了玻纤覆膜基材的抗氧化、耐腐蚀、耐温能力，增强滤料憎水性，提高了滤料的过滤精度，延长使用寿命。其中基材强力提高70%以上。
实施例二
本发明高性能超细玻纤膨体覆膜基材及其制备方法，包括如下步骤：
1、优质原料清洗后，投入1350℃窑炉，高温熔化后经过纱线制成系统，制成单丝直径3.8-5.5μm的超细玻纤纱。退解和并捻后分别纺制成经纱和纬纱，经纱通过整经制成经轴，纬纱通过膨体变形加工后，共同织造成470g/㎡玻纤布。
2、将织造好的470g/㎡玻纤滤布进行热清洗处理，通过高温去除织物表面的各种助剂，以便于后续加工；热清洗处理的温度为200℃-450℃，运行速度为8m/min。
3、清洗过的过滤布进行预浸渍处理，浸渍速度为6m/min，处理配方如下：
4、在浸渍处理后进行挥发处理，采用恒温低速工艺，温度控制在90±2℃，在制品运行速度7m/min。通过热风循环将水分带走，有利于内部水分的排除和避免水分滞留在材料内部，造成快速烘干时水分蒸发在材料表面形成气孔痕迹，影响后处理效果；烘干温度为200℃，烘干速度为7m/min；保证基材快速干燥并达到使用要求。
5、烧结温度320℃，是PTFE的临界软化温度，利于与基材的结合，使聚四氟乙烯分子与材料充分的结合。材料在烧结机内运行速度为7m/min，热定型温度275℃，热定型速度为7m/min。干燥、定型区温度高，能使浸渍液中的PTFE分子在温度和助剂的作用包覆在纤维的表面。热定型后过基材表面光滑、平整，有利于后道工序的覆膜加工。后处理工艺的技术创新，有效提高了玻纤覆膜基材的抗氧化、耐腐蚀、耐温能力，增强滤料憎水性，提高了滤料的过滤精度，延长使用寿命。其中基材强力提高70%以上。
本发明高性能超细玻纤膨体覆膜基材及其制备方法的有益效果如下：
1、超细玻纤的制备工艺及技术创新，单丝直径及原丝号数稳定，号数偏差控制在±1.5%的范围内。原料选用超细玻纤，大幅提升基材的耐折性和耐磨性，延长基材的使用寿命；
2、本发明的高性能超细玻纤膨体覆膜基材在织造时用于经向的纱线采用超细玻纤纱或膨体纱或部分膨体纱；用于纬向的纱线采用全膨体或部分膨体的纱线，经过膨体加工的纱线蓬松，覆盖能力强，覆盖力强。玻纤膨体纱的膨化变形工艺创新，纱线膨化均匀，不匀率小于1%。
3、在滤料浸渍处理前，进行热清洗处理。有效地去除纤维表面残留的拉丝浸润剂，同时保证织物的强力保留率提高；玻纤覆膜基材的织造及前处理工艺创新，能耗下降20%，浸润剂残留量＜0.8%，强力保留率＞60%。
4、本发明的后处理溶液含聚四氟乙烯大于60wt%的聚四氟乙烯乳液40wt-55wt%；硅烷偶联剂0.8wt%-2.5wt%；水性聚氨酯3wt-10wt%；关联介质4wt%-6wt%；粘合剂1wt%-3wt%，蒸馏水余量。本发明使用的浸渍液中，主要成分的作用如下：高浓度聚四氟乙烯乳液在纤维表面形成保护膜，提高纤维的耐腐蚀性、柔韧性等指标；硅烷偶联剂起到“桥梁”的作用，使PTFE与基材有效结合；水性聚氨酯有助于PTFE在基材表面形成保护；粘合剂用于增加有机材料（PTFE）与无机材料（玻璃纤维）结合；酒精作为关联介质，辅助材料结合；选用蒸馏水是保证处理液的洁净，避免杂质混入影响处理效果。
5、浸渍处理采用双导辊、整体浸渍工艺，运行速度为5-10m/min；保证材料的充分浸渍。
6、本发明在浸渍处理后进行了挥发处理，采用恒温低速工艺，温度控制在85-95℃之间，在制品运行速度4-8m/min。通过热风循环将水分带走，有利于内部水分的排除和避免水分滞留在材料内部，造成快速烘干时水分蒸发在材料表面形成气孔痕迹，影响后处理效果；烘干温度为180℃-220℃，烘干速度为3-8m/min；保证基材快速干燥并达到使用要求。
7、烧结温度280℃-320℃，是PTFE的临界软化温度，利于与基材的结合，使聚四氟乙烯分子与材料充分的结合。材料在烧结机内运行速度为3-8m/min，热定型温度260-280℃，热定型速度为4-6m/min。干燥、定型区温度高，能使浸渍液中的PTFE分子在温度和助剂的作用包覆在纤维的表面。热定型后过滤布表面光滑、平整，有利于后道工序的覆膜加工。后处理工艺的技术创新，有效提高了玻纤覆膜基材的抗氧化、耐腐蚀、耐温能力，增强滤料憎水性，提高了滤料的过滤精度，延长使用寿命。其中基材强力提高70%以上。

Claims (5)

1.一种超细玻纤覆膜基材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将玻璃纤维原料检验后清洗，经高温熔化、拉丝制成超细玻纤纱；
(2)将超细玻纤纱经退解、并捻、膨体加工、整经、织布工艺制成超细玻纤膨体布；
(3)将超细玻纤膨体布进行热清洗处理；
(4)将热清洗处理后的超细玻纤膨体布进行浸渍处理；
(5)将所述步骤(4)得到的材料依次进行挥发、烘干、烧结、热轧定型处理；
步骤(1)中的高温熔化温度为1350-1400℃，超细玻纤拉制线速度为5m/s，单丝直径为3.8-5.5μm；步骤(2)中的退解转速为150r/min，并捻转速140r/min，膨体加工线速度10m/s，气压0.5MPa；所述步骤(5)中，烘干温度为210℃-220℃，烘干速度为3-8m/min；挥发处理温度控制在85-95℃之间，在制品运行速度4-8m/min；烧结温度为320℃，所述滤料在烧结机内运行速度为3-8m/min。
2.根据权利要求1所述的超细玻纤覆膜基材的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，热清洗处理的温度为200℃-450℃，运行速度为3-8m/min。
3.根据权利要求1所述的超细玻纤覆膜基材的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)浸渍处理溶液的配方包括：含聚四氟乙烯大于60wt％的聚四氟乙烯乳液40wt-55wt％；硅烷偶联剂0.8wt％-2.5wt％；水性聚氨酯3wt-10wt％；关联介质4wt％-6wt％；粘合剂1wt％-3wt％，蒸馏水余量,其中关联介质是含氟乳液、六氟丙烯、聚全氟乙烯的其中一种或几种。
4.根据权利要求1所述的超细玻纤覆膜基材的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中浸渍处理采用双导辊、整体浸渍工艺，运行速度为5-10m/min。
5.根据权利要求1-4所述的制备方法制成的超细玻纤覆膜基材，其特征在于：包括超细玻纤膨体布，在所述超细玻纤膨体布上、下表面设有聚四氟乙烯浸渍处理层。
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