CN103055606B - 聚四氟乙烯精密滤料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种聚四氟乙烯精密滤料的制备方法，包括：将聚四氟乙烯纤维滤料进行磨毛工序处理；将磨毛后的聚四氟乙烯纤维滤料进行针刺加工处理；将针刺后的聚四氟乙烯纤维滤料进行浸渍处理；还可将浸渍后的聚四氟乙烯纤维滤料进行涂层或覆膜处理；应用该发明制成的精密滤料，具有化学稳定性好、过滤精度高、高强度、耐磨损、使用范围广等特点，广泛应用于化工、钢铁、冶金、发电、水泥、垃圾焚烧等各种工业熔炉的烟尘过滤。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保除尘过滤材料及其制备方法，尤其是一种聚四氟乙烯精密滤料及其制备方法。
背景技术
当前，随着城市化进程加快生活垃圾、医疗废物以及其它废旧物品的增多，一些废弃物的焚烧项目也日益增多，虽然其烟尘的排放量相比火电行业、钢铁行业、水泥行业等行业要小很多，但垃圾焚烧炉排放的烟尘含有二噁英、呋喃、重金属等有毒物质，若不严格的控制，产生的危害极大。而且由于我国的垃圾处理不分类，成分复杂，因此垃圾焚烧炉工况恶劣，烟气的腐蚀性强，含有硫化物、氮氧化物、氯化氢、溴化物等，含湿量又很大，对滤袋的性能提出了很高的要求。
目前对于垃圾焚烧烟尘的过滤，主要采用玻璃纤维、聚苯硫醚纤维（PPS）、芳香族聚酰胺纤维（芳纶）、聚酰亚胺纤维（P84）等纤维制成的过滤材料，不同程度的存在着过滤材料被腐蚀、过滤精度低、使用寿命短等问题，已经不能充分满足烟尘过滤的要求。
聚四氟乙烯（PTFE）材料以突出的化学稳定性、耐腐性、耐热性、高润滑不粘性、良好的抗老化耐力等优点正在向高端滤材市场推进。聚四氟乙烯由四氟乙烯单体聚合而成的聚合物，密度为2.2g/cm3,吸水率小于0.01%。PTFE材料由于氟-碳链分子间作用力极低，性能稳定，所以具有固体材料中最小的表面张力，不粘附任何物质。但是，普通的聚四氟乙烯过滤材料也存在着耐磨性差、强力低等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供针对现有技术的不足，提供一种耐高温、耐腐蚀、过滤精度高、使用寿命长的聚四氟乙烯精密滤料及其制备方法。
实现本发明的一种聚四氟乙烯精密滤料的制备方法，包括：
步骤1、将聚四氟乙烯纤维滤料进行磨毛工序处理；
步骤2、将磨毛后的聚四氟乙烯纤维滤料进行针刺加工处理；
步骤3、将针刺后的聚四氟乙烯纤维滤料进行浸渍处理。
所述磨毛工序采用320#-600#砂纸，递进式磨毛工艺，即第一道砂辊选用较低目数砂皮带，后四道砂辊选用目数逐步递增的砂皮带，磨毛包覆角为3.0-6.0，磨毛张力为0.4MPa-0.5MPa，磨毛车速为12-18m/min。
所述针刺加工处理的针刺密度为400-470刺/cm2，针刺深度为10-16mm。
所述浸渍处理的处理剂为含氟处理剂，组成为聚四氟乙烯40wt%-50wt%；全氟丙烯酸脂2wt%-6wt%；聚苯酯乳液2wt%-4wt%；聚全氟乙烯5wt%-10wt%；六氟丙烯4wt%-8wt%；蒸馏水余量。
还可以包括步骤4，将浸渍后的聚四氟乙烯纤维滤料进行涂层或覆膜处理。
所述涂层处理是在所述浸渍处理后的聚四氟乙烯滤布的表面使用聚四氟乙烯树脂做涂层处理，涂层厚度为50-300μm。
所述覆膜处理是将所述浸渍处理后的聚四氟乙烯滤布表面热压聚四氟乙烯微孔薄膜，覆膜压力为3-12MPa。
所述步骤1的聚四氟乙烯纤维滤料是将聚四氟乙烯长纤维经过整经、织布织成，在所述步骤1前，还进行浸渍柔软剂、挥发处理、烘干定型处理。
一种聚四氟乙烯精密滤料，上述任意一种所述的制备方法制得。
本发明提供的聚四氟乙烯精密滤料强力高出普通滤料40%以上，伸长率低，一般在2%以下；热收缩≤2%，好于普通滤料，尺寸稳定性好；过滤精度高出普通滤料1-2个等级；涂层和覆膜加工后可高出2个等级以上。聚四氟乙烯精密滤料耐磨性优于普通滤料，具有化学稳定性好、过滤精度高、高强度、耐磨损、使用范围广等特点，广泛应用于化工、钢铁、冶金、发电、水泥、垃圾焚烧等各种工业熔炉的烟尘过滤。
附图说明
图1为本发明聚四氟乙烯精密滤料示意图
图2为本发明有涂层的聚四氟乙烯精密滤料示意图
图3为本发明有覆膜的聚四氟乙烯精密滤料示意图
如图所示，1-聚四氟乙烯机织布；2-毛羽层；3-浸渍处理层；4-聚四氟乙烯涂层；5-聚四氟乙烯微孔薄膜
具体实施方式
为更好的说明本发明，下面结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一：图2为本发明涂层聚四氟乙烯精密滤料，制作工艺流程为：
聚四氟乙烯长纤维—整经—织布—前处理（浸渍柔软剂—挥发处理—烘干定型）—磨毛—针刺修面—浸渍处理—烘干热压定型—涂层—检验入库。
（1）整经：聚四氟乙烯长纤（400den）通过整经工序制成经轴，再经过织布机制造成500g/㎡的机织布。
（2）配置处理液：柔软起毛剂按10%的比例加入到50℃的温水中，搅拌直到完全分散溶解。
（3）前处理：将聚四氟乙烯机织布放入处理液中，浸渍温度为50℃，浸渍时间为20min。浸渍后的挥发处理温度92℃，速度8m/min；烘干处理温度160℃，速度8m/min。
（4）磨毛：磨毛工序选用320#砂纸，选用递进式磨毛工艺，即第一道砂辊选用较低目数砂皮带，尽可能多的将纱浅中的纤维拉出割断成单纤维；后四道砂辊选用目数逐步递增的砂纸，依次为360#、400#、480#、520#；目的是继续将纱线中的纤维拉出割断而更为重要的是将拉出割断的单纤维磨削成绒毛，最大限度的保证磨毛后效果均匀一致。
磨毛时包覆角越大，磨毛效果越好，但强力下降越大；反之磨毛效果差，强力下降小。优选的磨毛包覆角为3.0，保证磨毛效果的同时减少强力的损失。
磨毛张力选定后一般固定不变，张力大小可以改变织物磨毛程度，经过优选的磨毛张力为0.4MPa。车速可以决定磨毛效果的好坏和产量，对于厚重织物车速可慢些，而对于薄织物应尽量加快车速，优选的运行速度18m/min。
（5）针刺修面：磨毛后的聚四氟乙烯纤维滤料进行针刺修面加工，保证滤料表面的平整度和光洁度。优选的针刺密度为400刺/c㎡，针刺深度为10mm，加工后的滤料具有厚度适中、孔隙率高、孔径细小均匀的特点。
（6）浸渍处理：针刺修面后的聚四氟乙烯纤维滤料进行含氟处理剂的整体浸渍处理，浸渍速度为10m/min，滤料表面张力5N。
含氟处理剂的组成有：聚四氟乙烯40wt%；全氟丙烯酸脂2wt%；聚苯酯4wt%；聚全氟乙烯5wt%；六氟丙烯4wt%；蒸馏水余量。
（7）烘干热压定型：将含氟处理剂整体浸渍后的聚四氟乙烯纤维滤料烘干后高温热压定型，使滤料表面光滑、平整的同时具有良好的尺寸稳定性。烘干温度180℃，烘干速度8m/min；热压定型温度280℃，热压定型速度8m/min。
（8）涂层：烘干热定型后的聚四氟乙烯滤料引入涂层处理机内，在滤料表面涂覆PTFE树脂，再经过涂层刮刀将树脂均匀摊开，涂层厚度控制在50μm。涂层速度为8m/min，温度30℃；烘干定型温度为275℃。
经过收卷、检验后制成涂层聚四氟乙烯精密滤料，如图2所示。
实施例二，图2为本发明覆膜聚四氟乙烯精密滤料，制作工艺流程：
聚四氟乙烯长纤维—整经—织布—前处理（浸渍柔软剂—挥发处理—烘干定型）—磨毛—针刺修面—浸渍处理—烘干热压定型—覆膜—检验入库。
（1）整经：聚四氟乙烯长纤（450den）通过整经工序制成经轴，再经过织布机制造成700g/㎡的机织布。
（2）配置处理液：柔软起毛剂按20%的比例加入到70℃的温水中，搅拌直到完全分散溶解。
（3）前处理：将聚四氟乙烯机织布放入处理液中，浸渍温度为70℃，浸渍时间为30min。浸渍后的挥发处理温度98℃，速度4m/min；烘干处理温度180℃，速度5m/min。
（4）磨毛：磨毛工序选用360#砂纸，选用递进式磨毛工艺，即第一道砂辊选用较低目数砂皮带，尽可能多的将纱浅中的纤维拉出割断成单纤维；后四道砂辊选用目数逐步递增的砂纸，依次为400#、480#、520#、600#；目的是继续将纱线中的纤维拉出割断而更为重要的是将拉出割断的单纤维磨削成绒毛，最大限度的保证磨毛后效果均匀一致。
磨毛时包覆角越大，磨毛效果越好，但强力下降越大；反之磨毛效果差，强力下降小。优选的磨毛包覆角为5.0，保证磨毛效果的同时减少强力的损失。
磨毛张力选定后一般固定不变，张力大小可以改变织物磨毛程度，经过优选的磨毛张力为0.5MPa。车速可以决定磨毛效果的好坏和产量，对于厚重织物车速可慢些，而对于薄织物应尽量加快车速，优选的运行速度12m/min。
（5）针刺修面：磨毛后的聚四氟乙烯纤维滤料进行针刺修面加工，保证滤料表面的平整度和光洁度。优选的针刺密度为470刺/c㎡，针刺深度为16mm，加工后的滤料具有厚度适中、孔隙率高、孔径细小均匀的特点。
（6）浸渍处理：针刺修面后的聚四氟乙烯纤维滤料进行含氟处理剂的整体浸渍处理，浸渍速度为5m/min，滤料表面张力10N。
含氟处理剂的组成有：聚四氟乙烯50wt%；全氟丙烯酸脂6wt%；聚苯酯3wt%；聚全氟乙烯8wt%；六氟丙烯6wt%；蒸馏水余量。
（7）烘干热压定型：将含氟处理剂整体浸渍后的聚四氟乙烯纤维滤料烘干后高温热压定型，使滤料表面光滑、平整的同时具有良好的尺寸稳定性。烘干温度220℃，烘干速度4m/min；热压定型温度320℃，热压定型速度5m/min。
（8）覆膜：将烘干热定型后的聚四氟乙烯滤料与聚四氟乙烯微孔薄膜同时引入热复合机内，在320℃的高温条件下，将伸展开的聚四氟乙烯微孔薄膜与聚四氟乙烯滤料热压复合，制成聚四氟乙烯覆膜滤料。覆膜机速度5/min，覆膜压力8MPa，保证滤料与薄膜的复合牢度的同时，避免薄膜孔径的堵塞。
经过收卷、检验后制成覆膜聚四氟乙烯覆膜滤料。
普通滤料与聚四氟乙烯精密滤料的性能指标对比：
本发明有益效果如下：本发明提供的聚四氟乙烯精密滤料强力高出普通滤料40%以上，伸长率低，一般在2%以下；热收缩≤2%，好于普通滤料，尺寸稳定性好；过滤精度高出普通滤料1-2个等级；涂层和覆膜加工后可高出2个等级以上。聚四氟乙烯精密滤料耐磨性优于普通滤料，具有化学稳定性好、过滤精度高、高强度、耐磨损、使用范围广等特点，广泛应用于化工、钢铁、冶金、发电、水泥、垃圾焚烧等各种工业熔炉的烟尘过滤。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种聚四氟乙烯精密滤料的制备方法，其特征在于，包括：
步骤1、将聚四氟乙烯纤维滤料进行磨毛工序处理，所述磨毛工序采用320#—600#砂纸，递进式磨毛工艺，即第一道砂辊选用较低目数砂皮带，后四道砂辊选用目数逐步递增的砂皮带，磨毛包覆角为3.0-6.0，磨毛张力为0.4MPa-0.5MPa，磨毛车速为12-18m/min；
步骤2、将磨毛后的聚四氟乙烯纤维滤料进行针刺加工处理，所述针刺加工处理的针刺密度为400-470刺/cm2，针刺深度为10-16mm；
步骤3、将针刺后的聚四氟乙烯纤维滤料进行浸渍处理；
步骤4、将浸渍后的聚四氟乙烯纤维滤料进行涂层或覆膜处理。
2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯精密滤料的制备方法，其特征在于，所述步骤1的聚四氟乙烯纤维滤料是将聚四氟乙烯长纤维经过整经、织布织成，在所述步骤1前，还进行浸渍柔软剂、挥发处理、烘干定型处理；所述步骤4的涂层处理是在所述浸渍处理后的聚四氟乙烯滤布的表面使用聚四氟乙烯树脂做涂层处理，涂层厚度为50-300μm；所述覆膜处理是将所述浸渍处理后的聚四氟乙烯滤布表面热压聚四氟乙烯微孔薄膜，覆膜压力为3-12MPa。
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