CN103785224B - 玻纤和ptfe纤维混纺滤料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种玻纤和PTFE纤维混纺滤料，由迎尘面到净气面依次包括聚四氟乙烯微孔膜层，聚四氟乙烯浸渍处理层，玻纤和PTFE纤维混纺膨体布层，聚四氟乙烯浸渍处理层，浸渍处理温度在300℃以上，PTFE会在高温中呈现半熔融状态，将玻纤与PTFE纤维粘结在一起。滤料的经纬纱均采用玻纤和PTFE混纺纱，PTFE纤维的含量控制在55wt%-60wt%，不仅显著提高滤料的柔韧性和耐折性，覆膜牢度高，透气性好，过滤精度高，具有表面过滤功效，而且能够耐高温、耐腐蚀、使用寿命长、成本低，可用于烟气成份复杂、温度高、腐蚀性大的工况环境。

Description

玻纤和PTFE纤维混纺滤料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种混纺滤料及其制备方法，尤其是一种玻纤和PTFE纤维混纺的过滤材料及其制备方法。

背景技术

垃圾焚烧及其它生物质发电、燃煤锅炉、化工等行业产生的烟气温度高、成份复杂，含有酸碱、重金属等腐蚀、有害物质，对高温过滤材料综合指标要求很高。

要求滤料的耐温性好，长期承受高温不会使其强度下降而导致滤袋损坏。要求滤料的耐腐蚀性好，耐氧化、耐酸、耐水解，高温不吸湿，化学稳定性好。要求滤料的强度高，能够承受长期膨胀和收缩的运动，确保滤袋保持长期使用不变形。要求滤料的清灰性好，因为工况的烟气成分复杂，产生的烟尘粒径细，粘度高。要求滤料的具有低阻高效性，透气性好，同时过滤精度必须达到排放标准要求，且运行阻力增加缓慢，这是保证滤料使用寿命的基本。

目前高温过滤领域使用的玻璃纤维、聚苯硫醚、聚酰亚胺、芳纶等纤维的综合性能较差，不能满足上述高温工况下过滤的实际需求；PTFE的综合性能很好，但是由于其价格高昂，限制了应用范围。

发明内容

本发明的目的是针对于烟气成份复杂、温度高、腐蚀性大的工况环境，提供一种耐高温、耐腐蚀、过滤性能好、使用寿命长、成本低的玻纤和PTFE纤维混纺滤料及其制备方法。

实现本发明的目的的玻纤和PTFE纤维混纺滤料，由迎尘面到净气面依次包括聚四氟乙烯微孔膜层，聚四氟乙烯浸渍处理层，玻纤和PTFE纤维混纺膨体布层，聚四氟乙烯浸渍处理层。

所述聚四氟乙烯微孔膜层的孔径为0.1μm-2.0μm之间。

所述玻纤和PTFE纤维混纺膨体布层的经纱为超细玻纤纱与PTFE纤维混纺纱，纬纱为经过膨体加工的超细玻纤纱与PTFE纤维混纺纱制成。

所述的玻纤和PTFE纤维混纺滤料的制备方法，包括以下步骤：

（1）超细玻纤单纱经过退解、并合、加捻等工艺加工制成一定规格的超细玻纤纱；再将超细玻纤纱与PTFE纤维并合、加捻制成混纺纱；所述PTFE纤维的含量控制在55wt%--60wt%；

（2）将超细玻纤与PTFE混纺纱引入膨体纱机，进行膨化、变形加工，制成超细玻纤与PTFE纤维混纺膨体纱；

（3）将步骤（1）制得的超细玻纤与PTFE混纺纱作为经纱，经过整经、穿综等工序制成经纱轴，采用步骤（2）制成的超细玻纤和PTFE混纺纱作为纬纱，织造成玻纤和PTFE纤维混纺膨体布；

（4）将玻纤和PTFE纤维混纺膨体布进行烧结处理；

（5）将烧结后的滤料引入聚四氟乙烯溶液浸渍槽中进行后整理加工，包括：聚四氟乙烯溶液的浸渍处理—挥发处理—烘干处理—烧结处理—热压定型—检验收卷等工序；所述浸渍处理温度在300℃以上，PTFE会在高温中呈现半熔融状态，将玻纤与PTFE纤维粘结在一起；

（6）将加工后的滤料与聚四氟乙烯微孔膜引入热覆合机器，通过拉伸牵引使微孔膜伸展开，再经过高温、热压的方式将聚四氟乙烯微孔薄膜与混纺膨体滤料牢固的结合在一起，制成玻纤和PTFE纤维混纺滤料。

本发明玻纤和PTFE混纺滤料的经纬纱使用玻纤与PTFE纤维混纺纱线，显著提高滤料的整体柔韧性，提高滤料的耐折性；混纺滤料的覆膜牢度高，采用热轧覆膜工艺，由于经纬纱中植入PTFE纤维，与PTFE乳液和PTFE微孔薄膜在高温半熔融状态下结合效果好，既保证覆膜牢度，又兼顾透气量。

混纺滤料四层结构，过滤精度高，具有表面过滤功效。

本发明滤料表层为光滑、致密的聚四氟乙烯微孔膜，过滤方式实现“表面过滤”，有利于对细致粉尘收集，捕尘效果稳定，因而捕尘效率高于其它过滤材料，除尘率达99.995%以上；并且滤料容易清灰，运行阻力只有传统滤料的1/3，其过滤效率和过滤速度显著提高。

滤料第二层为聚四氟乙烯浸渍处理后形成的聚四氟乙烯浸渍层，该层可以在聚四氟乙烯微孔膜和聚四氟乙烯纤维网之间起到桥梁的作用，便于二者的结合，增大覆膜牢固度和耐久度。

滤料第三层为玻纤和PTFE纤维混纺膨体布，由于玻纤和PTFE纤维混纺膨体布耐酸耐碱、耐高温和耐水性能，可以提高滤料的耐腐蚀性能；同时，玻纤和PTFE纤维混纺膨体布在纺纱过程中加入高强PTFE纤维，一是起到增强混纺纱线的柔韧性作用；二是起到加强筋的作用，使复合梯次滤料保持很高的抗拉强度，延长滤料的使用寿命。

滤料第四层为聚四氟乙烯浸渍处理后形成的聚四氟乙烯浸渍层，该层可以提高滤料净气面的耐温、耐腐、抗结露等综合性能；同时保证滤料表面光滑，有利于气流的顺利通过，降低运行阻力。

本发明的玻纤和PTFE纤维混纺滤料，浸渍处理层和混纺膨体布层的孔隙率大于聚四氟乙烯微孔薄膜，对进入滤料内部的含尘气体可以起到分散气流作用，有效减少过滤阻力。

聚四氟乙烯产品具有耐高低温、耐腐蚀、耐气候、高润滑不粘附、无毒害等优点，由于聚四氟乙烯微孔薄膜的孔径小到0.1μm-2.0μm，烟尘过滤时无需形成粉尘层，依靠自身的捕尘功能即可有良好的捕尘效果，粉尘捕集滤可达99.99%以上；同时可控制粉尘进入滤料深处，防止滤料被堵塞；另外，薄膜表面动摩擦系数减小，提高了清灰性能，还有助于提高自身的疏水性，可防止滤料因结露造成滤袋结垢。

本发明的玻纤和PTFE纤维混纺滤料表面PTFE微孔薄膜的微观结构如图2所示。5为PTFE纤维，6为超细玻纤纱，玻纤和PTFE混纺滤料第一层到第四层孔隙率逐渐增大，有利于气流顺利通过。极少数进入滤料内部的粉尘，很容易在气流的冲击下穿过滤料，确保滤料内部不易集尘，滤料在长期运行后阻力基本不升高或者上升速度缓慢。有效降低滤料的压降，减少清灰次数，节约成本，同时还能延长滤料的使用寿命。

附图说明

图1为本发明玻纤和PTFE纤维混纺滤料的结构示意图

图2为超细玻纤纱和PTFE纤维混纺纱线结构示意图

1—聚四氟乙烯微孔膜层，2-聚四氟乙烯浸渍处理层，3—玻纤和PTFE纤维混纺膨体布层，4—聚四氟乙烯浸渍处理层，5—PTFE纤维，6—超细玻纤纱。具体实施方式

以下结合实施例对本发明的玻纤和PTFE纤维混纺滤料及其制备方法进行描述。

如图1所示，本发明的玻纤和PTFE纤维混纺滤料包括由迎尘层到净气层四层结构，表层（迎尘层）为聚四氟乙烯微孔膜层1，第二层为聚四氟乙烯浸渍处理层2，第三层为玻纤和PTFE混纺膨体布层3，第四层为聚四氟乙烯浸渍处理层4，该混纺滤料过滤精度高，具有表面过滤功效。

本滤料表层为光滑、致密的聚四氟乙烯微孔膜，过滤方式实现“表面过滤”，有利于对细致粉尘收集，捕尘效果稳定，因而捕尘效率高于其它过滤材料，除尘率达99.995%以上；并且滤料容易清灰，运行阻力只有传统滤料的1/3，其过滤效率和过滤速度显著提高。

滤料第二层为聚四氟乙烯浸渍处理后形成的聚四氟乙烯浸渍层，该层可以在聚四氟乙烯微孔膜和聚四氟乙烯纤维网之间起到桥梁的作用，便于二者的结合，增大覆膜牢固度和耐久度。

滤料第三层为玻纤和PTFE纤维混纺膨体布，由于玻纤和PTFE纤维混纺膨体布耐酸耐碱、耐高温和耐水性能，可以提高滤料的耐腐蚀性能；同时，玻纤和PTFE纤维混纺膨体布在纺纱过程中加入高强PTFE纤维，一是起到增强混纺纱线的柔韧性作用；二是起到加强筋的作用，使复合梯次滤料保持很高的抗拉强度，延长滤料的使用寿命。

滤料第四层为聚四氟乙烯浸渍处理后形成的聚四氟乙烯浸渍层，该层可以提高滤料净气面的耐温、耐腐、抗结露等综合性能；同时保证滤料表面光滑，有利于气流的顺利通过，降低运行阻力。

其中，所述聚四氟乙烯微孔膜层的孔径为0.1μm-2.0μm之间。所述玻纤和PTFE纤维混纺膨体布层的经纱为超细玻纤纱，纬纱为超细玻纤膨体纱与PTFE纤维并捻制成。

该滤料的具体制备方法如下：

（1）将超细玻纤单纱经过退解、并合、加捻等工艺加工分别制成56tex和110tex的超细玻纤纱备用。

（2）将步骤（1）制成的56tex的超细玻纤纱与80tex的PTFE纤维进行并合、加捻，制成136tex的超细玻纤与PTFE纤维混纺纱备用。

（3）将步骤（2）制成的110tex超细玻纤纱和162tex的PTFE纤维进行并合、加捻，制成规格为272tex的超细玻纤和PTFE混纺纱,所述PTFE纤维的含量控制在58wt%，然后进行膨体加工制成272tex的超细玻纤与PTFE纤维混纺膨体纱备用。

（4）将步骤（2）制得的136tex超细玻纤与PTFE混纺纱作为经纱，经过整经、穿综等工序制成经纱轴，采用步骤（3）制成的272tex的超细玻纤和PTFE混纺膨体纱作为纬纱，在织布机上织造成膨体布。

（5）将步骤（4）制成的玻纤和PTFE纤维混纺膨体布进行烧结处理，去除超细玻纤表面残留的浸润剂，以利于后整理加工时，浸渍溶液与混纺膨体布的充分结合。

（6）后整理加工，将步骤（5）制得的滤料引入聚四氟乙烯溶液浸渍槽中进行后整理加工，包括：聚四氟乙烯溶液的浸渍处理—挥发处理—烘干处理—烧结处理—热压定型—检验收卷等工序；制成780g/㎡的玻纤和PTFE纤维混纺滤料。其中浸渍处理温度在400℃，当浸渍处理温度在300℃以上时，PTFE会在高温中呈现半熔融状态，将玻纤与PTFE纤维粘结在一起。

（7）热覆膜加工，将步骤（6）进行浸渍处理后的滤料与聚四氟乙烯微孔膜共同引入热复合机器，通过拉伸牵引使微孔膜伸展开，再经过热辊的高温、热压的方式将伸展开的聚四氟乙烯微孔薄膜与混纺滤料牢固的结合在一起，制成780g/m²玻纤和PTFE纤维混纺滤料。

本发明滤料性能参数如下表：

本发明的玻纤和PTFE纤维混纺滤将玻璃纤维材料和聚四氟乙烯材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料，性价比更高，从而满足烟气成份复杂、温度高、腐蚀大的工况的烟尘过滤要求。

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)

1.一种玻纤和PTFE纤维混纺滤料的制备方法，包括以下步骤：

(1)超细玻纤单纱经过退解、并合、加捻工艺加工制成一定规格的超细玻纤纱；再将超细玻纤纱与PTFE纤维并合、加捻制成混纺纱；所述PTFE纤维的含量控制在55wt％-60wt％；

(2)将超细玻纤与PTFE混纺纱引入膨体纱机，进行膨化、变形加工，制成超细玻纤与PTFE纤维混纺膨体纱；

(3)将步骤(1)制得的超细玻纤与PTFE混纺纱作为经纱，经过整经、穿综工序制成经纱轴，采用步骤(2)制成的超细玻纤和PTFE混纺纱作为纬纱，织造成玻纤和PTFE纤维混纺膨体布；

(4)将玻纤和PTFE纤维混纺膨体布进行烧结处理；

(5)将烧结后的滤料引入聚四氟乙烯溶液浸渍槽中进行后整理加工，包括：聚四氟乙烯溶液的浸渍处理—挥发处理—烘干处理—烧结处理—热压定型—检验收卷工序；所述浸渍处理温度在300℃以上，PTFE会在高温中呈现半熔融状态，将玻纤与PTFE纤维粘结在一起；

(6)将加工后的滤料与聚四氟乙烯微孔膜引入热覆合机器，通过拉伸牵引使微孔膜伸展开，再经过高温、热压的方式将聚四氟乙烯微孔薄膜与混纺膨体滤料牢固的结合在一起，制成玻纤和PTFE纤维混纺滤料。

2.一种由权利要求1所述的制备方法制造的玻纤和PTFE纤维混纺滤料，其由迎尘面到净气面依次包括聚四氟乙烯微孔膜层，聚四氟乙烯浸渍处理层，玻纤和PTFE纤维混纺膨体布层以及聚四氟乙烯浸渍处理层；所述聚四氟乙烯微孔膜层的孔径为0.1μm-2.0μm之间；所述玻纤和PTFE纤维混纺膨体布层的经纱为超细玻纤与PTFE纤维混纺纱，纬纱为经过膨体加工的超细玻纤与PTFE纤维混纺纱制成。