CN103993508B - 玻璃纤维棉、核级玻璃纤维空气过滤纸和制造核级玻璃纤维的空气过滤纸的方法 - Google Patents

玻璃纤维棉、核级玻璃纤维空气过滤纸和制造核级玻璃纤维的空气过滤纸的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种玻璃纤维棉，按质量计由以下组分组成：SiO2：54-59％，Al2O3：5-8％，CaO：1-3％，MgO：0.5-2％，K2O：1.5-3.5％，Na2O：9-11％，B2O3：9-12％，ZnO：3-5％，BaO：4-7％。本发明还提供一种玻璃纤维棉空气过滤纸，所述过滤纸由直径为2.5～3.0mm和直径为0.3-0.4um的该种玻璃纤维棉以及丙烯酸树脂和有机硅混合粘结剂制成。本发明的玻璃纤维棉具有棉良好的耐辐射、耐酸和耐水性；丙烯酸树脂良好的粘结性，有机硅添加剂良好的耐水性为核级玻璃纤维空气过滤纸的使用创造了条件，本发明玻璃纤维空气过滤纸可耐1×104Gy的辐射剂量。

Description

玻璃纤维棉、核级玻璃纤维空气过滤纸和制造核级玻璃纤维的空气过滤纸的方法
技术领域
本发明属于玻璃纤维滤纸制造技术领域，涉及一种玻璃纤维棉，基于该玻璃纤维棉的核级玻璃纤维空气过滤纸和制造该核级玻璃纤维的空气过滤纸的方法。
背景技术
核级空气过滤器广泛应用于核电站、核工厂、核军工等行业。主要用作核岛HVAC(暖通空调)系统和常规岛的空气净化系统，与过滤箱体、过滤排架等净化装置配合使用，在进、排风系统中起到提供洁净空气、放射性污染排放控制的作用。核级空气过滤器按照效率等级分为高、中、初效三个等级，除了初效过滤器用到金属丝或玻纤毡，其余过滤器的过滤材料均为玻璃纤维滤料。
由于国外核电发展时间长、技术成熟，核级空气过滤器的性能和质量处于世界领先地位，其配套的过滤材料也具有性能良好、质量稳定的优势。国内空气净化行业起步相应较晚，对于过滤材料的研究水平相对不高，尤其是核级空气过滤材料的研发方面几乎没有涉足。
随着国家核产业的飞速发展和能源战略的调整，对核级空气过滤器的需求量越来越大。作为空气过滤器的核心部件，核级滤材的国产化对于打破国外产品的垄断地位，摆脱核级空气过滤器受制于人的不利局面，具有深远的社会意义。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种核级玻璃纤维空气过滤纸和制造核级玻璃纤维的空气过滤纸的方法，本发明还提供一种新型玻璃纤维棉。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：玻璃纤维棉，按质量计由以下组分组成：SiO2：54-59％，Al2O3：5-8％，CaO：1-3％，MgO：0.5-2％，K2O：1.5-3.5％，Na2O：9-11％，B2O3：9-12％，ZnO：3-5％，BaO：4-7％。
核级玻璃纤维空气过滤纸，该核级玻璃纤维气过滤纸由直径为2.5～3.0mm和直径为0.3～0.4um的玻璃纤维棉以及粘结剂制成，所述玻璃纤维棉按质量计由以下组分组成：SiO2：54-59％，Al2O3：5-8％，CaO：1-3％，MgO：0.5-2％，K2O：1.5-3.5％，Na2O：9-11％，B2O3：9-12％，ZnO：3-5％，BaO：4-7％。
作为本发明核级玻璃纤维空气过滤纸的优选，所述粘结剂为丙烯酸树脂和有机硅混合物。
作为本发明核级玻璃纤维空气过滤纸的优选，所述直径为2.5～3.0mm和直径为0.3～0.4um的玻璃纤维棉质量比为1:4.5～5.5。
制造核级玻璃纤维空气过滤纸的方法，包括以下步骤：
1)分散制浆：按照质量比为1：4.5～5.5选取直径为2.5～3.0mm和直径为0.3-0.4um的玻璃纤维棉，加水和酸后均匀分散得到浆料；
2)湿法成型：稀释步骤1)的浆料至质量浓度为0.1％～0.3％，除渣后成型得湿纸；
3)喷涂施胶：对步骤2)的湿纸进行喷胶处理；
4)抽吸：对步骤3)含胶料的湿纸进行抽吸脱水，使滤纸的含湿率＜50％；
5)干燥：100～200℃干燥处理步骤4)的湿纸得产品。
作为本发明制造核级玻璃纤维空气过滤纸的方法进一步优选，步骤1)所得浆料的pH值为3.5～4.0，质量浓度为为2％～2.5％，分散时间为20～30分钟。
作为本发明制造核级玻璃纤维空气过滤纸的方法进一步优选，步骤3)所喷胶料为丙烯酸乳液和有机硅混合物。
本发明的有益效果在于：本发明的核级玻璃纤维空气过滤纸使用丙烯酸乳液和有机硅作为粘结剂，丙烯酸树脂具有良好的粘结性能，有机硅可以同时与玻璃纤维和丙烯酸树脂结合，增强粘结效果；本发明的有机硅还能够阻止硼酸对玻璃纤维表面侵蚀。本发明玻璃纤维棉中含Na+、K+离子，在酸的作用下，可以起到保护硅胶层的作用；而且玻璃纤维棉中的B203和ZnO可以进一步增强玻璃纤维耐水性。本发明的玻璃纤维棉具有棉良好的耐辐射、耐酸和耐水性，丙烯酸树脂良好的粘结性，有机硅良好的耐水性为核级玻璃纤维空气过滤纸的使用创造了条件。经检测，本发明玻璃纤维空气过滤纸可耐1×104Gy的辐射剂量，玻璃纤维过滤纸就能有效减少放射性物质的排出。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1：
本实施例核级玻璃纤维空气过滤纸的制作方法，包括以下步骤：
1)分散制浆：按照质量比为1：5选取直径为2.7mm和直径为0.35um的玻璃纤维棉，加水和酸后均匀分散得到浆料；
2)湿法成型：稀释步骤1)的浆料至质量浓度为0.2％，除渣后成型得湿纸；
3)喷涂施胶：对步骤2)的湿纸进行喷胶处理；
4)抽吸：对步骤3)含胶料的湿纸进行抽吸脱水，使滤纸的含湿率38％；
5)干燥：150℃干燥处理步骤4)的湿纸得产品。
本实施例中，所述粘结剂为丙烯酸树脂和有机硅混合物。
本实施例中，步骤1)所得浆料的pH值为3.8，质量浓度为为2.3％，分散时间为25分钟。
本实施例中，所述玻璃纤维棉按质量计由以下组分组成：SiO2：56％，Al2O3：7％，CaO：2％，MgO：1.5％，K2O：2.5％，Na2O：2％，B2O3：10％，ZnO：4％，BaO：5％。
实施例2：
本实施例核级玻璃纤维空气过滤纸的制作方法，包括以下步骤：
1)分散制浆：按照质量比为1：4.5选取直径为3.0mm和直径为0.3um的玻璃纤维棉，加水和酸后均匀分散得到浆料；
2)湿法成型：稀释步骤1)的浆料至质量浓度为0.3％，除渣后成型得湿纸；
3)喷涂施胶：对步骤2)的湿纸进行喷胶处理；
4)抽吸：对步骤3)含胶料的湿纸进行抽吸脱水，使滤纸的含湿率30％；
5)干燥：200℃干燥处理步骤4)的湿纸得产品。
本实施例中，所述粘结剂为丙烯酸树脂和有机硅混合物。
本实施例中，步骤1)所得浆料的pH值为3.5，质量浓度为2.5％，分散时间为20分钟。
本实施例中，所述玻璃纤维棉按质量计由以下组分组成：SiO2：59％，Al2O3：5％，CaO：3％，MgO：0.5％，K2O：3.5％，Na2O：9％，B2O3：12％，ZnO：3％，BaO：7％。
实施例3：
本实施例核级玻璃纤维空气过滤纸的制作方法，包括以下步骤：
1)分散制浆：按照质量比为1：5.5选取直径为2.5mm和直径为0.4um的玻璃纤维棉，加水和酸后均匀分散得到浆料；
2)湿法成型：稀释步骤1)的浆料至质量浓度为0.1％，除渣后成型得湿纸；
3)喷涂施胶：对步骤2)的湿纸进行喷胶处理；
4)抽吸：对步骤3)含胶料的湿纸进行抽吸脱水，使滤纸的含湿率为50％；
5)干燥：100℃干燥处理步骤4)的湿纸得产品。
本实施例中，所述粘结剂为丙烯酸树脂和有机硅混合物。
本实施例中，步骤1)所得浆料的pH值为4.0，质量浓度为为2％，分散时间为30分钟。
本实施例中，所述玻璃纤维棉按质量计由以下组分组成：SiO2：54％，Al2O3：8％，CaO：1％，MgO：2％，K2O：1.5％，Na2O：11％，B2O3：9％，ZnO：5％，BaO：4％。
本发明的核级玻璃纤维空气过滤纸使用丙烯酸乳液和有机硅作为粘结剂，丙烯酸树脂具有良好的粘结性能，有机硅可以同时与玻璃纤维和丙烯酸树脂结合，增强粘结效果；本发明的有机硅还能够阻止硼酸对玻璃纤维表面侵蚀，减少硼酸的排出。本发明玻璃纤维棉中含Na+、K+离子，在酸的作用下，可以起到保护硅胶层的作用；而玻璃纤维棉中的B203和ZnO可以进一步玻璃纤维耐水性。本发明的玻璃纤维棉具有棉良好的耐辐射、耐酸和耐水性，丙烯酸树脂良好的粘结性，有机硅良好的耐水性为核级玻璃纤维空气过滤纸的使用创造了条件。经检测，本发明玻璃纤维空气过滤纸可耐1×104Gy的辐射剂量，玻璃纤维过滤纸就能有效减少放射性物质的排出。
将实施例1制备的核级玻璃纤维空气过滤纸与传统过滤材料进行比较检测，结果如下表所示：
由此可见，本发明制得的阻燃性玻璃纤维空气过滤纸不仅不影响空气过滤纸的各项指标，反而具备普通玻璃纤维空气过滤纸没有的高防水和耐酸性能。因此，本发明制得的核级玻璃纤维空气过滤纸是一种高性能安全环保的材料。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.核级玻璃纤维空气过滤纸，其特征在于：所述玻璃纤维空气过滤纸由直径为2.5～3.0mm和直径为0.3-0.4μm 的玻璃纤维棉以及粘结剂制成，所述玻璃纤维棉按质量计由以下组分组成：SiO2：54-59％，Al2O3：5-8％，CaO：1-3％，MgO：0.5-2％，K2O：1.5-3.5％，Na2O：9-11％，B2O3：9-12％，ZnO：3-5％，BaO：4-7％。
2.根据权利要求1所述核级玻璃纤维空气过滤纸，其特征在于：所述粘结剂为丙烯酸树脂和有机硅混合物。
3.根据权利要求1所述核级玻璃纤维空气过滤纸，其特征在于：所述直径为2.5～3.0mm和直径为0.3-0.4μm 的玻璃纤维棉质量比为1:4.5～5.5。
4.制造核级玻璃纤维空气过滤纸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)分散制浆：按照质量比为1：4.5～5.5选取直径为2.5～3.0mm和直径为0.3-0.4μm 的玻璃纤维棉，加水和酸后均匀分散得到浆料；
2)湿法成型：稀释步骤1)的浆料至质量浓度为0.1％～0.3％，除渣后成型得湿纸；
3)喷涂施胶：对步骤2)的湿纸进行喷胶处理；
4)抽吸：对步骤3)含胶料的湿纸进行抽吸脱水，使滤纸的含湿率＜50％；
5)干燥：100～200℃干燥处理步骤4)的湿纸得产品。
5.根据权利要求4所述制造核级玻璃纤维空气过滤纸的方法，其特征在于：步骤1)所得浆料的pH值为3.5～4.0，质量浓度为2％～2.5％，分散时间为20～30分钟。
6.根据权利要求4所述制造核级玻璃纤维空气过滤纸的方法，其特征在于：步骤3)所喷胶料为丙烯酸乳液和有机硅混合物。
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