CN104771959B - 一种玻璃纤维过滤材料制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种玻璃纤维过滤材料制备方法，具体步骤为：将长石、纯碱、硼酸、碳酸钡、碳酸钾和石灰石等原料进行混合，制成玻璃球，在窑炉将玻璃球熔融获得玻璃液，在漏板进行一次拉丝，经过燃烧室的火焰喷吹成为玻璃纤维，经过喇叭口集棉室，在出口处与粘结剂混合，成为玻璃棉毡，棉毡在负压风机的作用下，吸附在集棉装置的网带上层的无纺布上，进入固化炉固化之后，成为玻璃纤维过滤材料。本发明采用火焰喷吹法制备玻璃纤维均匀性好、直径小和强度高；喇叭口集棉室对玻璃纤维棉进行冷却，使玻璃棉毡保持良好的过滤性能；所制备的过滤材料过滤效率高，能过滤颗粒直径小的杂质，使用寿命长，应用比较广泛。

Description

一种玻璃纤维过滤材料制备装置

技术领域

本发明涉及一种过滤材料制备装置，尤其是涉及一种玻璃纤维过滤材料制备装置，属于过滤材料领域。

背景技术

过滤是在推动力或者其他外力作用下悬浮液(或含固体颗粒发热气体)中的液体(或气体)透过介质，固体颗粒及其他物质被过滤介质截留，从而使固体及其他物质与液体(或气体)分离的操作。因此，对过滤材料要求较高，需有较好的机械性能、使用性能和过滤性能。

公开号为1698949A的中国专利提供了一种吸附净化的过滤材料，将经过化学改性颗粒活性炭用气流输送的方法分布在一面经过缩孔处理并且具有低熔点外壳和高熔点核心的三维双组份纤维中，将具有一定过滤精度的无纺布过滤基材复合在一面或两面后在一定温度的热环境下整平，其优点不仅过滤颗粒，而且去除有害气体。但是，此材料结构复杂，颗粒捕获效率较低，过滤材料的寿命较低。

公开号为1721035A的中国专利提供一种蓬松玻璃纤维过滤材料的制造方法，是将玻璃经熔融后在压力作用下通过微孔喷射出来形成细丝，然后加上粘结剂进行粘结，经过多层叠合蓬松化，并且在两表面形成平整的皮状表皮，最后在其表面添加阻燃剂。该产品具有良好的阻燃性能，制作工艺简单，但是，其制备的玻璃纤维直径和孔隙率较大，不能过滤直径较小的颗粒，过滤效果不好。

玻璃纤维由于高强、耐腐蚀、耐高温、光滑憎水、尺寸稳定不变形，经过浸渍涂层处理后又提高其耐磨性，因此是一种理想的过滤材料。它与棉麻相比，更耐高温和耐腐蚀；与化学纤维相比，强度更高和尺寸更加稳定。尤其是耐高温、不着火、不燃烧，更是天然纤维、化学纤维无法比拟的，因此，玻璃纤维过滤材料取得了飞速的发展。

目前玻璃棉毡的生产方法主要分为两种，分别是离心法和火焰法。离心法玻璃纤维直径较大、强度低，过滤效果不好。火焰法玻璃棉是将熔融玻璃制成玻璃球、棒或块状物，使其再次融化，形成一次丝，在胶辊的牵引下送到燃烧室喷出的火焰中，在集棉室出口与粘结剂混合，沉积到网带上，最后，经过固化炉固化，制成玻璃棉毡。火焰喷吹法生产规模小、投资少、占地面小等特点，同时，采用火焰喷吹法制备的玻璃纤维直径小，柔性大和强度高等特点，因此，过滤材料常常选用火焰法制备的玻璃纤维。

复合玻璃纤维过滤纸是用超细玻璃纤维作过滤层，并在其两面或单面复合以合成纤维或天然纤维做保护层，从而提高了过滤纸的机械强度。复合后过滤效率高、容尘量大、阻力小、机械强度大、化学稳定高等特点。可用于过滤油、水中的固体杂质，也可用于过滤大气中的尘埃和各种气溶胶粒子。在高级航空油过滤、船舶及重型机械液压传动系统的液压油过滤、核电站过滤、制药、化工等方面得到广泛应用。

公开号为104174223A的中国专利提供了一体化生产空调过滤用玻璃纤维过滤毡的方法及其产品。其制备步骤为：将硼砂、钾长石粉和白云石等混合，融化制得玻璃液；玻璃液漏板拉丝形成玻璃细流，经火焰喷吹为玻璃纤维棉；经过扩散桶冷却，并输送到无纺布上；玻璃棉和不纺布复合，干燥得产品。此发明采用扩散桶冷却玻璃纤维棉，达到降温的效果。但是，由于火焰喷吹温度较高，在出口处玻璃纤维的温度仍然较高，遇到粘结剂会发生固化不均匀现象，影响玻璃棉毡结构，进而会影响过滤材料的性能。

本发明采用火焰喷吹法制备的玻璃纤维，通过优化了喷吹工艺，得到了纤维直径细、纤维排布均匀和性能优异的纤维。安装喇叭口型集棉室对玻璃纤维进行降温处理，防止与胶粘剂混合时，由于温度过高使胶粘剂发生部分固化，阻止液体胶通过毛细引力向纤维束中的单丝纤维表面扩展，仅在纤维束表面结壳，导致纤维中胶的均匀性变差，影响玻璃棉毡的过滤性能。在玻璃纤维下层铺设具有过滤性的无纺布组成多级复合型玻璃纤维过滤布，过滤效率高，使用寿命长，应用广泛。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种玻璃纤维过滤材料制备方法，制备过滤能力强、效率高和使用寿命长的过滤材料；以及为此方法配套的专用装置。

为实现本发明的目的采用的技术方案是：提供一种玻璃纤维过滤材料。

一种玻璃纤维过滤材料，其制备方法包括以下四个步骤：

1、长石、纯碱、硼酸、碳酸钡、碳酸钾和石灰石等原料按一定比例进行混合，经过熔融，制成玻璃球。

2、玻璃球在窑炉中熔融获得玻璃液，玻璃液导至漏板进行一次拉丝，其拉丝经过燃烧室的火焰喷吹进行二次拉丝成为玻璃纤维，进入喇叭口型集棉室。

3、玻璃纤维从喇叭口型集棉室通过，在出口处与粘结剂混合，成为玻璃棉毡，棉毡在负压风机的作用下，吸附在集棉装置的网带上层的无纺布上，在负压风机和粘结剂的作用下，粘结剂与无纺布紧密结合。

4、玻璃棉毡和无纺布随着网带一起运动，进入固化炉固化，经过打卷机打卷，成为玻璃纤维过滤材料。

用于制备玻璃纤维过滤材料的装置由窑炉、漏板、胶辊、燃烧室、喇叭口型集棉室、集棉网、无纺布、集棉箱体、负压风机、喷胶管、传送装置和固化炉组成。

所述的燃烧室喷出的火焰为天然气和空气的混合气体，比例为3～4∶1，火焰温度为900～1000℃，压力为0.02～0.03MPa，喷吹速度为20～25m/s。

喇叭口集棉室壳体由外层壳体和内层壳体组成。外层壳体整体封闭，上方连接冷气管，冷气管直径为10～30cm，温度为5～10℃，冷气管上安装有喇叭型进气口。内层壳体设有圆形气孔，均匀分布在壳体两侧，集棉室中高速气流会在沉降室内壁产生负压，从而吸附沉降室外的冷空气进来，对玻璃纤维进行冷却。

喇叭口导棉室的右侧为整体封闭集棉箱体，箱体为倒置的直角梯形，左侧具有一定的斜度，左侧和上侧开有均匀的孔洞，外部设有带有孔洞的不锈钢网带，内部安装有负压风机。

所制备的玻璃纤维直径为1～4μm，玻璃棉毡的厚度为3～10mm。粘结剂为改性酚醛树脂，具有良好的耐温性和柔韧性。所述的无纺布以聚丙烯为原料制备的熔喷无纺布，厚度为0.5～3.0mm，孔隙率为75％～85％。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)通过模拟计算天然气和空气的混合比例、压力、温度和喷吹速度，采用喷吹法制备玻璃纤维均匀性更好、直径更小和强度更高。

(2)采用喇叭口集棉室降温，可以使玻璃棉与胶粘剂能充分均匀混合，不发生固化，使玻璃棉毡保持良好的性能，提高过滤材料的性能。

(3)玻璃纤维与无纺布组成的多级过滤材料玻璃纤维过滤材料过滤效率高，能过滤颗粒直径小的杂质，使用寿命长，应用比较广泛。

附图说明

图示为一种玻璃纤维过滤材料制备装置的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。

实施例1

如图1所示的一种制备玻璃纤维过滤材料的装置，它包括：窑炉10，漏板20，一次丝30，胶辊40，燃烧室50，喇叭口集棉室60，二次丝70，喷胶管80，玻璃棉毡90，集棉箱体100，负压风机110，传送装置120，集棉网130，无纺布140，固化炉150。

燃烧室喷出的火焰为天然气和空气的混合气体，比例为3.5∶1，火焰温度为950℃，压力为0.025MPa，喷吹速度为20m/s；玻璃纤维直径为3μm，玻璃棉毡厚度为10mm；无纺布的厚度为2mm，其滚轴在集棉箱体下方，绕过集棉箱体下方的滚轴随网带运动；固化温度为200℃，固化时间为4min。

一种玻璃纤维过滤材料，其制备方法包括以下四个步骤：

1、长石、纯碱、硼酸、碳酸钡、碳酸钾和石灰石等原料按一定比例进行混合、熔融，制成玻璃球。

2、玻璃球在窑炉10熔融获得玻璃液，玻璃液导至漏板20进行一次拉丝成为一次丝30，一次丝经过胶辊40牵引在，燃烧室50的火焰喷吹进行二次拉丝成为直径为3μm二次丝70进入喇叭口集棉室60。

3、玻璃纤维从喇叭口集棉室通过，在出口处与粘结剂80混合，制备成10mm厚度玻璃棉毡90。棉毡在负压风机110的作用下，吸附在集棉装置的网带130上层的2mm厚度无纺布140上，在负压风机和粘结剂的作用下，粘结剂与无纺布紧密结合。

4、玻璃棉毡和无纺布随着网带一起运动，进入固化炉150固化，经过打卷机打卷，成为玻璃纤维过滤材料。

上述仅为本发明单个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种玻璃纤维过滤材料制备装置，其特征在于由窑炉、漏板、胶辊、燃烧室、喇叭口集棉室、集棉网、无纺布、集棉箱体、负压风机、喷胶管、传送装置和固化炉组成；所述的喇叭口集棉室壳体由外层壳体和内层壳体组成，外层壳体整体封闭，上方连接冷气管，冷气管直径为10～30cm，温度为5～10℃，冷气管上安装有喇叭型进气口，内层壳体设有圆形气孔，均匀分布在壳体两侧；所述的集棉箱体为倒置的直角梯形，左侧具有一定的斜度，左侧和上侧开有均匀的孔洞，外部设有带有孔洞的不锈钢网带，内部安装有负压风机；所述的无纺布以聚丙烯为原料制备的熔喷无纺布，厚度为0.5～3.0mm，孔隙率为75％～85％，其滚轴在集棉箱体下方，绕过集棉箱体下方的滚轴随网带运动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于燃烧室喷出的火焰为天然气和空气的混合气体，比例为3～4∶1，火焰温度为900～1000℃，压力为0.02～0.03MPa，喷吹速度为20～25m/s。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所制备的玻璃纤维直径为1～4μm，玻璃棉毡的厚度为3～10mm，粘结剂为改性酚醛树脂，具有良好的耐温性和柔韧性。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于固化炉的固化温度为180～240℃，固化时间为3～5min。