CN105755823A - 一种对滤料进行ptfe浸渍处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对滤料进行PTFE浸渍处理的方法，属于环保装备生产技术领域，包括以下步骤：步骤一，浸渍液制备；步骤二，浸渍处理；步骤三，烘箱干燥；所述步骤一中，浸渍液由PTFE乳液、抗氧剂、钛酸酯偶联剂、粘合剂、纳米级炭黑颗粒、环氧树脂、去离子水混合制备而成；所述步骤二中，将滤料在浸渍液中浸渍后经过涂胶机压轧去液；所述步骤三中，将压轧后的滤料在120℃～210℃的烘箱中干燥5min～7min。该技术方案得到的滤料产品具有优异的耐腐蚀性、防水防油性能，延长滤料使用寿命，有益效果显著。

Description

一种对滤料进行PTFE浸渍处理的方法
技术领域
本发明涉及一种对滤料进行PTFE浸渍处理的方法，属于环保装备生产技术领域。
背景技术
随着袋式除尘在行业内的兴起，滤袋作为袋式除尘器的核心部件，对各种复杂工况的适用性也要日益提高。目前最常用的滤袋为聚苯硫醚（PPS）复合滤袋，其优点是适合于使用高硫煤的场所，同时具有较高的耐腐蚀、耐高温以及氧含量工况条件下，滤料的抗高温性能和耐氧化性能优异，性价比高。但是此类滤袋防水防油效果较差，因此一般需要进行物理、化学处理，改善其防水防油性能。
PTFE化学稳定性和耐腐蚀性好，几乎可以抵抗所有的酸、碱、强氧化剂，对各种有机溶剂不溶，化学稳定性好，利用PTFE的优异性能，可用其对过滤材料进行相关处理，对滤料起到一定保护作用。PTFE在滤料上的应用主要有下列方式：PTFE复合滤料，PTFE覆膜滤料、PTFE浸渍涂层，通过这些后整理，滤料的内部和表层结构会有所改变，使结构更均匀，过滤更高效，尺寸更稳定。
PTFE浸渍涂层是将滤料浸渍在配好的PTFE分散液中，在经过干燥箱干燥，使纤维表面包覆一层PTFE薄膜，利用PTFE优异的化学稳定性对滤料上的纤维起到保护作用，阻隔具有氧化性或腐蚀性的气体和液滴对滤料产生的损害。但是，由于PTFE是非极性分子，分子链间作用力弱，大分子链容易发生断裂或者是滑移，PTFE分散液涂层成膜性差，涂层内部存在缺陷，不能形成完整连续的薄膜，且PTFE与其他分子间作用力也小，与基材粘结牢度差，涂层耐磨性不高。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种对滤料进行PTFE浸渍处理的方法，具体技术方案如下：
一种对滤料进行PTFE浸渍处理的方法，包括以下步骤：步骤一，浸渍液制备；步骤二，浸渍处理；步骤三，烘箱干燥；
所述步骤一中，浸渍液由PTFE乳液、抗氧剂、钛酸酯偶联剂、粘合剂、纳米级炭黑颗粒、环氧树脂、去离子水混合制备而成；
所述步骤二中，将滤料在浸渍液中浸渍后经过涂胶机压轧去液；
所述步骤三中，将压轧后的滤料在120℃～210℃的烘箱中干燥5min～7min。
作为上述技术方案的改进，所述步骤一中，浸渍液中各组分按照以下质量分数：
PTFE乳液10%～20%
抗氧剂0.2%～0.4%
钛酸酯偶联剂0.5%～2%
粘合剂1%～3%
纳米级炭黑颗粒8%～12%
环氧树脂1%～2%
去离子水余量
均匀混合而成。
作为上述技术方案的改进，所述步骤二中，滤料在浸渍液中浸渍时间为10s～20s，浸渍后涂胶机的压轧率保持在30%以上。
作为上述技术方案的改进，所述步骤三中，烘箱干燥分为预烘、烘焙两步，且预烘、烘焙交替进行三次。
作为上述技术方案的改进，所述步骤三中，第一次交替的烘箱干燥为第一预烘和第一烘焙，其中第一预烘温度为120℃～130℃，第一烘焙温度为200℃～210℃。
作为上述技术方案的改进，所述步骤三中，第二次交替的烘箱干燥为第二预烘和第二烘焙，其中第二预烘温度为130℃～140℃，第二烘焙温度为190℃～200℃。
作为上述技术方案的改进，所述步骤三中，第三次交替的烘箱干燥为第三预烘和第三烘焙，其中第三预烘温度为140℃～165℃，第三烘焙温度为165℃～190℃。
上述技术方案中粘合剂和环氧树脂能促进PTFE更好的在滤料纤维表面形成连续薄膜，两者在纤维交错点之间形成粘结，产生机械互锁作用，从而形成机械粘合，使得滤料平均孔径减小，在提高浸渍层的结合强度的同时提高过滤效率；抗氧剂的存在提高滤料的抗氧化性；纳米级炭黑颗粒的作用是提高PTFE浸渍层的耐磨损性能，由于浸渍层内的PTFE存在，使得滤料产品具有优异的耐腐蚀性、防水防油性能，延长滤料使用寿命，有益效果显著。
具体实施方式
本发明提供了一种对滤料进行PTFE浸渍处理的方法，包括以下步骤：步骤一，浸渍液制备；步骤二，浸渍处理；步骤三，烘箱干燥；
所述步骤一中，浸渍液由PTFE乳液、抗氧剂、钛酸酯偶联剂、粘合剂、纳米级炭黑颗粒、环氧树脂、去离子水混合制备而成，其中，各组分按照以下质量分数：10%～20%的PTFE乳液、0.2%～0.4%的抗氧剂、0.5%～2%的钛酸酯偶联剂、1%～3%的粘合剂、8%～12%的纳米级炭黑颗粒、1%～2%的环氧树脂、余量为去离子水均匀混合而成；其中粘合剂和环氧树脂能促进PTFE更好的在滤料纤维表面形成连续薄膜，两者在纤维交错点之间形成粘结，产生机械互锁作用，从而形成机械粘合，使得滤料平均孔径减小；钛酸酯偶联剂的作用是改善PTFE与基材的粘结强度；纳米级炭黑颗粒的作用是提高PTFE浸渍层的耐磨损性能；
所述步骤二中，将滤料在浸渍液中浸渍10s～20s，然后经过涂胶机压轧去液，涂胶机的压轧率保持在30%以上，该步骤的目的是提高步骤三的干燥效率；
所述步骤三中，将压轧后的滤料在120℃～210℃的烘箱中干燥5min～7min，该步骤中，烘箱干燥分为预烘、烘焙两步，且预烘、烘焙交替进行三次：
其中，第一次交替的烘箱干燥为第一预烘和第一烘焙，第一预烘温度为120℃～130℃，第一烘焙温度为200℃～210℃；
其中，第二次交替的烘箱干燥为第二预烘和第二烘焙，其中第二预烘温度为130℃～140℃，第二烘焙温度为190℃～200℃；
其中，第三次交替的烘箱干燥为第三预烘和第三烘焙，其中第三预烘温度为140℃～165℃，第三烘焙温度为165℃～190℃；
该步骤中预烘温度较低，能够避免滤料纤维表面的浸渍层向还体表面泳移积聚，从而保证了浸渍层中各组分均匀分布；而另一方面，较高的焙供温度促进整理液各组分间的交联化学反应，并与滤料纤维发生交联反应，形成高温时仍能牢固粘附在滤料纤维表面的完整包覆纤维的膜结构，该膜结构中均匀分散有PTFE，从而使滤料具有防水、防油性能；并且，交替进行预烘、烘焙，并且预烘、烘焙之间的温差逐渐降低，能够有效消除生产过程中滤料内部残留的应力，改善滤料的机械性能。
下面结合具体实施例进行详细阐述。
实施例一
按照以下步骤对滤料进行PTFE浸渍处理：
步骤一，浸渍液制备：按照20%的PTFE乳液、0.4%的抗氧剂、2%的钛酸酯偶联剂、3%的粘合剂、12%的纳米级炭黑颗粒、2%的环氧树脂、余量为去离子水的比例制成浸渍液；
步骤二，浸渍处理：将滤料在浸渍液中浸渍10s，然后经过涂胶机压轧去液，涂胶机的压轧率保持在30%以上，该步骤的目的是提高步骤三的干燥效率；
步骤三，烘箱干燥：该步骤中，烘箱干燥分为预烘、烘焙两步，且预烘、烘焙交替进行三次，第一预烘温度为121℃，第一烘焙温度为210℃，第二预烘温度为132℃，第二烘焙温度为198℃，第三预烘温度为142℃，第三烘焙温度为188℃，得到处理后的滤料产品。
以市售针刺聚苯硫醚非织造材料为滤料，经过本发明的浸渍处理方法得到处理后的产品进行氧化后力学性能测试、拒水性能测试、耐磨性能测试，以未经浸渍处理的滤料作为对比例，并将测试结果分别记录在表1、2、3中。
实施例二
按照以下步骤对滤料进行PTFE浸渍处理：
步骤一，浸渍液制备：按照15%的PTFE乳液、0.3%的抗氧剂、1%的钛酸酯偶联剂、2%的粘合剂、10%的纳米级炭黑颗粒、1.5%的环氧树脂、余量为去离子水的比例制成浸渍液；
步骤二，浸渍处理：将滤料在浸渍液中浸渍15s，然后经过涂胶机压轧去液，涂胶机的压轧率保持在30%以上，该步骤的目的是提高步骤三的干燥效率；
步骤三，烘箱干燥：该步骤中，烘箱干燥分为预烘、烘焙两步，且预烘、烘焙交替进行三次，第一预烘温度为124℃，第一烘焙温度为204℃，第二预烘温度为136℃，第二烘焙温度为193℃，第三预烘温度为150℃，第三烘焙温度为180℃，得到处理后的滤料产品。
按照实施例一的测试方法进行氧化后力学性能测试、拒水性能测试、耐磨性能测试，并将测试结果分别记录在表1、2、3中。
实施例三
按照以下步骤对滤料进行PTFE浸渍处理：
步骤一，浸渍液制备：按照10%的PTFE乳液、0.2%的抗氧剂、0.5%的钛酸酯偶联剂、1%的粘合剂、8%的纳米级炭黑颗粒、1%的环氧树脂、余量为去离子水的比例制成浸渍液；
步骤二，浸渍处理：将滤料在浸渍液中浸渍20s，然后经过涂胶机压轧去液，涂胶机的压轧率保持在30%以上，该步骤的目的是提高步骤三的干燥效率；
步骤三，烘箱干燥：该步骤中，烘箱干燥分为预烘、烘焙两步，且预烘、烘焙交替进行三次，第一预烘温度为129℃，第一烘焙温度为200℃，第二预烘温度为140℃，第二烘焙温度为190℃，第三预烘温度为162℃，第三烘焙温度为170℃，得到处理后的滤料产品。
按照实施例一的测试方法进行氧化后力学性能测试、拒水性能测试、耐磨性能测试，并将测试结果分别记录在表1、2、3中。
实施例四、五
按照实施例三的实验方法，将干燥过程中的预烘、烘焙交替次数分别限定为一次和两次，分别记为实施例四和实施例五，干燥均为5min～7min，将得到的滤料产品进行氧化后力学性能测试、拒水性能测试、耐磨性能测试，并将测试结果分别记录在表1、2、3中。
表10.2mol/LHNO3氧化后力学性能测试
类目 断裂强力/N 断裂伸长率/%
对比例 173 17.2
实施例一 203 19.3
实施例二 206 19.4
实施例三 209 19.4
实施例四 204 19.2
实施例五 207 19.2
表2拒水性能测试
类目 拒水等级
对比例 1级
实施例一 4级
实施例二 4级
实施例三 4级
实施例四 4级
实施例五 4级
表3耐磨性能测试
类目 耐磨次数/次 质量损失率/%
对比例 500 3.3
实施例一 4500 4.2
实施例二 4300 4.4
实施例三 4300 4.3
实施例四 4000 4.2
实施例五 4100 4.2
经检测，经过本发明浸渍处理后的滤料产品力学性能、拒水性能、耐磨性能均有显著的提高，并且不同交替次数的预烘、烘焙的滤料产品各项性能略有差异，并呈现出随着交替次数的增加，其力学性能和耐磨性能逐渐提高的趋势。

Claims (7)

1.一种对滤料进行PTFE浸渍处理的方法，包括以下步骤：步骤一，浸渍液制备；步骤二，浸渍处理；步骤三，烘箱干燥；其特征在于，
所述步骤一中，浸渍液由PTFE乳液、抗氧剂、钛酸酯偶联剂、粘合剂、纳米级炭黑颗粒、环氧树脂、去离子水混合制备而成；
所述步骤二中，将滤料在浸渍液中浸渍后经过涂胶机压轧去液；
所述步骤三中，将压轧后的滤料在120℃～210℃的烘箱中干燥5min～7min。
2.如权利要求1所述的一种对滤料进行PTFE浸渍处理的方法，其特征在于，所述步骤一中，浸渍液中各组分按照以下质量分数：
PTFE乳液10%～20%
抗氧剂0.2%～0.4%
钛酸酯偶联剂0.5%～2%
粘合剂1%～3%
纳米级炭黑颗粒8%～12%
环氧树脂1%～2%
去离子水余量
均匀混合而成。
3.如权利要求2所述的一种对滤料进行PTFE浸渍处理的方法，其特征在于，所述步骤二中，滤料在浸渍液中浸渍时间为10s～20s，浸渍后涂胶机的压轧率保持在30%以上。
4.如权利要求3所述的一种对滤料进行PTFE浸渍处理的方法，其特征在于，所述步骤三中，烘箱干燥分为预烘、烘焙两步，且预烘、烘焙交替进行三次。
5.如权利要求4所述的一种对滤料进行PTFE浸渍处理的方法，其特征在于，所述步骤三中，第一次交替的烘箱干燥为第一预烘和第一烘焙，其中第一预烘温度为120℃～130℃，第一烘焙温度为200℃～210℃。
6.如权利要求5所述的一种对滤料进行PTFE浸渍处理的方法，其特征在于，所述步骤三中，第二次交替的烘箱干燥为第二预烘和第二烘焙，其中第二预烘温度为130℃～140℃，第二烘焙温度为190℃～200℃。
7.如权利要求6所述的一种对滤料进行PTFE浸渍处理的方法，其特征在于，所述步骤三中，第三次交替的烘箱干燥为第三预烘和第三烘焙，其中第三预烘温度为140℃～165℃，第三烘焙温度为165℃～190℃。
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