CN106823561A - 一种无机纤维与有机纤维复合机织滤料及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无机纤维与有机纤维复合滤料，包括无机纤维与有机纤维复合机织布层、聚四氟乙烯浸渍处理层、聚四氟乙烯涂层、聚四氟乙烯微孔薄膜；所述无机纤维与有机纤维复合机织布层的上面依次为聚四氟乙烯浸渍处理层、聚四氟乙烯涂层、聚四氟乙烯微孔薄膜，所述无机纤维与有机纤维复合机织布层的下面为聚四氟乙烯浸渍处理层；所述无机纤维机织布层为双层结构。本发明的产品滤料轻薄柔软，过滤清灰性能好。

Description

一种无机纤维与有机纤维复合机织滤料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种工业烟尘过滤用的环保除尘过滤材料，尤其是一种采用无机纤维与有机纤维为主要原料，通过机织的方法制成的高精度无机纤维与有机纤维复合机织滤料。
背景技术
国内环保形势日趋严峻，近年来持续出现雾霾围城的严重情况。工业粉尘是雾霾的主要成因，治理工作已经刻不容缓。国家相继出台了一些政策，控制烟尘排放和治理大气污染，具体包括《“十二五”节能环保产业发展规划》、《大气污染防治十条措施》、《大气污染防治行动计划》、《GB4915—2013水泥工业大气污染物排放标准》等政策和措施。工业生产的污染物主要有烟尘、SO2、SO3、NOx、CO2、N2以及一些其它的有害物质、重金属等等，由于工况不同其各自的特点也不尽相同。
随着雾霾天气的频繁出现，引发了社会对工业烟尘减排的日益关注,工业烟尘作为雾霾天气主要“元凶”成为限排、减排对象。钢铁、化工、水泥等工业在支撑国民经济快速发展的同时，也带来了严重的环境污染，是工业烟尘的主要排放源之一，是国内污染减排的重点领域。各类工业生产的过程中主要污染物为二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、氟化物、粉尘等物质，其特点是废气具有一定的腐蚀性，粉尘轻细危害性大。因此，工业烟尘治理是重中之重。
目前工业烟气过滤行业袋式除尘器使用的中高温滤料主要分为有机纤维和无机纤维两大类别，两类纤维各有优缺点。其中有机纤维滤料主要是以非织造滤料形式存在，包括PTFE、P84、芳纶、芳砜纶、PPS、亚克力、丙纶、锦纶等针刺或水刺毡滤料等等。上述滤料都属于非织造滤料，是采用针刺或水刺加工工艺制程的非织造毡类滤料，一是针刺毡滤料基布层由于针刺损伤造成强力下降，滤料的拉伸强力比较低，尺寸稳定性差，长期使用易损坏；二是此类滤料长期使用后，粉尘容易在滤料内部堆积，进而堵塞滤料，直接导致系统阻力升高，影响除尘系统的正常运行，甚至影响生产的正常进行。
发明内容
本发明针对工业烟尘过滤行业现有的中高温过滤材料存在滤料容易堵塞，滤料强力偏低、系统阻力偏高等问题，将无机纤维与有机纤维的优点有效结合，提供一种强力高、耐温耐腐、成本低、使用寿命长的高精度无机纤维与有机纤维复合机织滤料。
一种无机纤维与有机纤维复合机织滤料，包括无机纤维与有机纤维机织布层、聚四氟乙烯浸渍处理层、聚四氟乙烯涂层、聚四氟乙烯微孔薄膜；；所述无机纤维与有机纤维机织布层的上面依次为聚四氟乙烯浸渍处理层、聚四氟乙烯涂层、聚四氟乙烯微孔薄膜；所述无机纤维与有机纤维机织布层的下面为聚四氟乙烯浸渍处理层；所述无机纤维与有机纤维机织布层为双层结构。
优选地，所述无机纤维与有机纤维机织布层厚度为0.6-0.9mm，所述聚四氟乙烯浸渍处理层厚度为20-30μm，所述聚四氟乙烯涂层的厚度为50-200μm，所述聚四氟乙烯微孔薄膜厚度为10-30μm。
优选地，所述双层结构为双斜纹或缎纹。
优选地，所述聚四氟乙烯涂层与聚四氟乙烯微孔薄膜之间通过高温热压方式覆合。
优选地，所述无机纤维与有机纤维机织布层采用无机纤维与有机纤维复合纱线织造而成。
优选地，所述无机纤维与有机纤维的重量比为10％-90％：90％-10％。
所述的无机纤维包括但不限于：玻璃纤维、耐酸纤维、玄武岩纤维、高硅氧纤维、陶瓷纤维。
所述有机纤维包括但不限于：PTFE、P84、芳纶、芳砜纶、PPS、亚克力。
本发明的另一方面为所述无机纤维与有机纤维复合机织滤料的制备方法，包括如下步骤：
无机纤维与有机纤维机织布层的制备→整理→检验→聚四氟乙烯涂层处理→聚四氟乙烯覆膜→成卷工序→检验包装。
优选地，所述无机纤维与有机纤维机织布层的制备包括步骤如下：无机纤维单纱+有机纤维→纺纱→经纱整经，纬纱膨化加工→织布→检验。
所述整理是将无机纤维与有机纤维机织布进行浸渍处理、脱浆处理、挥发处理、烘干处理、热定型处理。根据原料的不同，总体上浆量控制在5-15％，挥发处理温度95-99℃，烘干温度190-210℃，热定型温度260-280℃；
所述聚四氟乙烯涂层处理将预先调配好的聚四氟乙烯树脂涂覆在滤料表面，涂层厚度50-200μm，速度2-5m/min，烧结温度280-320℃。
优选地，所述聚四氟乙烯覆膜是将涂层加工后的无机纤维与有机纤维机织布与聚四氟乙烯微孔薄膜同时引入覆膜机中，进行表面覆合聚四氟乙烯微孔薄膜加工，通过高温热压的方式将薄膜与复合滤料结合在一起，覆膜温度350℃-360℃，压力为0.2-0.4MPa，运行速度2-5m/min。
本发明产品具有以下功能：
1、表面过滤，精度高。滤料表面经过聚四氟乙烯涂层后再覆合聚四氟乙烯微孔薄膜，实现深层过滤向表面过滤的转化，有效避免滤料内部积尘，降低系统运行阻力。可以高效捕集PM2.5微尘，实现＜10mg甚至更低的粉尘排放。
2、强力高，复合滤料采用无机纤维纱与有机纤维复合纱线机织制成，将两类纤维的优点有效结合。同时，纱线强力不损失，高于同类针刺滤料2倍以上；延长滤料的使用寿命。
3、清灰性好，滤料表面覆合聚四氟乙烯微孔薄膜，粉尘剥离率高；滤料轻薄柔软，清灰时抖动好。
4、节能降耗，除尘系统运行阻力低，降低风机能耗30％以上；所需清灰压力小，清灰次数少，节省压缩空气。
附图说明
图1是本发明的无机纤维与有机纤维复合机织滤料层结构示意图。
具体实施方式
为了更好地说明本发明，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本发明的无机纤维与有机纤维复合机织滤料包括无机纤维与有机纤维机织布层1、聚四氟乙烯浸渍处理层2、聚四氟乙烯涂层3、聚四氟乙烯微孔薄膜4。
所述无机纤维与有机纤维机织布层1的厚度为0.6-0.9mm，所述聚四氟乙烯浸渍处理层2的厚度为20-30μm，所述聚四氟乙烯涂层3的厚度为50-200μm，所述聚四氟乙烯微孔薄膜4的厚度为10-30μm。
实现本发明的目的之一的高精度防静电无机纤维与有机纤维复合机织滤料，是采用优质无机纤维纱+有机纤维复合纱线织造而成的高精度复合机织滤料。
高精度无机纤维与有机纤维复合机织滤料由于纱线强力没有损失，滤料整体机械强力较高，是针刺毡滤料的2倍以上，可以承受长期的过滤清灰运动而不会产生损坏。
高精度防静电无机纤维与有机纤维复合机织滤料在纺纱过程中将无机纤维与有机纤维制成复合纱线，综合两类纤维的优点，制成滤料后理化指标提高。
实现本发明的目的之二的高精度无机纤维与有机纤维复合机织滤料的制备工艺是采用无机纤维单纱+有机纤维纺制成符合工艺要求的复合纱线，然后再织造成复合布，之后经过整理加工和涂层加工，最后进行聚四氟乙烯覆膜加工，制成高精度无机纤维与有机纤维复合机织滤料。
所述无机纤维与有机纤维的重量比为10％-90％：90％-10％。
所述的无机纤维包括但不限于：玻璃纤维、玄武岩纤维、高硅氧纤维、陶瓷纤维。
所述有机纤维包括但不限于：PTFE、P84、芳纶、芳砜纶、PPS、亚克力。
本发明的高精度无机纤维与有机纤维复合机织滤料的具体工艺流程如下：
无机纤维单纱+有机纤维→纺纱→经纱整经，纬纱膨化加工→织布→检验→整理(浸渍处理、脱浆处理、挥发处理、烘干处理、热定型)→检验→聚四氟乙烯涂层处理→聚四氟乙烯覆膜→成卷工序→检验包装，制成高精度无机纤维与有机纤维复合机织滤料。
所述的纺纱工序是将无机纤维单纱与有机纤维纺制成符合工艺要求的无机纤维与有机纤维复合纱线。
所述的整经工序是将无机纤维与有机纤维复合纱根据工艺要求制成经轴。
所述的膨化工序是将无机纤维与有机纤维复合纱进行膨化加工，使纱线表面呈现结节、毛圈等蓬松状态，提高制品的粉尘捕集效率，膨化不匀率＜1％。
所述的织布工序是将经轴和膨体纱按照产品工艺要求，织造成为无机纤维与有机纤维复合机织布，织物纹路选用双斜纹、缎纹等双层结构，保证产品具有较好的力学性能和过滤性能。
所述整理是将无机纤维与有机纤维复合机织布进行浸渍处理、脱浆处理、挥发处理、烘干处理、热定型处理。根据原料的不同，总体上浆量控制在5-15％，挥发处理温度95-99℃，烘干温度190-210℃，热定型温度260-280℃；整理工序目的是提高产品的拉伸强力、耐温性、耐腐蚀性、尺寸稳定性等性能指标，更好的满足工况的使用要求，延长使用寿命。
整理加工后的复合机织布引入涂层机进行涂层加工。所述的涂层工序是将热定型加工后的复合机织布引入涂层机中，将预先调配好的聚四氟乙烯树脂涂覆在滤料表面，涂层厚度50-200μm，速度2-5m/min，烧结温度280-320℃；通过涂层加工提高复合机织布的过滤清灰性能，为后续的覆膜加工做好基础工作。
所述聚四氟乙烯覆膜是将涂层加工后的复合机织布与聚四氟乙烯微孔薄膜同时引入覆膜机中，进行表面覆合聚四氟乙烯微孔薄膜加工，通过高温热压的方式将薄膜与复合机织布结合在一起，覆膜温度350℃-360℃，压力为0.2-0.4MPa，运行速度2-5m/min。通过覆膜加工提高无机纤维与有机纤维复合机织布的过滤清灰性能，实现深层过滤向表面过滤的转化；
所述的高精度无机纤维与有机纤维复合机织滤料，具有耐高温、耐腐蚀、拉伸强力高、尺寸稳定、过滤清灰性好、低阻高效长寿命等显著特点，高效捕集PM2.5微尘，实现粉尘浓度＜10mg/Nm3的超低排放。
实施例1
耐酸纤维单纱+有机纤维→纺纱→经纱整经，纬纱膨化加工→织布→检验→整理(浸渍处理、脱浆处理、挥发处理、烘干处理、热定型)→检验→聚四氟乙烯涂层处理→聚四氟乙烯覆膜→成卷工序→检验包装，制成高精度无机纤维与有机纤维复合机织滤料。
所述的纺纱工序是将耐酸纤维单纱与PTFE纤维纺制成符合工艺要求的复合纱线。所述耐酸纤维与PTFE纤维的重量比为60％：40％。
所述的整经工序是将耐酸纤维与PTFE纤维复合纱根据工艺要求制成经轴。
所述的膨化工序是将耐酸纤维与有PTFE维复合纱进行膨化加工，使纱线表面呈现结节、毛圈等蓬松状态，提高制品的粉尘捕集效率，膨化不匀率＜1％。
所述的织布工序是将经轴和膨体纱按照产品工艺要求，织造成为耐酸纤维与PTFE纤维复合机织布，织物纹路选用双斜纹、缎纹等双层结构，保证产品具有较好的力学性能和过滤性能。
所述整理是将耐酸纤维与PTFE纤维复合机织布进行浸渍处理、脱浆处理、挥发处理、烘干处理、热定型处理。根据原料的不同，总体上浆量控制在10％，挥发处理温度97℃，烘干温度210℃，热定型温度280℃；整理工序目的是提高产品的拉伸强力、耐温性、耐腐蚀性、尺寸稳定性等性能指标，更好的满足工况的使用要求，延长使用寿命。
整理加工后的耐酸纤维与PTFE纤维复合机织布引入涂层机进行涂层加工。将热定型加工后的复合机织布引入涂层机中，将预先调配好的聚四氟乙烯树脂涂覆在滤料表面，涂层厚度50μm，速度2m/min，烧结温度320℃；通过涂层加工提高复合机织布的过滤清灰性能，为后续的覆膜加工做好基础工作。
所述聚四氟乙烯覆膜是将涂层加工后的复合机织布与聚四氟乙烯微孔薄膜同时引入覆膜机中，进行表面覆合聚四氟乙烯微孔薄膜加工，通过高温热压的方式将薄膜与复合机织布结合在一起，覆膜温度350℃，压力为0.4MPa，运行速度2m/min。通过覆膜加工提高耐酸纤维与PTFE纤维复合机织布的过滤清灰性能，实现深层过滤向表面过滤的转化；
所述耐酸纤维与PTFE纤维复合机织布层厚度为0.9mm，所述聚四氟乙烯浸渍处理层厚度为20μm，所述聚四氟乙烯涂层的厚度为50μm，所述聚四氟乙烯微孔薄膜厚度为15μm。
所述的高精度耐酸纤维与PTFE纤维复合机织滤料，具有耐高温、耐腐蚀、拉伸强力高、尺寸稳定、过滤清灰性好、低阻高效长寿命等显著特点，高效捕集PM2.5微尘，实现粉尘浓度＜10mg/Nm3的超低排放。
耐酸纤维与PTFE纤维复合机织滤料性能参数表
实施例2
高硅氧纤维单纱+PTFE纤维→纺纱→经纱整经，纬纱膨化加工→织布→检验→整理(浸渍处理、脱浆处理、挥发处理、烘干处理、热定型)→检验→聚四氟乙烯涂层处理→聚四氟乙烯覆膜→成卷工序→检验包装，制成高精度高硅氧纤维与PTFE纤维复合机织滤料。
所述的纺纱工序是将高硅氧纤维单纱与PTFE纤维纺制成符合工艺要求的高硅氧纤维与PTFE纤维复合纱线。
所述的整经工序是将高硅氧纤维与PTFE纤维复合纱根据工艺要求制成经轴。
所述的膨化工序是将无高硅氧纤维与PTFE纤维复合纱进行膨化加工，使纱线表面呈现结节、毛圈等蓬松状态，提高制品的粉尘捕集效率，膨化不匀率＜1％。
所述的织布工序是将经轴和膨体纱按照产品工艺要求，织造成为高硅氧纤维与PTFE纤维复合机织布，织物纹路选用双斜纹、缎纹等双层结构，保证产品具有较好的力学性能和过滤性能。
所述整理是将高硅氧纤维与PTFE纤维复合机织布进行浸渍处理、脱浆处理、挥发处理、烘干处理、热定型处理。根据原料的不同，总体上浆量控制在15％，挥发处理温度95℃，烘干温度190℃，热定型温度280℃；整理工序目的是提高产品的拉伸强力、耐温性、耐腐蚀性、尺寸稳定性等性能指标，更好的满足工况的使用要求，延长使用寿命。
整理加工后的复合机织布引入涂层机进行涂层加工。所述的涂层工序是将热定型加工后的复合机织布引入涂层机中，将预先调配好的聚四氟乙烯树脂涂覆在滤料表面，涂层厚度200μm，速度3m/min，烧结温度280℃；通过涂层加工提高复合机织布的过滤清灰性能，为后续的覆膜加工做好基础工作。
所述聚四氟乙烯覆膜是将涂层加工后的复合机织布与聚四氟乙烯微孔薄膜同时引入覆膜机中，进行表面覆合聚四氟乙烯微孔薄膜加工，通过高温热压的方式将薄膜与复合机织布结合在一起，覆膜温度360℃，压力为0.3MPa，运行速度5m/min。通过覆膜加工提高无机纤维与有机纤维复合机织布的过滤清灰性能，实现深层过滤向表面过滤的转化；
所述高硅氧纤维与PTFE纤维机织布层厚度为0.8mm，所述聚四氟乙烯浸渍处理层厚度为30μm，所述聚四氟乙烯涂层的厚度为200μm，所述聚四氟乙烯微孔薄膜厚度为30μm。
所述的高精度高硅氧纤维与PTFE纤维复合机织滤料，具有耐高温、耐腐蚀、拉伸强力高、尺寸稳定、过滤清灰性好、低阻高效长寿命等显著特点，高效捕集PM2.5微尘，实现粉尘浓度＜10mg/Nm3的超低排放。
高硅氧纤维与PTFE纤维复合机织滤料性能参数表
以上所述，仅为本发明较佳具体实施方式，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所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替代，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无机纤维与有机纤维复合机织滤料，其特征在于，包括无机纤维与有机纤维复合机织布层、聚四氟乙烯浸渍处理层、聚四氟乙烯涂层、聚四氟乙烯微孔薄膜；所述无机纤维与有机纤维复合机织布层的上面依次为聚四氟乙烯浸渍处理层、聚四氟乙烯涂层、聚四氟乙烯微孔薄膜，所述无机纤维与有机纤维复合机织布层的下面为聚四氟乙烯浸渍处理层；所述无机纤维与有机纤维复合机织布层为双层结构；所述无机纤维与有机纤维复合机织布层采用无机纤维与有机纤维复合纱线机织而成。
2.根据权利要求1所述的无机纤维与有机纤维复合机织滤料，其特征在于，所述无机纤维与有机纤维的重量比为10％-90％：90％-10％。
3.根据权利要求1所述的无机纤维与有机纤维复合机织滤料，其特征在于，所述的无机纤维包括但不限于：玻璃纤维、耐酸纤维、玄武岩纤维、高硅氧纤维、陶瓷纤维；所述有机纤维包括但不限于：PTFE、P84、芳纶、芳砜纶、PPS、亚克力。
4.根据权利要求1所述的无机纤维与有机纤维复合机织滤料，其特征在于，所述双层结构为双斜纹或缎纹。
5.根据权利要求1所述的无机纤维与有机纤维复合机织滤料，其特征在于，所述无机纤维与有机纤维复合机织布层厚度为0.6-0.9mm，所述聚四氟乙烯浸渍处理层厚度为20-30μm，所述聚四氟乙烯涂层的厚度为50-200μm，所述聚四氟乙烯微孔薄膜厚度为10-30μm。
6.根据权利要求1所述的无机纤维与有机纤维复合机织滤料，其特征在于，所述聚四氟乙烯涂层与聚四氟乙烯微孔薄膜之间通过高温热压方式覆合。
7.制备权利要求1-6任一所述的无机纤维与有机纤维复合机织滤料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
无机纤维与有机纤维复合机织布层的制备→整理→检验→聚四氟乙烯涂层处理→聚四氟乙烯覆膜→成卷工序→检验包装。
8.根据权利要求7所述的无机纤维与有机纤维复合机织滤料的制备方法，其特征在于，所述无机纤维与有机纤维复合机织布层的制备包括步骤如下：无机纤维单纱+有机纤维纱→纺纱→经纱整经，纬纱膨化加工→织布→检验。
9.根据权利要求7所述的无机纤维与有机纤维复合机织滤料的制备方法，其特征在于，所述整理是将防静电无机纤维与有机纤维复合机织布进行浸渍处理、脱浆处理、挥发处理、烘干处理、热定型处理；总体上浆量为5-15％，挥发处理温度95-99℃，烘干温度190-210℃，热定型温度260-280℃；
所述聚四氟乙烯涂层处理将预先调配好的聚四氟乙烯树脂涂覆在滤料表面，涂层厚度50-200μm，速度2-5m/min，烧结温度300-320℃。
10.根据权利要求7所述的无机纤维与有机纤维复合机织滤料的制备方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯覆膜是将涂层加工后的有机纤维与无机纤维复合滤料与聚四氟乙烯微孔薄膜同时引入覆膜机中，进行表面覆合聚四氟乙烯微孔薄膜加工，通过高温热压的方式将薄膜与防静电无机纤维布结合在一起，覆膜温度350℃-360℃，压力为0.2-0.4MPa，运行速度2-5m/min。
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