CN107475795A - 一种脱硝用聚四氟乙烯纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脱硝用聚四氟乙烯纤维,所述纤维包含:聚四氟乙烯分散树脂、航空煤油和锰系催化剂粉末。还提供该脱硝用聚四氟乙烯纤维的制备方法,所述方法包括原料检验、贮存冷藏、配料混合、静置熟化、预压成型、推压成型、水箱保温、压延制膜、短纤成丝的步骤。本发明的优点在于:该聚四氟乙烯纤维可以直接制备成除尘脱硝的功能性滤料,并且其制备方法流程短、脱硝催化剂均匀分散在纤维中,脱硝功能稳定高效。
Description
技术领域
本发明涉及纤维及其制造领域,尤其涉及一种聚四氟乙烯(PTFE)纤维及其制造方法。
背景技术
聚四氟乙烯(PTFE)是公认的“塑料之王”。是全球用量最多的氟塑料。聚四氟乙烯的耐热性、耐光性、耐化学品性、电绝缘性、滑动性等各种特性优良,因此应用于以机械、化学、电气领域为中心的广泛领域。含有聚四氟乙烯的物品之一是聚四氟乙烯纤维,聚四氟乙烯纤维基于聚四氟乙烯所具有的上述各种特性而期待应用于各种领域。
目前现有的聚四氟乙烯纤维滤料并不具备脱硝功能,本发明之一种脱硝用聚四氟乙烯纤维及其制备方法使聚四氟乙烯纤维具有脱硝功能,不仅应用于除尘领域,还能使用在脱硝领域,突破除尘和脱硝一体化在纤维方面的创新研究。改性聚四氟乙烯材料是一类很有前途的聚四氟乙烯新品种,应大力发展,并使其商品化,品种系列化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,提供了一种脱硝用聚四氟乙烯纤维及其制备方法,使聚四氟乙烯纤维不仅应用于除尘领域,还能使用在脱硝领域,突破除尘和脱硝一体化在纤维方面的创新研究。
为了实现上述目的,本发明通过以下技术方案来实现:一种脱硝用聚四氟乙烯纤维,制备材料包括:聚四氟乙烯分散树脂,航空煤油,锰系低温催化剂粉末;且按质量份数计,聚四氟乙烯分散树脂100-200份,航空煤油50-60份,锰系低温催化剂1-2份。锰系催化剂的配方按照质量比:Mn2O5比例13-15%,CeO2比例2-4%,V2O5比例0.2-0.4%,WO3比例7-9%,TiO2比例60-80%。
本发明提供了一种脱硝用聚四氟乙烯纤维及其制备方法,包括:坯料挤出;薄膜的轧延;纤维的生产。具体步骤包括:
A1原料检验:对聚四氟乙烯分散树脂和锰系低温催化剂粉末通过扫描电镜,观察原料形态、表面状态以及粒径;
A2贮存冷藏:使原料充分冷藏分散,无粘结;
A3配料混合:将聚四氟乙烯分散树脂、航空煤油、锰系低温催化剂进行混合并搅拌;
A4静置熟化:将搅拌好的原料放置在烘房中,使得航空煤油被分散树脂和磨粉充分的吸收,制成下步加工的预制料;
A5预压成型:将上述制得的预制料放入预压成型机中压坯;
A6推压成型:将压坯后的原料倒入到推压机中,推压出聚四氟乙烯坯条;A7水箱保温:推压出的坯条在水箱中进行保温并释放应力;
A8压延制膜:将坯条引入压延机上,压延出坯膜并收卷;
A9短纤成丝:将坯膜经过除油干燥、烧结、牵伸、膜裂、梳理、收卷制得纤维状半成品。
作为本发明的优选方式之一,首先,将聚四氟乙烯分散树脂与蒙脱土同在11-13℃的环境下,冷藏5-10天使,改变聚四氟乙烯的形态结构,使树脂变得更硬。然后加入润滑剂并搅拌,搅拌方式为正转20-40min,反转30-50min,匀速搅拌60-80min,其中混料室温为20-22℃,相对湿度为35-45%,两种成分均化,将物料放入温度为50-60℃烘房内,静置24-26h,在贮存过程中,润滑剂分散进入聚四氟乙烯聚集体。
作为本发明的优选方式之一,把锭料压成短条,压力为4-6MPa,压制的温度20-30℃,下压速度为210-220m/min,压坯时间为10-12min。挤压成短条通过圆形或矩形截面的模具,把挤出制品在温度为40-45℃,压力为3-5MPa,推压速度为290-310m/min轧延成纤维生产所需厚度的薄膜。薄膜卷绕前,在40-60℃水箱中使润滑剂蒸发,然后把干燥的薄膜卷绕在塑料芯上。
作为本发明的优选方式之一,把薄膜切成最终产品所需的窄条,并将窄条加热,拉伸至给定的比例,压延温度为50-60℃,压延速度为15-25m/min。在拉伸过程中,纤维获得它的最后的线密度、密度和拉伸强度。
由于采用上述技术,本发明之一种脱硝用聚四氟乙烯纤维及其制备方法与现有技术相比,具有以下有益效果:用该种方法制备的聚四氟乙烯纤维可以直接制备成除尘脱硝的功能性滤料,这种方法流程更短、脱硝催化剂均匀分散在纤维中,脱硝功能更稳定更高效。
附图说明
图1是本发明的脱硝用聚四氟乙烯纤维生产工艺流程图。
图2是纯催化剂和滤料负载后两种情况下脱硝率随温度的变化图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
实验材料包括:聚四氟乙烯分散树脂,航空煤油,锰系低温催化剂粉末,蒙脱土。
具体实施步骤如下:
A1.原料检验:对聚四氟乙烯分散树脂和锰系低温催化剂粉末通过扫描电镜,观察原料形态、表面状态以及粒径。称取7.3gMn2O5,1.7gCeO2,0.16gV2O5,4.2gWO3,35.2gTiO2制成锰系低温催化剂。称取聚四氟乙烯分散树脂:航空煤油:锰系低温催化剂=12kg:3kg:51g进行混料,制成原料。
A2.贮存冷藏:将聚四氟乙烯分散树脂与蒙脱土同在13℃的环境下,冷藏8天,使料充分冷藏分散,无粘结。
A3.配料混合:对原料进行搅拌,搅拌方式为正转30min,反转40min,匀速搅拌70min,使原料充分混合。其中混料室温为21℃,相对湿度为40%。
A4.静置熟化:将搅拌好的原料放置在烘房中,温度为55℃,静置24h,使得航空煤油被分散树脂和磨粉充分的吸收,制成下步加工的预制料。
A5.预压成型:将上述过程制得的预制料放入预压成型机中压坯,压力为5MPa,压制的温度25℃,下压速度为215m/min,压坯时间为10min,制成预制模料。
A6.推压成型:将压坯后的原料倒入到推压机中,推压出聚四氟乙烯坯条,温度为45℃,压力为5MPa,推压速度为300m/min。
A7.水箱保温:推压出的坯条在水箱中进行保温并释放应力,水箱温度50℃。
A8.压延制膜:将坯条引入压延机上,压延出坯膜并收卷,压延温度为55℃,压延速度为20m/min。
A9.短纤成丝:将坯膜经过除油干燥、烧结、牵伸、膜裂、梳理、收卷制得纤维状半成品。
A10.脱硝实验:将制成的上述纤维制成的滤料和纯催化剂分别进行脱硝实验,如图2。通过对比可以发现,滤料负载后在70℃-130℃温度段比纯催化剂脱硝率低,在此温度段脱硝率还有上升的空间。在130℃-170℃两种情况脱硝率几乎相等,这是有利的一面。后面可以考虑添加助剂等方法增加中低温的脱硝活性。
实施例2
实验材料包括:聚四氟乙烯分散树脂,航空煤油,锰系低温催化剂粉末,蒙脱土。
具体实施步骤如下:
A1.原料检验:对聚四氟乙烯分散树脂和锰系低温催化剂粉末通过扫描电镜,观察原料形态、表面状态以及粒径。称取6.5gMn2O5,1gCeO2,0.1gV2O5,3.5gWO3,38.9gTiO2制成锰系低温催化剂。称取聚四氟乙烯分散树脂:航空煤油:锰系低温催化剂=11kg:2.9kg:50g进行混料,制成原料。
A2.贮存冷藏:将聚四氟乙烯分散树脂与蒙脱土同在11℃的环境下,冷藏5天,使料充分冷藏分散,无粘结。
A3.配料混合:对原料进行搅拌,搅拌方式为正转20min,反转30min,匀速搅拌60min,使原料充分混合。其中混料室温为20℃,相对湿度为35%。
A4.静置熟化:将搅拌好的原料放置在烘房中,温度为50℃,静置25h,使得航空煤油被分散树脂和磨粉充分的吸收,制成下步加工的预制料。
A5.预压成型:将上述过程制得的预制料放入预压成型机中压坯,压力为4MPa,压制的温度20℃,下压速度为210m/min,压坯时间为11min,制成预制模料。
A6.推压成型:将压坯后的原料倒入到推压机中,推压出聚四氟乙烯坯条,温度为40℃,压力为3MPa,推压速度为290m/min。
A7.水箱保温:推压出的坯条在水箱中进行保温并释放应力,水箱温度40℃。
A8.压延制膜:将坯条引入压延机上,压延出坯膜并收卷,压延温度为50℃,压延速度为15m/min。
A9.短纤成丝:将坯膜经过除油干燥、烧结、牵伸、膜裂、梳理、收卷制得纤维状半成品。
实施例3
实验材料包括:聚四氟乙烯分散树脂,航空煤油,锰系低温催化剂粉末,蒙脱土。
具体实施步骤如下:
A1.原料检验:对聚四氟乙烯分散树脂和锰系低温催化剂粉末通过扫描电镜,观察原料形态、表面状态以及粒径。称取7.5gMn2O5,2gCeO2,0.2gV2O5,4.5gWO3,35.8gTiO2制成锰系低温催化剂。称取聚四氟乙烯分散树脂:航空煤油:锰系低温催化剂=10kg:2.7kg:50g进行混料,制成原料。
A2.贮存冷藏:将聚四氟乙烯分散树脂与蒙脱土同在12℃的环境下,冷藏10天,使料充分冷藏分散,无粘结。
A3.配料混合:对原料进行搅拌,搅拌方式为正转40min,反转50min,匀速搅拌80min,使原料充分混合。其中混料室温为22℃,相对湿度为45%。
A4.静置熟化:将搅拌好的原料放置在烘房中,温度为60℃,静置26h,使得航空煤油被分散树脂和磨粉充分的吸收,制成下步加工的预制料。
A5.预压成型:将上述过程制得的预制料放入预压成型机中压坯,压力为6MPa,压制的温度30℃,下压速度为220m/min,压坯时间为12min,制成预制模料。
A6.推压成型:将压坯后的原料倒入到推压机中,推压出聚四氟乙烯坯条,温度为42℃,压力为4MPa,推压速度为310m/min。
A7.水箱保温:推压出的坯条在水箱中进行保温并释放应力,水箱温度60℃。
A8.压延制膜:将坯条引入压延机上,压延出坯膜并收卷,压延温度为60℃,压延速度为25m/min。
A9.短纤成丝:将坯膜经过除油干燥、烧结、牵伸、膜裂、梳理、收卷制得纤维状半成品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种脱硝用聚四氟乙烯纤维,其特征在于:制备材料包括:聚四氟乙烯分散树脂,航空煤油,锰系催化剂粉末,且按质量份数计,聚四氟乙烯分散树脂100-200份,航空煤油50-60份,锰系低温催化剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种脱硝用聚四氟乙烯纤维,其特征在于:锰系催化剂粉末的配方按照质量比:Mn2O5比例13-15%,CeO2比例2-4%,V2O5比例0.2-0.4%,WO3比例7-9%,TiO2比例60-80%。
3.一种如权利要求1或2所述的脱硝用聚四氟乙烯纤维的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
3.1原料检验:对聚四氟乙烯分散树脂和锰系低温催化剂粉末通过扫描电镜,观察原料形态、表面状态以及粒径;
3.2贮存冷藏:使3.1中聚四氟乙烯分散树脂和锰系低温催化剂粉末充分冷藏分散,无粘结;
3.3配料混合:将经过3.2冷藏过的聚四氟乙烯分散树脂和锰系低温催化剂与航空煤油进行混合并搅拌;
3.4静置熟化:将搅拌好的原料放置在烘房中,使得航空煤油被分散树脂和磨粉充分的吸收,制成下步加工的预制料;
3.5预压成型:将上述制得的预制料放入预压成型机中压坯;
3.6推压成型:将压坯后的原料倒入到推压机中,推压出聚四氟乙烯坯条;
3.7水箱保温:推压出的聚四氟乙烯坯条在水箱中进行保温并释放应力;
3.8压延制膜:将坯条引入压延机上,压延出坯膜并收卷;
3.9短纤成丝:将坯膜经过除油干燥、烧结、牵伸、膜裂、梳理、收卷制得纤维状半成品。
4.根据权利要求3所述的一种脱硝用聚四氟乙烯纤维的制备方法,其特征在于:步骤3.2中,贮存冷藏的具体方法为:将聚四氟乙烯分散树脂与蒙脱土同在11-13℃的环境下,冷藏5-10天。
5.根据权利要求3所述的一种脱硝用聚四氟乙烯纤维的制备方法,其特征在于:步骤3.3中,搅拌方式为正转20-40min,反转30-50min,缓慢匀速搅拌60-80min,其中混料温度为20-22℃,相对湿度为35-45%。
6.根据权利要求3所述的一种脱硝用聚四氟乙烯纤维的制备方法,其特征在于:步骤3.4中,烘房温度为50-60℃,静置24-26h。
7.根据权利要求3所述的一种脱硝用聚四氟乙烯纤维的制备方法,其特征在于:步骤3.5中,所述压坯压力为4-6MPa,压制的温度20-30℃,下压速度为210-220m/min,压坯时间为10-12min。
8.根据权利要求3所述的一种脱硝用聚四氟乙烯纤维的制备方法,其特征在于:步骤3.6中,所述推压的温度为40-45℃,压力为3-5MPa,推压速度为290-310m/min。
9.根据权利要求3所述的一种脱硝用聚四氟乙烯纤维的制备方法,其特征在于:步骤3.7中,水箱温度40-60℃。
10.根据权利要求3所述的一种脱硝用聚四氟乙烯纤维的制备方法,其特征在于:步骤3.8中,压延温度为50-60℃,压延速度为15-25m/min。
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