CN108465298B - 一种含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料及其制备方法。所述过滤材料的表面为由含氟聚合物树脂粉末相互粘合而形成的微孔涂层，底层为纤维材料。制备方法为：选取底层纤维材料，将其平整放置；将含氟聚合物树脂粉末均匀地撒在纤维材料表面；将其放入高温氛围中停留，再取出冷却，即得含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料。本发明利用含氟树脂的热熔性，采用撒粉涂层的方法，将一定粒径的含氟树脂粉末撒到普通高温烟气过滤材料表面，进一步通过后道热熔工艺，通过树脂粉末间的相互粘合而在普通过滤材料表面形成一种微孔涂层结构，可以大大提高普通过滤材料的过滤精度，同时赋予过滤材料耐腐蚀和使用寿命长等优点。

Description

一种含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合高温烟气过滤材料及其制备方法，特别是通过撒粉方法将低熔点含氟树脂粉末在常规高温过滤材料表面形成微孔涂层的高精度烟气过滤材料及其制备方法，属于过滤材料技术领域。
背景技术
当今社会，工业高温烟气是空气污染的重要来源之一，而治理高温烟气需使用耐高温滤料。目前，常见的高温烟气过滤材料主要有耐高温机织及针刺滤料和耐高温覆膜滤料等几种。
传统机织及针刺滤料，其主要过滤机理有表面过滤和深层过滤。在使用前期，依靠自身纤维构建的通道对粉尘颗粒进行拦截，具有良好的过滤性能和空气通透性；在使用后期，由于部分规格较小的粉尘颗粒穿过通道进入滤料内部，不断堆积，滤料孔隙被堵，过滤阻力不断加大，在工况温度剧烈变化时，易发生结露现象，直接导致滤料使用寿命缩短。
覆膜滤料不同于传统机织及针刺滤料，主要利用表面过滤机理实现高精度过滤，并具有较好的清灰效果。较为知名的覆膜滤料有Donaldson公司的
Figure BDA0001586991020000011
和Gore公司
Figure BDA0001586991020000012
等。较机织和针刺滤料而言，覆膜滤料往往具有更高的过滤效率，但这是以空气通透性与过滤压阻的牺牲为代价来换取过滤效率。也就是说，在同等动力压差下，其过滤阻力较机织及针刺滤料普遍偏大。此外，覆膜滤料对覆膜设备和生产技术的要求都较高，必须保证膜与基材的复合牢度，使其具有良好过滤性能，同时还必须确保复合过程中膜的微孔结构不发生破坏。
另外，近几年来，市面上出现了由国外公司研发的PTFE发泡涂层高温过滤材料，在玻纤基布表面形成了具有凹凸结构的致密发泡层，孔径大小较为均匀，与玻纤基布的黏附牢度高，大大提高了滤袋的过滤精度和使用寿命。但PTFE乳液发泡涂层对PTFE乳液性能和后续固工艺要求高，一般企业很难实施。
发明内容
本发明所要解决的问题是：现有高温烟气过滤材料过滤精度低、使用寿命短、耐腐蚀性差和工艺复杂的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料，其特征在于，所述过滤材料的表面为由含氟聚合物树脂粉末相互粘合而形成的微孔涂层，底层为纤维材料。
优选地，所述过滤材料的平均孔径为4～15μm，透气量为28～50mm/s。
优选地，所述底层为玻纤、芳纶、聚苯硫醚、PTFE和芳砜纶中的任意一种或几种组成的机织或针刺非织造纤维材料。
优选地，所述含氟树脂粉末为氟化乙烯丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物和乙烯-四氟乙烯共聚物中的任意一种或几种的混合物。
优选地，所述含氟聚合物树脂粉末的撒粉量为15～40g/m2。
优选地，所述含氟聚合物树脂粉末的粒径为1～5μm。
本发明还提供了上述含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：选取底层纤维材料，将其平整放置；
第二步：将含氟聚合物树脂粉末均匀地撒在纤维材料表面；
第三步：将第二步得到的样品放入280～310℃的高温氛围中停留1～3min，取出冷却，即得含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料。
优选地，为了提高含氟树脂粉末的分散均匀性，所述第二步中在含氟聚合物树脂粉末中加入抗静电剂，抗静电剂的加入量为含氟聚合物树脂粉末重量的0.5％～1.5％。
更优选地，所述抗静电剂采用超细铝粉、超细铁粉、超细钛白粉和超细石墨烯粉体中的任意一种或几种的混合物。
优选地，为了使含氟树脂粉末渗入到底层耐高温过滤材料的浅表层，以提高微孔涂层与底层材料的粘附牢度，所述第二步完成后再用毛刷均匀地刷一下纤维材料表面。
本发明利用含氟树脂的热熔性，采用撒粉涂层的方法，将一定粒径的含氟树脂粉末撒到普通高温烟气过滤材料表面，进一步通过后道热熔工艺，通过树脂粉末间的相互粘合而在普通过滤材料表面形成一种微孔涂层结构，可以大大提高普通过滤材料的过滤精度，同时赋予过滤材料耐腐蚀和使用寿命长等优点，还具有工艺简单等特点。
本发明技术路线避免了PTFE乳液发泡涂层工艺过程中的溶剂挥发等污染物排放问题，工艺过程绿色环保，创新性明显。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。
实施例1
一种含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料及其制备方法：
第一步：选取经纬密为80×80根/10cm、单位面积质量为460g/m2的玻纤机织布作为底层耐高温过滤材料，将其平整放置；
第二步：按照15g/m2的撒粉量，将平均粒径为5μm的氟化乙烯丙烯共聚物树脂粉末均匀地撒到上述耐高温过滤材料表面；
第三步：进一步将上述样品放入280℃的高温烘箱中停留1.5min，取出冷却，即得平均孔径为15μm、透气量为50mm/s的含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料。
实施例2
一种含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料及其制备方法：
第一步：选取单位面积质量为500g/m2的芳纶针刺过滤材料作为底层耐高温过滤材料，将其平整放置；
第二步：按照40g/m2的撒粉量，将平均粒径为1μm的四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物树脂粉末均匀地撒到上述耐高温过滤材料表面；
第三步：进一步将上述样品放入310℃的高温烘箱中停留1.5min，取出冷却，即得平均孔径为4μm，透气量为28mm/s的含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料。
实施例3
一种含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料及其制备方法：
第一步：选取单位面积质量为550g/m2的PTFE针刺过滤材料作为底层耐高温过滤材料，将其平整放置；
第二步：按照0.5∶99.5的混合比例，将1200目的超细铝粉与平均粒径为1μm的乙烯-四氟乙烯共聚物树脂粉末均匀混合，然后按照30g/m2的撒粉量，将其均匀地撒到上述PTFE耐高温过滤材料表面；
第三步：进一步将上述样品放入290℃的高温烘箱中停留3min，取出冷却，即得平均孔径为7μm，透气量为38mm/s的含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料。
实施例4
一种含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料及其制备方法：
第一步：选取经纬密为85×85根/10cm、单位面积质量为480g/m2的PTFE机织布作为底层耐高温过滤材料，将其平整放置；
第二步：按照1.5∶98.5的混合比例，将平均直径为1μm的石墨烯粉体与平均粒径为1μm的氟化乙烯丙烯共聚物树脂粉末混合均匀，按照25g/m2的撒粉量撒到上述耐高温过滤材料表面，再用毛刷刷涂均匀；
第三步：进一步将上述样品放入290℃的高温烘箱中停留1min，取出冷却，即得平均孔径为5.6μm、透气量为32mm/s的含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料。
实施例5
一种含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料及其制备方法：
第一步：选取PTFE基布增强、单位面积质量为550g/m2的聚苯硫醚短纤维针刺过滤材料作为底层耐高温过滤材料，将其平整放置；
第二步：按照25g/m2的撒粉量，将平均粒径为3μm的乙烯-四氟乙烯共聚物树脂粉末均匀地撒到上述耐高温过滤材料表面；
第三步：进一步将上述样品放入290℃的高温烘箱中停留2.5min，取出冷却，即得平均孔径为12μm，透气量为45mm/s的含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料。

Claims (7)

1.一种含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料，其特征在于，所述过滤材料的表面为由含氟聚合物树脂粉末相互粘合而形成的微孔涂层，底层为纤维材料；所述过滤材料的平均孔径为4～15μm，透气量为28～50mm/s；所述含氟树脂粉末为氟化乙烯丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物和乙烯-四氟乙烯共聚物中的任意一种或几种的混合物；
所述的含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料的制备方法，包括以下步骤：
第一步：选取底层纤维材料，将其平整放置；
第二步：将含氟聚合物树脂粉末均匀地撒在纤维材料表面；
第三步：将第二步得到的样品放入280～310℃的高温氛围中停留1～3min，取出冷却，即得含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料。
2.如权利要求1所述的含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料，其特征在于，所述底层为玻纤、芳纶、聚苯硫醚、PTFE和芳砜纶中的任意一种或几种组成的机织或针刺非织造纤维材料。
3.如权利要求1所述的含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料，其特征在于，所述含氟聚合物树脂粉末的撒粉量为15～40g/m2。
4.如权利要求1所述的含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料，其特征在于，所述含氟聚合物树脂粉末的粒径为1～5μm。
5.如权利要求1所述的含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料，其特征在于，所述第二步中在含氟聚合物树脂粉末中加入抗静电剂，抗静电剂的加入量为含氟聚合物树脂粉末重量的0.5％～1.5％。
6.如权利要求5所述的含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料，其特征在于，所述抗静电剂采用超细铝粉、超细铁粉、超细钛白粉和超细石墨烯粉体中的任意一种或几种的混合物。
7.如权利要求1所述的含氟树脂撒粉涂层高温烟气过滤材料，其特征在于，所述第二步完成后再用毛刷均匀地刷一下纤维材料表面。
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