CN110079168A - 不粘涂料及其应用和过滤组件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及过滤分离领域,具体涉及一种不粘涂料及其应用和过滤组件及其制备方法。该不粘涂料包括面漆和底漆,以面漆的干重为基准,所述面漆含有:80‑100重量%的氟树脂,0‑10重量%的颜填料,0‑10重量%的纳米二氧化硅;以底漆的干重为基准,所述底漆含有:40‑80重量%的氟树脂,5‑30重量%的粘合剂树脂,5‑30重量%的颜填料,0‑10重量%的纳米二氧化硅。本发明的不粘涂料应用到过滤分离设备上,能改善设备多孔介质的表面性质以及多孔介质与接触介质的界面性质。所述过滤组件能降低催化剂粒子在多孔介质表面的粘附力,减少组件堵塞的风险和几率。
Description
技术领域
本发明涉及过滤分离领域,具体涉及一种不粘涂料及其应用以及一种过滤组件及其制备方法。
背景技术
国内费托合成装置产能达560万吨/年,潜在产能将达到2000万吨/年。现有浆态床费托合成装置大多采用金属材质内过滤器将催化剂与液蜡进行分离。由于催化剂为精细固体颗粒(20-200μm),加上在流动过程中易破碎产生细粉,容易造成过滤器堵塞,导致被迫紧急停车,造成生产成本大幅增加。
南非Sasol公司的专利文献EP0609079A1和US5599849A中公开了一种用于费托合成浆态床反应器中的浆液内过滤分离催化剂颗粒和液体蜡的技术,以及对反应器内过滤器反吹清洗的方法,其中,在所述浆态床反应器中,圆筒形过滤器顺着反应器的轴向方向安装在浆态床内部,其高度略低于床层液位上表面;过滤器包括多组过滤介质单元用于连续分离和排放液体产品。过滤介质可采用不锈钢金属丝网、陶瓷多孔材料、楔形缠绕钢丝等,过滤介质的孔洞尺寸小,能够阻挡催化剂粒子穿过,过滤时,浆液于过滤器表面形成滤饼。随着过滤操作的进行,滤饼厚度增加,过滤阻力增大,当浆态床反应器与过滤器内部压差达到等于或高于8bar时,开启快关阀,利用液蜡或高压气体的反吹将滤饼吹掉,使过滤器恢复到初始状态。过滤器底部连接有节流孔板,用于使反吹液体均匀分布。反吹掉的滤饼向下流动并破碎重回到反应器继续参与反应。Sasol公司开发的费托合成浆态床反应器属于气-液-固多相流反应器,通常在250℃、30bar下操作,由原料气在熔融石蜡和催化剂颗粒中鼓泡。经预热的合成气原料从反应器底部进入反应器,扩散入由生成的液体石蜡和催化剂颗粒组成的淤浆中。在气泡上升的过程中合成气不断地发生费托转化,生成更多的石蜡产品则用上述专利文献公开的分离技术在内置式不锈钢材质的分离器中进行分离。然而,由于采用的是金属材质的过滤器,金属催化剂粒子在其表面的粘附力大,随着操作时间延长,施加于体系分离设备的压力降逐渐增加,催化剂粒子容易粘附、聚集在分离器内外表面,最终造成过滤器堵塞。
针对催化剂颗粒容易堵塞过滤器而导致反应器使用寿命低的问题,若能通过技术改造,将现有过滤器的表面涂覆成不沾且自润滑表面,则可降低催化剂颗粒在过滤器内外表面聚集的风险,改善过滤效果并延长过滤器的使用寿命。
CN1500014A公开了一种含氟聚合物不粘涂层和涂有该组合物的基材,CN102847671B公开了一种电梯或扶梯表面不粘涂层的涂覆方法。这两篇专利文献中采用的均为传统的聚合物涂覆方法,主要包括喷涂、辊/滚涂、浸涂或卷材涂布等,然后再进行高温烧结,制成产品。其中,提到的含氟聚合物不粘涂料适用于对耐温性要求不高的制件表面,如文献中提到的不粘锅、电梯或扶梯表面以及输油管道等,而且,与文献中提到的制件表面平整不同,过滤费托蜡采用的金属网编织过滤器或金属/陶瓷粉末烧结过滤器包括丰富不规则的微米尺度孔道,常规的涂覆方法无法均匀涂覆不沾涂层,且容易造成微孔堵塞,因此不适用于微尺度多孔基体的涂覆。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种不粘涂料及其应用和过滤组件及其制备方法。
根据本发明的第一方面,本发明提供了一种不粘涂料,该不粘涂料包含面漆和底漆,
以面漆的干重为基准,所述面漆含有:80-100重量%的氟树脂,0-10重量%的颜填料,0-10重量%的纳米二氧化硅;
以底漆的干重为基准,所述底漆含有:40-80重量%的氟树脂,5-30重量%的粘合剂树脂,5-30重量%的颜填料,0-10重量%的纳米二氧化硅;
以面漆、底漆各自的总重量为基准,所述面漆、底漆中,溶剂的含量分别为30-90重量%。
根据本发明的第二方面,本发明提供了本发明所述的不粘涂料在过滤分离设备上的应用。
根据本发明的第三方面,本发明提供了一种过滤组件的制备方法,该过滤组件包括具有微米孔道的多孔基体以及位于孔道内的不粘涂层,该方法包括:将本发明所述的不粘涂料负载在多孔基体上,然后通入气流,使所述不粘涂料在孔道内部均匀涂覆。
根据本发明的第四方面,本发明提供了由所述制备方法制得的过滤组件。
本发明的不粘涂料在基体上能够形成不粘性能优异、耐磨自润滑性能好的不粘涂层,将该涂料应用到过滤分离设备上,能改善设备多孔介质的表面性质以及多孔介质与接触介质的界面性质。
另外,本发明的制备方法通过气流诱导将所述不粘涂料在微米级多孔基体的孔道内流动,提高了涂料在孔道内分布的均匀程度。将该方法制备的过滤组件安装在费托合成浆态床反应器内,能降低催化剂粒子在过滤器表面的粘附力,减少组件堵塞的风险和几率,延长过滤器使用寿命,同时,减少流体流动阻力,提高分离效率。
附图说明
图1是本发明的一种实施方式的涂覆过程中气流诱导示意图。
图2是过滤器过滤后形成的滤饼分布对比图,其中,A表示对比例1的滤芯,B表示实施例1涂覆后的滤芯。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
根据本发明的第一方面,本发明提供了一种不粘涂料,该不粘涂料包含面漆和底漆。所述不粘涂料涂覆在基体上形成不粘涂层。
本发明中,以面漆的干重为基准,所述面漆含有:80-100重量%的氟树脂,0-10重量%的颜填料,0-10重量%的纳米二氧化硅。
优选情况下,以面漆的干重为基准,所述面漆中,所述氟树脂的含量为80-95重量%,所述颜填料的含量为1-8重量%,所述纳米二氧化硅的含量为1-8重量%。
本发明中,以底漆的干重为基准,所述底漆含有:40-80重量%的氟树脂,5-30重量%的粘合剂树脂,5-30重量%的颜填料,1-10重量%的纳米二氧化硅。
优选情况下,以底漆的干重为基准,所述底漆中,所述氟树脂的含量为60-80重量%,所述粘合剂树脂的含量为10-25重量%,所述颜填料的含量为5-20重量%,纳米二氧化硅的含量为5-10重量%。
本发明中,所述粘合剂树脂能提高不粘涂层与基体之间的粘附力。为了进一步提高不粘涂层的耐高温性能,优选情况下,所述粘合剂树脂选自聚醚砜树脂(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)和聚酰亚胺树脂(PI)中的一种或两种以上。
更优选地,所述粘合剂树脂选自PAI、PEEK和PPS中的至少一种。
本发明中,所述氟树脂是指含氟聚合物,可以是现有氟树脂涂料中常用的氟树脂,通常地,所述面漆和底漆中,所述氟树脂可以相同或不同,分别可以选自聚四氟乙烯(PTEF)、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)、全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚氟乙烯(PVF)中的一种或两种以上。
优选地,所述氟树脂选自PTEF和/或PFA。
本发明中,所述颜填料为所述不粘涂层提供了耐高温以及耐腐蚀性能,通常选自具有耐高温和耐腐蚀性能的无机物。所述面漆和底漆中,所述颜填料可以相同或不同,各自优选选自钴绿、二硫化钼、石墨、绢云母和铜铬黑中的一种或两种以上。
本领域技术人员应当理解的是,本发明中,“干重”是指底漆、面漆中不包含溶剂的其它剩余组分的总重量。
本发明中,以面漆、底漆各自的总重量为基准,所述面漆、底漆中,溶剂的含量分别为30-90重量%,优选为40-70重量%。
本发明中,所述溶剂优选包含水和有机溶剂,所述有机溶剂可根据组分中的树脂总类进行选择,以使所述树脂组分溶解为准,一般地,所述有机溶剂可选自有机胺和/或有机醇,其中,所述有机胺的非限制性实例包括N-甲基吡咯烷酮、三乙醇胺等;所述有机醇的非限制性实例包括丙二醇、甘油、糠醇等。
所述溶剂中,水与有机溶剂的质量比可以为1:0.05-1,优选为1:0.05-0.5。
根据本发明的第二方面,本发明提供了所述不粘涂料在过滤分离设备上的应用。
按照本发明的应用,所述过滤分离设备是指能进行液固分离的具有多孔介质的分离设备。通过在所述多孔介质的表面涂覆所述不粘涂料形成不粘涂层,可以改善多孔介质表面的自润滑性,并减少流体的流动阻力,且不粘涂层具有耐高温的特点,因此所述不粘涂料尤其适合涂覆在对高温流体进行固液分离的过滤分离设备上。
根据本发明的第三方面,本发明提供了一种过滤组件的制备方法,该过滤组件包括具有微米孔道的多孔基体以及位于孔道内的不粘涂层;该方法包括:将本发明所述的不粘涂料负载在多孔基体上,然后通入气流,使所述不粘涂料在孔道内部均匀涂覆。
按照本发明的制备方法,所述气流可通过气流通过采用真空装置对所述多孔基体抽真空提供,例如将所述多孔基体与真空泵连接,通过抽真空形成所述气流,所述气流的速度可以为0.1-1.0m/s。通入的气体可以是空气、氮气等惰性气体,优选为空气。
本发明中,所述气流的通入时间可根据不粘涂料中溶剂的挥发程度来确定,通入时间过短,不粘涂料会反向流动,无法实现均匀涂层;通入时间过长,涂层容易干裂不连续;通常每涂覆一次,通入时间可控制在10-30min。
本发明的制备方法特别适用于对具有微米级尺寸孔道的多孔基体进行涂覆来制得所述过滤组件,因此对所述多孔基体的种类没有特别的限定,例如所述多孔基体可以选自金属粉末烧结滤芯、金属丝网编织滤芯、陶瓷粉末烧结滤芯、超滤膜或中空纤维膜。
本领域技术人员应当理解的是,待涂覆的滤芯包括滤液管,滤液管的柱体被金属或陶瓷材质形成的多孔介质包围,所述滤液管的底部及该部分的多孔介质被密封,或者与法兰、卡套连接实现封堵,这种设置便于气流的定向流入,从而利于诱导涂料在多孔材料中的均匀涂覆。此外,由于超滤膜、中空纤维膜尺寸较小,为了便于制备过滤组件,通常是将两者分别组装成相应的超滤膜筒体组件、中空纤维膜筒体组件(与滤芯一样,底部密封)后再进行涂覆、通入气流等操作。
优选地,所述多孔基体选自金属粉末烧结滤芯、金属丝网编织滤芯或陶瓷粉末烧结滤芯。
进一步优选地,所述多孔基体选自金属粉末烧结滤芯或金属丝网编织滤芯,所述方法还包括:在进行负载前,将所述多孔基体的表面依次进行碱洗和水洗,以除去金属表面的油污和杂质。另外,为了提高涂层在滤芯表面的附着力,还可以对金属表面进行砂化处理。
在本发明中,所述金属粉末烧结滤芯、金属丝网编织滤芯或陶瓷粉末烧结滤芯可以为费托合成浆态床反应器内过滤器的常规选择,其平均孔径一般为20-40μm。
按照一种实施方式,如图1所示,通过真空设备与滤液管的管口处连接并向上抽真空形成气流,所述气流的方向沿着多孔基体的外部穿过多孔介质向内部、上部流动,使涂料在气流的诱导作用下实现均匀涂覆。
本发明对所述负载的方式没有特别地限定,例如,所述负载可以选自滴加法和/或浸涂法。具体可将所述不粘涂料滴到多孔基体上或将多孔基体浸渍到所述不粘涂料中。当采用所述滴加法时,优选包括以下步骤:用滴管吸取涂料(底漆、面漆)并均匀滴加到滤芯的表面,待涂料渗透到样品内部后,从滤液管处滴加涂料,涂料沿着滤液管向下流进滤芯内,此时用吸管或洗耳球向滤液管内反复吹吸(即沿着滤液管的轴向挤捏),使得滤芯内外部的涂料连通,保证涂料充满整个滤芯微孔通道。
所述负载的时间优选以使所述多孔基材饱和为准。饱和的判断标准是:在所述多孔基体上施用涂料后,涂料被基体吸收后一段时间后出现表面逾渗现象。在本发明中,通常用所述不粘涂料将多孔基体浸渍5min以上,便可达到饱和。
在一种优选的实施方式中,所述制备方法包括以下两个阶段:
第一阶段:将所述底漆负载在所述多孔基体上,然后通入气流使所述底漆在孔道内部均匀涂覆,再进行第一烧结,得到涂覆有底漆的多孔基体;
第二阶段:将所述面漆负载在所述涂覆有底漆的多孔基体上,然后通入气流使所述面漆在孔道内部均匀涂覆,再进行第二烧结。
优选地,第一阶段、第二阶段中,所述气流的速度分别为0.1-0.5m/s。
优选地,第一阶段、第二阶段中,所述气流的通入时间为10-25min。
在本发明中,所述第一烧结能起到干燥所述底漆并使底漆与基体表面发生化学反应的作用,第二烧结能起到干燥涂层并使底漆和面漆之间发生反应的作用,从而提高整个不粘涂层对基体表面的粘附性。具体地,
所述第一烧结的温度可以为100-190℃,优选为150-180℃。
所述第二烧结的温度为200-400℃,优选为300-400℃,更优选为350-390℃。
优选情况下,所述第一烧结、第二烧结的时间分别为5-15min,更优选为5-10min。
根据本发明,所述第一烧结、第二烧结可在烘箱中进行,还可在通入加热气流的条件下进行。所述加热气流的目的在于为烧结提供所需的温度并使烧结在通风条件下进行,因此本发明对所述加热气流的方向并没有特别地限定,但为了进一步提高涂层的均匀性,优选所述加热气流的方向与涂覆时所通入的所述气流的方向相反,该加热气流的速度可以为0.1-0.5m/s。
另外,本发明旨在提供一种能够为多孔基体提供具有自润滑、耐高温等性能的不粘涂料及其涂覆方法,因此本发明还可根据过滤组件在具体应用中的实际需求,向所述多孔基体的内外表面涂覆一层或多层上述不粘涂料,并根据所述不粘涂料的性质,调整涂料浓度、涂覆次数以及气体流速来控制涂层的厚度和分布,来调整多孔基体的耐高温、耐磨、耐化学腐蚀性能等。
根据本发明的第四方面,本发明提供了由所述制备方法制得的过滤组件。所述过滤组件的多孔基体的孔道内涂覆有所述不粘涂料形成的不粘涂层。
按照一种优选的实施方式,所述过滤组件的多孔基体为金属粉末烧结滤芯,其中,所述不粘涂层的厚度≤20μm,表面能≤18.9mN/m,静摩擦系数≤0.05。另外,所述不沾涂层以DSC进行热分析:260-270℃保持48小时,重量基本没有损失。将所述过滤组件在260-270℃的热油中保持8小时,重量也没有损失,说明所述过滤组件具有优异的耐热性能。所述过滤组件可安装在低温费托合成反应器中,降低催化剂颗粒在过滤器内外表面聚集的风险,继而改善过滤效果,延长过滤器的使用寿命。
本发明中,涂层厚度为涂覆前滤芯的平均孔径与涂覆后滤芯的平均孔径之差除以2计算得到,其中,平均孔径通过孔径分析仪测得。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中,
不同孔径的金属粉末烧结滤芯均为不锈钢材质,规格为ф20mm×45mm,滤芯壁厚为2mm;
碱液为2重量%的NaOH水溶液;
平均孔径、孔径分布测试:采用孔径分析仪对涂覆前后滤芯的平均孔径、孔径分布进行测试;
表面能测试:按照座滴法采用DSA100全自动接触角测量仪测得;
水在涂层上接触角测试:按照座滴法采用DSA100全自动接触角测量仪测得;
静摩擦系数测试方法为:采用UMT-3高温摩擦磨损试验机(线性往复式)测得,行程为3mm,频率1Hz,Fz=-100g。
时通量测试:采用液液驱替法孔径分析仪,对涂覆前后滤芯的水通量进行测试,记录恒定压差条件(△P=0.01MPa)下单位时间内流经滤芯的流量Q,用Q除以滤芯的孔道截面积A,得到时通量。
耐热性测试:将实施例和对比例制备的滤芯分别放置在260℃、270℃的热油中保持8小时,然后判断是否有重量损失,若270℃没有重量损失,耐热度记为270℃,若260℃没有重量损失而270℃存在损失,耐热度记为260℃。
过滤器分离能力测试具体采用油浆冷模过滤实验实施:在直径为150mm,高2m的浆态床冷模试验装置上测量过滤器的堵塞情况。采用催化剂为2.5重量%的液蜡体系,空气从反应器底部进入,气速为0.1-0.2m/s;将对比例1-3和实施例1-5制得的滤芯安装在距离反应器底部1.2m的位置,用真空抽负压的方式使得液蜡通过过滤器流出,催化剂在过滤器表面形成滤饼,通过单次过滤持续时间来表征过滤器的分离能力。
对比例1
将金属粉末烧结滤芯在碱液中超声清洗10min,之后取出,再用去离子水超声清洗10min,接着在120℃烘干。该处理后的滤芯性质如表1所示。
实施例1
1)不粘涂料
底漆的配方如下:
其中,溶剂由质量比为1:0.2的水和N-甲基吡咯烷酮组成;
面漆的配方如下:
其中,溶剂由质量比为1:0.1的水和三乙醇胺组成。
2)过滤组件的制备方如下:
第一步,将金属粉末烧结滤芯在碱液中超声清洗10min后取出,再用去离子水超声清洗10min,接着转移至烘箱中于120℃烘干;
第二步,将整个滤芯浸渍在上述底漆中5min,待饱和后,从滤液管口处抽气,气流速度控制在0.2m/s,诱导底漆在滤芯孔道内均匀分布,20min后停止通气。然后将滤芯转移至150℃的烘箱中烧结10min,得到涂覆有底漆的滤芯;
第三步,将整个涂覆有底漆的滤芯浸渍在面漆中5min,待饱和后,从滤液管口处抽气,气流速度控制在0.2m/s,诱导面漆在滤芯孔道内均匀分布,20min后停止通气。然后将滤芯转移至380℃的烘箱烧结8min,得到带涂层的滤芯。
该滤芯涂覆前、后的性质如表1所示。
实施例2
1)不粘涂料
底漆的配方如下:
其中,溶剂由质量比为1:0.2的水和N-甲基吡咯烷酮组成;
面漆的配方如下:
其中,溶剂由质量比为1:0.1的水和三乙醇胺组成。
2)过滤组件的制备方如下:
第一步,将金属粉末烧结滤芯在碱液中超声清洗10min后取出,再用去离子水超声清洗10min,接着转移至烘箱中于120℃烘干;
第二步,将整个滤芯浸渍在上述底漆中5min,待饱和后,从滤液管口处抽气,气流速度控制在0.4m/s,诱导底漆在滤芯孔道内均匀分布,20min后停止通气。然后从滤液管口处向滤芯通入150℃的加热气体,气流速度控制在0.15m/s,进行烧结,10min后停止通气,得到涂覆有底漆的滤芯;
第三步,将整个涂覆有底漆的滤芯浸渍在面漆中5min,待饱和后,从滤液管口处抽气,气流速度控制在0.4m/s,诱导面漆在滤芯孔道内均匀分布,15min后停止通气。然后从滤液管口处向滤芯通入380℃的加热气体,气流速度控制在0.2m/s,进行烧结,8min后停止通气,得到带涂层的滤芯。
该滤芯涂覆前、后的性质如表1所示。
实施例3
1)不粘涂料
底漆的配方如下:
其中,溶剂由质量比为1:0.2的水和N-甲基吡咯烷酮组成;
面漆的配方如下:
其中,溶剂由质量比为1:0.1的水和三乙醇胺组成。
2)过滤组件的制备方如下:
第一步,将金属粉末烧结滤芯在碱液中超声清洗10min后取出,再用去离子水超声清洗10min,接着转移至烘箱中于120℃烘干;
第二步,用滴管吸取上述底漆并均匀滴在滤芯表面,然后向滤液管内滴加底漆,接着用吸管从滤液管口处沿轴向反复吸、吹底漆,使滤芯内外底漆连通并充满整个滤芯,待饱和后,从滤液管口处抽气,气流速度控制在0.2m/s,诱导底漆在滤芯孔道内均匀分布,20min后停止抽气,将滤芯转移至150℃的烘箱中烧结10min,得到涂覆有底漆的滤芯;
第三步,用滴管吸取上述面漆并均匀滴在涂覆有底漆的滤芯表面,然后向滤液管内滴加面漆,接着用吸管从滤液管口处沿轴向反复吸、吹面漆,使滤芯内外面漆连通并充满整个滤芯,待饱和后,从滤液管口处抽气,气流速度控制在0.2m/s,诱导面漆在滤芯孔道内均匀分布,20min后停止通气,之后将滤芯转移至380℃的烘箱烧结8min,得到带涂层的滤芯。
该滤芯涂覆前、后的性质如表1所示。
实施例4
1)不粘涂料
底漆的配方如下:
其中,溶剂由质量比为1:0.2的水和N-甲基吡咯烷酮组成;
面漆的配方如下:
其中,溶剂由质量比为1:0.1的水和三乙醇胺组成。
2)过滤组件的制备方如下:
按照实施例1的方法采用上述底漆和面漆进行负载和烧结步骤。该滤芯涂覆前、后的性质如表1所示。
实施例5
1)不粘涂料
面漆和底漆的配方如实施例1所示,所不同的是,溶剂的用量分别调整为实施例1的底漆、面漆的2倍。
2)过滤组件的制备
按照实施例1的方法采用上述底漆和面漆进行负载和烧结步骤。该滤芯涂覆前、后的性质如表1所示。
对比例2
1)不粘涂料
面漆和底漆的配方如实施例1所示,所不同的是,
底漆的配方如下:
其中,溶剂由质量比为1:0.2的水和N-甲基吡咯烷酮组成;
面漆的配方如下:
其中,溶剂由质量比为1:0.1的水和三乙醇胺组成。
2)过滤组件的制备
按照实施例1的方法采用上述底漆和面漆进行负载和烧结步骤。该滤芯涂覆前、后的性质如表1所示。
对比例3
1)不粘涂料
面漆的配方如下:
其中,溶剂由质量比为1:0.1的水和三乙醇胺组成。
2)过滤组件的制备
按照实施例1的方法直接用上述面漆进行负载和烧结步骤,并将气流速度控制在1.2m/s。该滤芯涂覆前、后的性质如表1所示。
表1*
*:“前”表示“涂覆前的滤芯”,“后”表示涂覆后的滤芯,另外,实施例未提到“前”和“后”的其它参数均表示涂覆后的性能。
1:滤饼分布结果是将实施例和对比例比较而言。
2:滤饼厚度结果是将实施例和对比例比较而言。
由表1可知,将实施例1-5与对比例1进行比较可知,对比例1未涂覆任何涂层,平均孔径为14.45μm,孔径分布半峰宽为0.4257,实施例1-5涂覆了涂层后,孔径分布半峰宽变窄,这表明其孔径分布更加均匀;实施例1-5中水的时通量与对比例1相比有明显增加,表明涂覆后流动阻力减小。实施例5采用实施例1稀释了1倍的含氟聚合物乳液涂覆,结果平均孔径由12.29μm提高到16.47μm,表明改变乳液浓度可以调节涂层厚度。
另外,如图2所示,与对比例1未涂覆的过滤器相比,采用本发明的方法制备的滤芯在过滤过程中形成的滤饼薄而均匀,可降低费托合成中催化剂颗粒对过滤器的堵塞,提高过滤器的使用寿命。
将实施例1-5与对比例2-3进行比较可知,对比例2的涂料缺乏主要组分PAI,导致底漆与多孔介质粘附力降低,同时涂层耐热性能有所下降,对比例3只涂覆一种面漆,其导致反应器单次过滤持续时间减少。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种不粘涂料,该不粘涂料包括面漆和底漆,其中,
以面漆的干重为基准,所述面漆含有:80-100重量%的氟树脂,0-10重量%的颜填料,0-10重量%的纳米二氧化硅;
以底漆的干重为基准,所述底漆含有:40-80重量%的氟树脂,5-30重量%的粘合剂树脂,5-30重量%的颜填料,0-10重量%的纳米二氧化硅;
以面漆、底漆各自的总重量为基准,所述面漆、底漆中,溶剂的含量分别为30-90重量%。
2.根据权利要求1所述的不粘涂料,其中,以面漆的干重为基准,所述面漆中,所述氟树脂的含量为80-95重量%,所述颜填料的含量为1-8重量%,所述纳米二氧化硅的含量为1-8重量%;
优选地,以底漆的干重为基准,所述底漆中,所述氟树脂的含量为60-80重量%,所述粘合剂树脂的含量为10-25重量%,所述颜填料的含量为5-20重量%,纳米二氧化硅的含量为5-10重量%。
3.根据权利要求1或2所述的不粘涂料,其中,所述粘合剂树脂选自PAI、PEEK、PES、PPS、PEI和PI中的一种或两种以上;
优选地,所述氟树脂选自PTEF、PFA、FEP、ETFE、PCTFE、ECTFE、PVDF和PVF中的一种或两种以上,进一步优选为PTEF和PFA;
优选地,所述颜填料各自选自钴绿、二硫化钼、石墨、绢云母和铜铬黑中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的不粘涂料,其中,所述溶剂包含水和有机溶剂,所述有机溶剂选自有机胺和/或有机醇;
优选地,水和有机溶剂的质量比为1:0.05-1。
5.权利要求1-4中任意一项所述不粘涂料在过滤分离设备上的应用。
6.一种过滤组件的制备方法,其特征在于,该过滤组件包括具有微米孔道的多孔基体以及位于孔道内的不粘涂层,该方法包括:将权利要求1-4中任意一项所述的不粘涂料负载在多孔基体上,然后通入气流,使所述不粘涂料在孔道内部均匀涂覆。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其中,所述多孔基体选自金属粉末烧结滤芯、金属丝网编织滤芯或陶瓷粉末烧结滤芯;
优选地,所述多孔基体选自金属粉末烧结滤芯或金属丝网编织滤芯,所述方法还包括:在进行负载前,将所述多孔基体的表面依次进行碱洗和水洗。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法,其中,所述气流通过采用真空装置对所述多孔基体抽气形成,所述气流的速度为0.1-1.0m/s。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其中,该方法包括以下两个阶段:
第一阶段:将所述底漆负载在所述多孔基体上,然后通入气流使所述底漆在孔道内部均匀涂覆,再进行第一烧结,得到涂覆有底漆的多孔基体;
第二阶段:将所述面漆负载在所述涂覆有底漆的多孔基体上,然后通入气流使所述面漆在孔道内部均匀涂覆,再进行第二烧结;
优选地,第一阶段、第二阶段中,所述气流的速度分别为0.1-0.5m/s;
优选地,第一阶段、第二阶段中,所述气流的通入时间分别为10-25min。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其中,所述第一烧结的温度为150-180℃,所述第二烧结的温度为300-400℃;
优选地,所述第一烧结、第二烧结的时间分别为5-10min。
11.根据权利要求9所述的制备方法,其中,所述第一烧结、第二烧结分别在通入加热气流的条件下进行,该加热气流的通入速度为0.1-0.5m/s。
12.由权利要求6-11中任意一项所述的制备方法制得的过滤组件。
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