CN110733212A - 一种玻璃纤维膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻璃纤维膜，包括玻纤基层，所述玻纤基层上连接有上覆层，玻纤基层下连接有下覆层，玻纤基层与上覆层和下覆层的左右两侧均设有保护边，所述上覆层为玻纤预滤层，下覆层为无纺布层，保护边为聚丙烯纤维膜。本发明中，通过在玻纤基层上设置玻纤预滤膜，在过滤液相时，预滤膜与玻纤基层组合对液相进行过滤，预滤膜可以起到稀释调节的作用，从而保证玻纤基层的过滤效果，同时通过在外周设置聚丙烯纤维膜来包覆基层与上下层，在进行滤膜安装时减轻对基层的机械压力，避免玻璃纤维易碎的特性使其断裂，造成损毁的情况发生。
Description
技术领域
本发明属于过滤膜制备技术领域，具体为一种玻璃纤维膜及其制备方法。
背景技术
玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石七种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。由玻璃纤维制成的滤膜具有很好的化学惰性，同时其耐高温性能好，被广泛应用于日常环境空气污染检测、工业捕尘以及化学领域。
发明内容
本发明的目的在于：为了对现有玻璃纤维膜进行进一步改进，提供一种玻璃纤维膜及其制备方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种玻璃纤维膜，包括玻纤基层，所述玻纤基层上连接有上覆层，玻纤基层下连接有下覆层，玻纤基层与上覆层和下覆层的左右两侧均设有保护边，所述上覆层为玻纤预滤层，下覆层为无纺布层，保护边为聚丙烯纤维膜。
其中，所述的一种玻璃纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将玻璃纤维生产原料投入到熔炉中进行融化，得到玻璃液；
步骤2：使用拉丝机对熔融状态下的玻璃液进行拉丝，然后对拉出的玻璃丝进行冷却成型；
步骤3：将成型的玻璃纤维浸入甲醇溶液中洗涤，再使用清水冲洗，重复三～五次，最后在110～120℃环境下干燥；
步骤4：将清洗后的玻璃纤维浸入甲醇与硅烷偶联剂混合溶剂中，35～42℃环境下浸泡2～3h，然后放入120℃烘箱中干燥30～45min；
步骤5：将步骤4干燥后的玻璃纤维与PTFE乳液浸置40～50min，经液压除去气泡，再使用烘箱梯度干燥；
步骤6：使用马弗炉400～420℃环境下烧结28～30min，取出冷却后使用粘合剂制成玻纤基层；
步骤7：使用同样方法制成厚度较薄的玻纤预滤膜，然后将玻纤预滤膜与下覆层与玻纤基层紧贴，在外围使用聚丙烯纤维膜进行包覆即可完成制备。
其中，所述PTFE溶液在使用前需要进行预搅拌，预搅拌时间不低于30min。
其中，所述步骤4中甲醇与硅烷偶联剂的混合比例为2:1。
其中，所述的一种玻璃纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将玻璃纤维生产原料投入到熔炉中进行融化，得到玻璃液；
步骤2：使用拉丝机对熔融状态下的玻璃液进行拉丝，然后对拉出的玻璃丝进行冷却成型；
步骤3：将成型的玻璃纤维浸入PTFE乳液中浸泡40～50min，然后室温下晾干，再使用烘箱进行梯度干燥；
步骤4：将步骤3处理后的玻璃纤维在280～290℃下烘焙30min，然后取出冷却；
步骤5：将步骤4处理后的玻璃纤维再次浸泡在PTFE乳液中，晾干、干燥、烘焙，反复进行4～5次；
步骤6：使用马弗炉380～400℃环境下烧结28～30min，取出冷却后使用粘合剂制成玻纤基层；
步骤7：使用同样方法制成厚度较薄的玻纤预滤膜，然后将玻纤预滤膜与下覆层与玻纤基层紧贴，在外围使用聚丙烯纤维膜进行包覆即可完成制备。
其中，所述PTFE为经过稀释后的乳液，稀释后乳液中PTFE含量为30%。
其中，所述梯度干燥具体为190℃、170℃、120℃温度条件下各干燥30min。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过在玻纤基层上设置玻纤预滤膜，在过滤液相时，预滤膜与玻纤基层组合对液相进行过滤，预滤膜可以起到稀释调节的作用，从而保证玻纤基层的过滤效果，同时通过在外周设置聚丙烯纤维膜来包覆基层与上下层，在进行滤膜安装时减轻对基层的机械压力，避免玻璃纤维易碎的特性使其断裂，造成损毁的情况发生；
2、本发明中，经过甲醇清洗处理后，再通过硅烷偶联剂处理后制出的玻璃纤维与水的接触角为0°表现出了良好的过滤特性，同时玻璃纤维中Ca和Mg元素被清理去除，制剩余Si和Al，使玻璃纤维的化学惰性有了进一步提升；
3、本发明中，经过PTFE乳液浸泡处理后，玻璃纤维具有了一定PTFE厚度，同时携带了C与F元素，玻璃纤维的脆性得到限制，降低了玻璃纤维的易碎特性，使其使用时更加方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意简图。
图中标记：1、玻纤基层；2、上覆层；3、下覆层；4、保护边。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一，请参阅图1，一种玻璃纤维膜，包括玻纤基层1，所述玻纤基层1上连接有上覆层2，玻纤基层1下连接有下覆层3，玻纤基层1与上覆层2和下覆层3的左右两侧均设有保护边4，所述上覆层2为玻纤预滤层，下覆层3为无纺布层，保护边4为聚丙烯纤维膜。
所述的一种玻璃纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将玻璃纤维生产原料投入到熔炉中进行融化，得到玻璃液；
步骤2：使用拉丝机对熔融状态下的玻璃液进行拉丝，然后对拉出的玻璃丝进行冷却成型；
步骤3：将成型的玻璃纤维浸入甲醇溶液中洗涤，再使用清水冲洗，重复三次，最后在110℃环境下干燥；
步骤4：将清洗后的玻璃纤维浸入2:1的甲醇与硅烷偶联剂混合溶剂中，35℃环境下浸泡2h，然后放入120℃烘箱中干燥30min；
步骤5：将步骤4干燥后的玻璃纤维与PTFE乳液浸置40min，经液压除去气泡，再使用烘箱梯度干燥；
步骤6：使用马弗炉400℃环境下烧结28min，取出冷却后使用粘合剂制成玻纤基层。
步骤7：使用同样方法制成厚度较薄的玻纤预滤膜，然后将玻纤预滤膜与下覆层与玻纤基层紧贴，在外围使用聚丙烯纤维膜进行包覆即可完成制备。
实施例二，请参阅图1，一种玻璃纤维膜，包括玻纤基层1，所述玻纤基层1上连接有上覆层2，玻纤基层1下连接有下覆层3，玻纤基层1与上覆层2和下覆层3的左右两侧均设有保护边4，所述上覆层2为玻纤预滤层，下覆层3为无纺布层，保护边4为聚丙烯纤维膜。
所述的一种玻璃纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将玻璃纤维生产原料投入到熔炉中进行融化，得到玻璃液；
步骤2：使用拉丝机对熔融状态下的玻璃液进行拉丝，然后对拉出的玻璃丝进行冷却成型；
步骤3：将成型的玻璃纤维浸入甲醇溶液中洗涤，再使用清水冲洗，重复五次，最后在120℃环境下干燥；
步骤4：将清洗后的玻璃纤维浸入2:1的甲醇与硅烷偶联剂混合溶剂中，42℃环境下浸泡3h，然后放入120℃烘箱中干燥45min；
步骤5：将步骤4干燥后的玻璃纤维与PTFE乳液浸置50min，经液压除去气泡，再使用烘箱梯度干燥；
步骤6：使用马弗炉420℃环境下烧结30min，取出冷却后使用粘合剂制成玻纤基层。
步骤7：使用同样方法制成厚度较薄的玻纤预滤膜，然后将玻纤预滤膜与下覆层与玻纤基层紧贴，在外围使用聚丙烯纤维膜进行包覆即可完成制备。
实施例三，请参阅图1，一种玻璃纤维膜，包括玻纤基层1，所述玻纤基层1上连接有上覆层2，玻纤基层1下连接有下覆层3，玻纤基层1与上覆层2和下覆层3的左右两侧均设有保护边4，所述上覆层2为玻纤预滤层，下覆层3为无纺布层，保护边4为聚丙烯纤维膜。
所述的一种玻璃纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将玻璃纤维生产原料投入到熔炉中进行融化，得到玻璃液；
步骤2：使用拉丝机对熔融状态下的玻璃液进行拉丝，然后对拉出的玻璃丝进行冷却成型；
步骤3：将成型的玻璃纤维浸入甲醇溶液中洗涤，再使用清水冲洗，重复四次，最后在115℃环境下干燥；
步骤4：将清洗后的玻璃纤维浸入2:1的甲醇与硅烷偶联剂混合溶剂中，38℃环境下浸泡2h，然后放入120℃烘箱中干燥38min；
步骤5：将步骤4干燥后的玻璃纤维与PTFE乳液浸置46min，经液压除去气泡，再使用烘箱梯度干燥；
步骤6：使用马弗炉415℃环境下烧结30min，取出冷却后使用粘合剂制成玻纤基层；
步骤7：使用同样方法制成厚度较薄的玻纤预滤膜，然后将玻纤预滤膜与下覆层与玻纤基层紧贴，在外围使用聚丙烯纤维膜进行包覆即可完成制备。
实施例四，请参阅图1，一种玻璃纤维膜，包括玻纤基层1，所述玻纤基层1上连接有上覆层2，玻纤基层1下连接有下覆层3，玻纤基层1与上覆层2和下覆层3的左右两侧均设有保护边4，所述上覆层2为玻纤预滤层，下覆层3为无纺布层，保护边4为聚丙烯纤维膜。
所述的一种玻璃纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将玻璃纤维生产原料投入到熔炉中进行融化，得到玻璃液；
步骤2：使用拉丝机对熔融状态下的玻璃液进行拉丝，然后对拉出的玻璃丝进行冷却成型；
步骤3：将成型的玻璃纤维浸入PTFE乳液中浸泡40min，然后室温下晾干，再使用烘箱进行梯度干燥；
步骤4：将步骤3处理后的玻璃纤维在280℃下烘焙30min，然后取出冷却；
步骤5：将步骤4处理后的玻璃纤维再次浸泡在PTFE乳液中，晾干、干燥、烘焙，反复进行四次；
步骤6：使用马弗炉380℃环境下烧结28min，取出冷却后使用粘合剂制成玻纤基层；
步骤7：使用同样方法制成厚度较薄的玻纤预滤膜，然后将玻纤预滤膜与下覆层与玻纤基层紧贴，在外围使用聚丙烯纤维膜进行包覆即可完成制备。
实施例五，请参阅图1，一种玻璃纤维膜，包括玻纤基层1，所述玻纤基层1上连接有上覆层2，玻纤基层1下连接有下覆层3，玻纤基层1与上覆层2和下覆层3的左右两侧均设有保护边4，所述上覆层2为玻纤预滤层，下覆层3为无纺布层，保护边4为聚丙烯纤维膜。
所述的一种玻璃纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将玻璃纤维生产原料投入到熔炉中进行融化，得到玻璃液；
步骤2：使用拉丝机对熔融状态下的玻璃液进行拉丝，然后对拉出的玻璃丝进行冷却成型；
步骤3：将成型的玻璃纤维浸入PTFE乳液中浸泡50min，然后室温下晾干，再使用烘箱进行梯度干燥；
步骤4：将步骤3处理后的玻璃纤维在290℃下烘焙30min，然后取出冷却；
步骤5：将步骤4处理后的玻璃纤维再次浸泡在PTFE乳液中，晾干、干燥、烘焙，反复进行五次；
步骤6：使用马弗炉400℃环境下烧结30min，取出冷却后使用粘合剂制成玻纤基层；
步骤7：使用同样方法制成厚度较薄的玻纤预滤膜，然后将玻纤预滤膜与下覆层与玻纤基层紧贴，在外围使用聚丙烯纤维膜进行包覆即可完成制备。
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 (7)
1.一种玻璃纤维膜，包括玻纤基层（1），其特征在于,所述玻纤基层（1）上连接有上覆层（2），玻纤基层（1）下连接有下覆层（3），玻纤基层（1）与上覆层（2）和下覆层（3）的左右两侧均设有保护边（4），所述上覆层（2）为玻纤预滤层，下覆层（3）为无纺布层，保护边（4）为聚丙烯纤维膜。
2.如权利要求1所述的一种玻璃纤维膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将玻璃纤维生产原料投入到熔炉中进行融化，得到玻璃液；
步骤2：使用拉丝机对熔融状态下的玻璃液进行拉丝，然后对拉出的玻璃丝进行冷却成型；
步骤3：将成型的玻璃纤维浸入甲醇溶液中洗涤，再使用清水冲洗，重复三～五次，最后在110～120℃环境下干燥；
步骤4：将清洗后的玻璃纤维浸入甲醇与硅烷偶联剂混合溶剂中，35～42℃环境下浸泡2～3h，然后放入120℃烘箱中干燥30～45min；
步骤5：将步骤4干燥后的玻璃纤维与PTFE乳液浸置40～50min，经液压除去气泡，再使用烘箱梯度干燥；
步骤6：使用马弗炉400～420℃环境下烧结28～30min，取出冷却后使用粘合剂制成玻纤基层；
步骤7：使用同样方法制成厚度较薄的玻纤预滤膜，然后将玻纤预滤膜与下覆层与玻纤基层紧贴，在外围使用聚丙烯纤维膜进行包覆即可完成制备。
3.如权利要求2所述的一种玻璃纤维膜的制备方法，其特征在于，所述PTFE溶液在使用前需要进行预搅拌，预搅拌时间不低于30min。
4.如权利要求2所述的一种玻璃纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤4中甲醇与硅烷偶联剂的混合比例为2:1。
5.如权利要求1所述的一种玻璃纤维膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将玻璃纤维生产原料投入到熔炉中进行融化，得到玻璃液；
步骤2：使用拉丝机对熔融状态下的玻璃液进行拉丝，然后对拉出的玻璃丝进行冷却成型；
步骤3：将成型的玻璃纤维浸入PTFE乳液中浸泡40～50min，然后室温下晾干，再使用烘箱进行梯度干燥；
步骤4：将步骤3处理后的玻璃纤维在280～290℃下烘焙30min，然后取出冷却；
步骤5：将步骤4处理后的玻璃纤维再次浸泡在PTFE乳液中，晾干、干燥、烘焙，反复进行4～5次；
步骤6：使用马弗炉380～400℃环境下烧结28～30min，取出冷却后使用粘合剂制成玻纤基层；
步骤7：使用同样方法制成厚度较薄的玻纤预滤膜，然后将玻纤预滤膜与下覆层与玻纤基层紧贴，在外围使用聚丙烯纤维膜进行包覆即可完成制备。
6.如权利要求5所述的一种玻璃纤维膜的制备方法，其特征在于，所述PTFE为经过稀释后的乳液，稀释后乳液中PTFE含量为30%。
7.如权利要求2和/或5所述的一种玻璃纤维膜的制备方法，其特征在于，所述梯度干燥具体为190℃、170℃、120℃温度条件下各干燥30min。
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