CN110917728A - 一种水刺分裂超细过滤毡及其制备方法 - Google Patents

一种水刺分裂超细过滤毡及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种PTFE水刺分裂超细过滤毡及其制备方法，涉及过滤材料技术领域。其技术要点是：一种PTFE水刺分裂超细过滤毡，包括基布和水刺穿插在基布中的纤维面层，还包括PTFE分裂型超细纤维层，所述PTFE分裂型超细纤维层水刺穿插在纤维面层中，所述基布、纤维面层和PTFE分裂型超细纤维层表面覆有一层催化氧化层；所述催化氧化层包括6‑10wt.%的催化剂和3‑10wt.%的纯碱，通过采用PTFE分裂型超细纤维层，代替厚度较薄的PTFE有机膜，以充分发挥PTFE材料的耐高温、耐酸碱腐蚀和耐磨性，并大大提高过滤毡的抗折性。

Description

一种水刺分裂超细过滤毡及其制备方法
技术领域
本发明涉及过滤材料技术领域，更具体地说，它涉及一种水刺分裂超细过滤毡及其制备方法。
背景技术
近年来，随着工业的飞速发展，工业排污日益严重，已危害到自然环境和人们的身体健康，而烟气除尘是治理污染的重要组成部分。过滤材料广泛应用于国民经济各部门，它主要是用作气-固分离和液-固分离的手段，过滤材料广泛应用于水泥、钢铁、冶金、垃圾焚烧等各行业工业窑炉的烟气排放净化过滤。
在授权公告号为CN1057710C的中国发明申请专利中公开了一种多功能玻璃纤维复合滤料及其制造方法，其滤料主要以玻璃纤维并加入适量的诺梅克斯纤维或碳纤维，经基布制造、面纱制造、针刺成毡或后整理等工序制成。针刺成毡后，在处理剂中浸轧处理和烘干，再经热压，使其表面形成一层有机膜，制成的滤料具有耐高温、耐腐蚀、耐磨和高抗折性能，但由于有机膜厚度很薄，因此作用有限，其成品性能与聚四氟乙烯(PTFE)纤维针刺毡相比，任有较大差距。
因此，需要提出一种新的方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种水刺分裂超细过滤毡，通过PTFE分裂型超细纤维层，代替厚度较薄的PTFE有机膜，以充分发挥PTFE材料的耐高温、耐酸碱腐蚀和耐磨性，并大大提高过滤毡的抗折性。
为实现上述目的一，本发明提供了如下技术方案：
一种PTFE水刺分裂超细过滤毡，包括基布和水刺穿插在基布中的纤维面层，还包括PTFE分裂型超细纤维层，所述PTFE分裂型超细纤维层水刺穿插在纤维面层中，所述基布、纤维面层和PTFE分裂型超细纤维层表面覆有一层催化氧化层；所述催化氧化层包括6-10wt.％的催化剂和3-10wt.％的纯碱。
通过采用上述技术方案，聚四氟乙烯纤维具有一定的化学惰性，氟原子和碳原子的连接非常紧密，而且分子链的高度固定，能使聚四氟乙烯的分子链高度结晶，因此，PTFE纤维具有良好的耐热性和高熔点特性，本发明直接在纤维面层外复合一层PTFE分裂型超细纤维层，代替厚度较薄的PTFE有机膜，以充分发挥PTFE材料的耐高温、耐酸碱腐蚀和耐磨性，并大大提高过滤毡的抗折性。本发明还在纤维层表面覆有一层催化氧化层，当过滤毡过滤的烟尘中含有二氧化硫等有害气体时，催化氧化层可直接对其进行催化氧化成无害物质，赋予过滤毡的处理有害物质的功能性。
进一步优选为，所述催化剂为二茂铁。
通过采用上述技术方案，二茂铁，又称二环戊二烯合铁、环戊二烯基铁，是分子式为Fe(C5H5)2的有机金属化合物，过滤烟尘时，二茂铁可以将二氧化硫等有害气体转化成三氧化硫，有利于二氧化硫等有害气体的吸收和除去。
进一步优选为，所述催化氧化层还包括60-80％的高锰酸钾。
通过采用上述技术方案，高锰酸钾具有强氧化性，起到很强的氧化作用，使得有害气体的反应充分进行。
进一步优选为，所述催化氧化层还包括10-20wt.％的高岭土。
通过采用上述技术方案，高岭土比表面积较大、吸附性能较好，通过在催化氧化层中加入适量的高岭土，其烟尘中的有害气体具有较好的吸附性，从而捕捉有害气体并充分使有害气体转化为无害物质。
进一步优选为，所述基布采用PPS纤维，所述纤维面层采用P84纤维。
通过采用上述技术方案，PPS纤维，即聚苯硫醚纤维，由聚苯硫醚经熔融纺丝制得，作为基布使用，其具有优良的耐化学试剂和水解性，以及阻燃性能，用作高温过滤织物，耐受温度可达190℃；P84纤维，即聚酰亚胺纤维，其具有较高的耐温性能，用作过滤毡原料，使用温度可达260℃，瞬间温度可达280℃，适用于水泥厂、热式焚化炉、电石厂等需要处理大量粉尘的场所。
本发明的目的二在于提供一种PTFE水刺分裂超细过滤毡的制备方法，采用该方法制备的PTFE水刺分裂超细过滤毡具有机械强度高，耐磨性好和使用寿命较长的优点。
为实现上述目的二，本发明提供了如下技术方案：
一种PTFE水刺分裂超细过滤毡的制备方法，包括以下步骤：
S1，制备基布：将制造基布用纤维纱织成基布；
S2，制备纤维面层：将制造纤维面层用纤维经过开松、梳理、凝聚、铺网，制成纤维面层；
S3，制备PTFE分裂型超细纤维层：将PTFE纤维经开松、梳理、凝聚、铺网，制成PTFE分裂型超细纤维层；
S4，将S2和S3中制备的纤维面层和PTFE分裂型超细纤维层分别覆在基布上，经过预针刺、水刺，得到粗毛毡；
S5，将上述粗毛毡用催化氧化剂浸渍处理，后经烘干定型、轧制成卷，即得到PTFE水刺分裂超细过滤毡。
通过采用上述技术方案，本发明采用超高压多道水刺，水刺工艺的柔性缠结复合技术具有对纤维和基布损伤小，与普通的过滤产品相比，本发明产品机械强度高，耐磨性好，较长的使用寿命。
进一步优选为，所述粗毛毡在浸渍处理前还依次进行烧毛、压光处理，所述烧毛处理的气压为1.6Pa，所述压光处理的压光上辊温度为155-185℃，压光下辊温度为190-210℃，压辊压力为25公斤，压光速度为6m/min。
通过采用上述技术方案，通过烧毛将粗毛毡表面的少量外露纤维处理掉，再通过压光工艺使得毛毡表面更加平整，压实后强度更高。
进一步优选为，所述粗毛毡浸渍处理时的浸渍温度为180-200℃，浸渍速度为4m/min。
通过采用上述技术方案，在180-200℃下，纤维结晶结构微微发生变化，使得催化氧化剂更好更牢固的附着在纤维束表面。
综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明直接在纤维面层外复合一层PTFE分裂型超细纤维层，代替厚度较薄的PTFE有机膜，以充分发挥PTFE材料的耐高温、耐酸碱腐蚀和耐磨性，并大大提高过滤毡的抗折性；
(2)本发明还在纤维层表面覆有一层催化氧化层，当过滤毡过滤的烟尘中含有二氧化硫等有害气体时，催化氧化层可直接对其进行催化氧化成无害物质，赋予过滤毡的处理有害物质的功能性；
(3)本发明采用超高压多道水刺，水刺工艺的柔性缠结复合技术具有对纤维和基布损伤小，与普通的过滤产品相比，本发明产品机械强度高，耐磨性好，较长的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。值得说明的是，其中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件下进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：一种PTFE水刺分裂超细过滤毡，通过如下步骤制备获得：
S1，制备基布：将制造基布用PPS纤维纱织成基布；
S2，制备纤维面层：将制造纤维面层用P84纤维经过开松、梳理、凝聚、铺网，制成纤维面层；
S3，制备PTFE分裂型超细纤维层：将PTFE纤维经开松、梳理、凝聚、铺网，制成PTFE分裂型超细纤维层；
S4，将S2和S3中制备的纤维面层和PTFE分裂型超细纤维层分别覆在基布上，经过预针刺、水刺，得到粗毛毡；
S5，将粗毛毡进行烧毛、压光处理，烧毛处理的气压为1.6Pa，压光处理的压光上辊温度为155℃，压光下辊温度为190℃，压辊压力为25公斤，压光速度为6m/min。
S6，将上述粗毛毡用催化氧化剂浸渍处理，浸渍温度控制在180℃，浸渍速度为4m/min，后经烘干定型、轧制成卷，即得到PTFE水刺分裂超细过滤毡。
其中催化氧化剂由如下成分组成：
二茂铁：6wt.％；
纯碱：3wt.％；
高锰酸钾：80wt.％；
高岭土：11wt.％。
实施例2：一种PTFE水刺分裂超细过滤毡，通过如下步骤制备获得：
S1，制备基布：将制造基布用PPS纤维纱织成基布；
S2，制备纤维面层：将制造纤维面层用P84纤维经过开松、梳理、凝聚、铺网，制成纤维面层；
S3，制备PTFE分裂型超细纤维层：将PTFE纤维经开松、梳理、凝聚、铺网，制成PTFE分裂型超细纤维层；
S4，将S2和S3中制备的纤维面层和PTFE分裂型超细纤维层分别覆在基布上，经过预针刺、水刺，得到粗毛毡；
S5，将粗毛毡进行烧毛、压光处理，烧毛处理的气压为1.6Pa，压光处理的压光上辊温度为185℃，压光下辊温度为210℃，压辊压力为25公斤，压光速度为6m/min。
S6，将上述粗毛毡用催化氧化剂浸渍处理，浸渍温度控制在200℃，浸渍速度为4m/min，后经烘干定型、轧制成卷，即得到PTFE水刺分裂超细过滤毡。
其中催化氧化剂的成分配比与实施例1相同。
实施例3：一种PTFE水刺分裂超细过滤毡，与实施例1的不同之处在于，其中催化氧化剂由如下成分组成：
二茂铁：8wt.％；
纯碱：6wt.％；
高锰酸钾：70wt.％；
高岭土：16wt.％。
实施例4：一种PTFE水刺分裂超细过滤毡，与实施例1的不同之处在于，其中催化氧化剂由如下成分组成：
二茂铁：10wt.％；
纯碱：10wt.％；
高锰酸钾：60wt.％；
高岭土：20wt.％。
对比例1：一种过滤毡，与实施例1的不同之处在于，纤维面层针刺于基布中，PTFE分裂型超细纤维层针刺于纤维面层中。
对比例2：一种过滤毡，与实施例1的不同之处在于，不含有催化氧化层。
对比例3：一种过滤毡，催化氧化剂中未添加高岭土。
性能测试
采用实施例1-4中得到的PTFE水刺分裂超细过滤毡和对比例1-3中的过滤毡作为测试对象，测试方法如下：
耐温性：100小时加热后强度保持率，依据HJ/T324-2006。
微粉尘浓度：在25℃下，将烟气通入已安装过滤毡的除尘过滤系统，进行微粉尘过滤试验，烟气流速为0.5m/s，采用粉尘检测仪分别测定过滤前后烟气中微粉尘的浓度，结果见表1。
脱硝速率：在25℃下，将烟气样品通入已安装过滤毡的脱硝系统，烟气流速为0.5m/s，采用氮氧化物检测仪测定脱脱硝前的氮氧化物浓度C1和脱硝后的氮氧化物浓度C2，按照公式η＝(C1-C2)/C1×100％计算脱销效率，结果见表1。
由表1中测试数据可知，本发明制作得到的过滤毡具有良好的耐温性；实施例1-4相比较于对比例1-3，其具有较好的过滤效果和明显的脱硝效率；对比实施例1和对比例2可知，催化氧化层具有明显的脱硝效率；对比实施例1和对比例3可知，高岭土可提高过滤毡的过滤和脱硝效率；对比实施例1和对比例1可知，本发明
表1性能测试结果
Figure BDA0002320793830000061
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种PTFE水刺分裂超细过滤毡，包括基布和水刺穿插在基布中的纤维面层，其特征在于，还包括PTFE分裂型超细纤维层，所述PTFE分裂型超细纤维层水刺穿插在纤维面层中，所述基布、纤维面层和PTFE分裂型超细纤维层表面覆有一层催化氧化层；所述催化氧化层包括6-10wt.%的催化剂和3-10wt.%的纯碱。
2.根据权利要求1所述的PTFE水刺分裂超细过滤毡，其特征在于，所述催化剂为二茂铁。
3.根据权利要求1所述的PTFE水刺分裂超细过滤毡，其特征在于，所述催化氧化层还包括60-80%的高锰酸钾。
4.根据权利要求1所述的PTFE水刺分裂超细过滤毡，其特征在于，所述催化氧化层还包括10-20wt.%的高岭土。
5.根据权利要求1所述的PTFE水刺分裂超细过滤毡，其特征在于，所述基布采用PPS纤维，所述纤维面层采用P84纤维。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种PTFE水刺分裂超细过滤毡的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，制备基布：将制造基布用纤维纱织成基布；
S2，制备纤维面层：将制造纤维面层用纤维经过开松、梳理、凝聚、铺网，制成纤维面层；
S3，制备PTFE分裂型超细纤维层：将PTFE纤维经开松、梳理、凝聚、铺网，制成PTFE分裂型超细纤维层；
S4，将S2和S3中制备的纤维面层和PTFE分裂型超细纤维层分别覆在基布上，经过预针刺、水刺，得到粗毛毡；
S5，将上述粗毛毡用催化氧化剂浸渍处理，后经烘干定型、轧制成卷，即得到PTFE水刺分裂超细过滤毡。
7.根据权利要求6所述的PTFE水刺分裂超细过滤毡的制备方法，其特征在于，所述粗毛毡在浸渍处理前还依次进行烧毛、压光处理，所述烧毛处理的气压为1.6Pa，所述压光处理的压光上辊温度为155-185℃，压光下辊温度为190-210℃，压辊压力为25公斤，压光速度为6m/min。
8.根据权利要求6所述的PTFE水刺分裂超细过滤毡的制备方法，其特征在于，所述粗毛毡浸渍处理时的浸渍温度为180-200℃，浸渍速度为4m/min。
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