CN110917767A - 一种耐高温ptfe复合膜滤材制造方法 - Google Patents

一种耐高温ptfe复合膜滤材制造方法 Download PDF

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汪璐
郭玉斌
夏高丰
王霞波
刘鹏程
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Jiangsu Futai Purifying Polytron Technologies Inc
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/54—Particle separators, e.g. dust precipitators, using ultra-fine filter sheets or diaphragms
    • B01D46/543—Particle separators, e.g. dust precipitators, using ultra-fine filter sheets or diaphragms using membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Abstract

本发明属于过滤材料制造技术领域，涉及一种耐高温PTFE复合膜滤材制造方法，步骤包括：处理剂制备、基布浸渍和热压合。本发明获得的滤材不仅对1um以上的粉尘做到100％的吸尘效率，对于1um以下的细微粉尘可以达到99％的吸尘效率，由于聚四氟乙烯材料本身具有的表面光滑性特点使得复合的聚四氟乙烯覆膜具有优良的表面过滤特性，而且偶联剂的优良热稳定性使滤材达到耐高温这一目的。

Description

一种耐高温PTFE复合膜滤材制造方法
技术领域
本发明涉及过滤材料制造技术领域，特别涉及一种耐高温PTFE复合膜滤材制造方法。
背景技术
目前，空气过滤器行业中滤芯所使用的滤材，一般可分为无机介质和有机介质两种，无机介质以玻璃纤维为主，有机介质以聚四氟乙烯为主。而耐高温过滤器使用的滤材一般为玻纤，但是它存在强度较低、脆性差等特点；而普通的玻璃纤维和聚四氟乙烯(PTFE)的复合物，在190℃以上的条件中使用时，粘结剂会开始熔化，熔化了的粘结剂会从薄膜溢出，使得灰尘黏在滤料表面，难以清除，时间越久聚的越多，粘结剂的熔化使得基布与表面膜的复合度降低，表面膜上的大量灰尘会粘在基布表面，将滤布堵死，失去功能。
因此，有必要改良滤材来满足目前市场的需求。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种耐高温PTFE复合膜滤材制造方法，能够提高大流量过滤机组的过滤效率。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种耐高温PTFE复合膜滤材制造方法，步骤包括：
①处理剂制备：用45～52wt％含氟聚合物、26～30wt％含氟硅烷偶联剂和10～15wt％成膜剂混合成处理剂；
②基布浸渍：将玻璃纤维基布用步骤①得到的处理剂进行浸渍然后烘干；
③热压合：将PTFE表面膜与玻璃纤维基布在280℃和4MPa的压力下进行热压合。
具体的，所述含氟聚合物包括四氟乙烯和聚偏氟乙烯共聚物、四氟乙烯和聚全氟乙丙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的至少一种。
具体的，所述含氟硅烷偶联剂是以32～35wt％三氟丙基甲基环三硅氧烷、10～14wt％甲基二氯硅烷、25～30wt％乙烯基三甲基硅烷、15～18wt％氟表面活性剂和余量的去离子水聚合而成的短氟碳链含氟硅烷偶联剂。
进一步的，所述含氟硅烷偶联剂通过等离子体聚合得到。
进一步的，所述氟表面活性剂为非离子型氟碳表面活性剂。
具体的，所述成膜剂为聚氨酯或聚丙烯酸酯。
采用上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：
本发明获得的滤材不仅对1um以上的粉尘做到100％的吸尘效率，对于1um以下的细微粉尘可以达到99％的吸尘效率，由于聚四氟乙烯材料本身具有的表面光滑性特点使得复合的聚四氟乙烯覆膜具有优良的表面过滤特性，而且偶联剂的优良热稳定性使滤材达到耐高温这一目的。
具体实施方式
一种耐高温PTFE复合膜滤材制造方法，步骤包括：
①处理剂制备：用45～52wt％含氟聚合物、26～30wt％含氟硅烷偶联剂和10～15wt％成膜剂混合成处理剂；
②基布浸渍：将玻璃纤维基布用步骤①得到的处理剂进行浸渍然后烘干；
③热压合：将PTFE表面膜与玻璃纤维基布在280℃和4MPa的压力下进行热压合。
三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)为无色透明液体，低于30℃为无色结晶固体，在酸、碱、盐存在时易引起开环聚合。甲基二氯硅烷为无色液体，性质稳定，主要用于硅酮化合物的制造。非离子型氟碳表面活性剂易溶于水，与其他活性剂相容性优良，pH值稳定性好，且表面张力低，使硅烷偶联剂在催化剂下反应或者加水分解后，所产生的Si-OH官能基能被氟表面活性剂包围，避免其粒子间的聚集，且由于氟表面活性剂的低表面张力，使得偶联剂的表面张力下降，更容易湿润无机材表面，提升偶联剂的处理均匀性。含氟硅烷偶联剂采用等离子体聚合方法能够具有更好的活性。
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1～5：
按照表1配方将原料混合，采用外部电极电容耦合高频等离子体装置对其进行等离子体聚合，制备含氟硅烷偶联剂：
表1：单位wt％
Figure BDA0002330596230000031
注：含量中不满100wt％的部分由去离子水补足余量。
按照表2配方配置处理剂，其中A代表四氟乙烯和聚偏氟乙烯共聚物，B代表四氟乙烯和聚全氟乙丙烯共聚物，C代表聚四氟乙烯，D代表聚偏氟乙烯，E代表聚氨酯，F代表聚丙烯酸酯。
表2：单位wt％
Figure BDA0002330596230000041
注：含量中不满100wt％的部分由去离子水补足余量。
将处理剂混匀后将玻璃纤维基布浸入处理剂中，然后取出玻璃纤维基布烘干，然后再将处理好的玻璃纤维基布与聚四氟乙烯表面膜在280℃和4MPa的压力下进行热压合。
以普通玻璃纤维和聚四氟乙烯的复合滤材作为对照例与实施例1～5制得的PTFE复合膜滤材进行比较实验，结果见表3。
实验方法为：
①除尘率测试：用滤材制作1170*1170*55的过滤器，用自动扫漏台机器测试过滤器的效率，检测1um粒径以上粉尘的除尘率以及1um粒径以下粉尘的除尘率。
②拉伸应力测试：将厚度1mm，长度1000mm滤材在拉力机下逐渐增大拉力，记录拉伸25mm所需要的拉力。
③耐高温测试：先取少量滤材置于30℃的铝坩埚内加热，采用TG(热重法)测试其在加热时重量变化，升温阶段按照30℃/min的速率，达到270℃后恒温5min，然后按照30℃/min的速率降温至240℃，记录重量明显变化的温度。
表3：
Figure BDA0002330596230000051
由表3可知，本发明获得的滤材不仅对1um以上的粉尘做到100％的吸尘效率，对于1um以下的细微粉尘可以达到99％的吸尘效率，由于聚四氟乙烯材料本身具有的表面光滑性特点使得复合的聚四氟乙烯覆膜具有优良的表面过滤特性，而且偶联剂的优良热稳定性使滤材达到耐高温这一目的。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种耐高温PTFE复合膜滤材制造方法，其特征在于步骤包括：
①处理剂制备：用45～52wt％含氟聚合物、26～30wt％含氟硅烷偶联剂和10～15wt％成膜剂混合成处理剂；
②基布浸渍：将玻璃纤维基布用步骤①得到的处理剂进行浸渍然后烘干；
③热压合：将PTFE表面膜与玻璃纤维基布在280℃和4MPa的压力下进行热压合。
2.根据权利要求1所述的耐高温PTFE复合膜滤材制造方法，其特征在于：所述含氟聚合物包括四氟乙烯和聚偏氟乙烯共聚物、四氟乙烯和聚全氟乙丙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的耐高温PTFE复合膜滤材制造方法，其特征在于：所述含氟硅烷偶联剂是以32～35wt％三氟丙基甲基环三硅氧烷、10～14wt％甲基二氯硅烷、25～30wt％乙烯基三甲基硅烷、15～18wt％氟表面活性剂和余量的去离子水聚合而成的短氟碳链含氟硅烷偶联剂。
4.根据权利要求3所述的耐高温PTFE复合膜滤材制造方法，其特征在于：所述含氟硅烷偶联剂通过等离子体聚合得到。
5.根据权利要求3所述的耐高温PTFE复合膜滤材制造方法，其特征在于：所述氟表面活性剂为非离子型氟碳表面活性剂。
6.根据权利要求1所述的耐高温PTFE复合膜滤材制造方法，其特征在于：所述成膜剂为聚氨酯或聚丙烯酸酯。
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CN1768912A (zh) * 2005-10-13 2006-05-10 中材科技股份有限公司 耐高温聚四氟乙烯覆膜过滤材料
CN102114722A (zh) * 2009-12-30 2011-07-06 财团法人纺织产业综合研究所 浸渍液及其制备方法及应用其的玻纤织物的制造方法
WO2012121374A1 (ja) * 2011-03-09 2012-09-13 日東電工株式会社 粘接着剤層付飛散防止部材
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