CN111809401A - 用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布及其制备方法，所述玄武岩纤维机织布包括玄武岩纤维基布和覆盖于所述玄武岩基布表面的涂层膜；其中，所述玄武岩纤维基布是复合纤维纱线交错编制形成；所述复合纤维纱线是由玄武岩纤维纱线和聚四氟乙烯纤维纱线并线形成。本发明的玄武岩纤维机织布具有耐弯折、耐酸碱、耐湿和高温下强度保留率高、机织物的使用寿命等优点。

Description

用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布及其制备方法
技术领域
本发明实施例涉及环保净化设备技术领域，具体涉及一种用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布及其制备方法。
背景技术
玄武岩纤维是以天然的玄武岩矿石为原料，通过拉丝工艺制备而成的一种新型高性能无机纤维，玄武岩纤维的直径一般为7～13μm。玄武岩纤维具有对环境无毒无害、耐高低温性能好、高模量和绝缘性等特点。其广泛应用于增强复合材料、土工布、汽车帘子布、过滤领域、弹道防护织物等。在高温过滤材料领域，玄武岩纤维的耐温性以及耐酸碱性优于玻璃纤维以及其他有机纤维，故玄武岩纤维的使用环境更加苛刻。但玄武岩纤维由于存在纤维无卷曲、难加工等缺点，难以单独纺织，往往需要与其他具有卷曲性的纤维混合加工制成耐高温过滤纺织物，但加入柔软纤维后其耐高温性能也会下降。在300-350℃的温度区间内，玄武岩纤维的强度快速衰减，1小时衰减40％，3小时衰减80％。并且，随着机织布在高温环境中的暴露时间的延长，其机械性能会下降，并呈脆性，难以承受高温烟气的压力，导致局部破裂。现有技术中，利用玄武岩纤维制备的滤料，其存在着耐高温性能差，纤维损失率大，不耐用的缺陷。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布及其制备方法，以解决现有技术中机织布耐高温性能，不耐用的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布，所述玄武岩纤维机织布包括玄武岩纤维基布和覆盖于所述玄武岩基布表面的涂层膜；其中，所述玄武岩纤维基布是复合纤维纱线交错编制形成；所述复合纤维纱线是由玄武岩纤维纱线和聚四氟乙烯纤维纱线并线形成。
优选地，所述玄武岩纤维纱线是多股玄武岩纤维加捻形成，所述玄武岩纤维的直径为5-13μm。
优选地，所述聚四氟乙烯纤维纱线是多股聚四氟乙烯纤维加捻形成，所述聚四氟乙烯纤维的直径为1-50μm。
优选地，所述复合纤维纱线中，玄武岩纤维纱线与所述聚四氟乙烯纤维纱线的比例为99:1-1:1。
优选地，所述复合纤维纱线的捻度为100-350捻。
优选地，所述涂层膜包括聚四氟乙烯膜、聚氨酯膜和聚酰亚胺膜。
本发明还提供一种制备所述的用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布的方法，其特征在于包括以下步骤：
将玄武岩纤维纱线和聚四氟乙烯纤维纱线并线形成复合纤维纱线；
将所述复合纤维纱线交错编制形成玄武岩纤维基布，再在所述玄武岩纤维基布涂覆图层膜形成所述玄武岩机织布。
优选地，所述玄武岩纤维纱线通过玄武岩纤维脱蜡、加捻、浸渍、烘焙制得。
优选地，所述复合纤维纱线经过高温热定型处理制得。
优选地，所述玄武岩纤维机织布制备方法还包括：
将所述玄武岩纤维机织布浸入到处理剂中进行处理；
所述处理剂包括成膜剂、纳米增糙剂和柔软剂；
其中，所述成膜剂包括丙烯酸树脂、硅丙树脂、苯丙树脂、聚氨酯和环氧树脂中的一种或几种；
所述增糙剂包括硅溶胶、硅酸盐水溶液和超细石墨乳中的一种或几种；
所述柔软剂包括硅油、咪唑啉润滑剂、季戊四醇硬脂酸酯和季戊四醇油酸酯中的一种或几种。
本发明实施例具有如下优点：
本发明的玄武岩纤维机织布具有耐弯折、耐酸碱、耐湿和高温下强度保留率高、机织物的使用寿命等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明提供的一实施例的用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布结构示意图，其中，A为玄武岩纤维基布，B为涂层膜，C为烟气流动方向；
图2为本发明提供的另一实施例的于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布结构示意图，其中，A为玄武岩纤维基布，B为涂层膜，C为烟气流动方向。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1和图2所示，本发明提供一种用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布，该玄武岩纤维机织布包括玄武岩纤维基布和覆盖于玄武岩基布表面的涂层膜；其中，玄武岩纤维基布是复合纤维纱线交错编制形成；复合纤维纱线是由玄武岩纤维纱线和聚四氟乙烯纤维纱线并线形成。
其中，玄武岩纤维纱线是多股玄武岩纤维加捻形成，玄武岩纤维的直径为5-13μm。聚四氟乙烯纤维纱线是多股聚四氟乙烯纤维加捻形成，聚四氟乙烯纤维的直径为1-50μm。复合纤维纱线中，玄武岩纤维纱线与聚四氟乙烯纤维纱线的比例为99:1，复合纤维纱线的捻度为100捻。
实施例2
本发明提供一种用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布，该玄武岩纤维机织布包括玄武岩纤维基布和覆盖于玄武岩基布表面的涂层膜；其中，玄武岩纤维基布是复合纤维纱线交错编制形成；复合纤维纱线是由玄武岩纤维纱线和聚四氟乙烯纤维纱线并线形成。
其中，玄武岩纤维纱线是多股玄武岩纤维加捻形成，玄武岩纤维的直径为5-13μm。聚四氟乙烯纤维纱线是多股聚四氟乙烯纤维加捻形成，聚四氟乙烯纤维的直径为1-50μm。复合纤维纱线中，玄武岩纤维纱线与聚四氟乙烯纤维纱线的比例为7:3。复合纤维纱线的捻度为280捻。
实施例3
本发明提供一种用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布，该玄武岩纤维机织布包括玄武岩纤维基布和覆盖于玄武岩基布表面的涂层膜；其中，玄武岩纤维基布是复合纤维纱线交错编制形成；复合纤维纱线是由玄武岩纤维纱线和聚四氟乙烯纤维纱线并线形成。
其中，玄武岩纤维纱线是多股玄武岩纤维加捻形成，玄武岩纤维的直径为5-13μm。聚四氟乙烯纤维纱线是多股聚四氟乙烯纤维加捻形成，聚四氟乙烯纤维的直径为1-50μm。复合纤维纱线中，玄武岩纤维纱线与聚四氟乙烯纤维纱线的比例为1:1，复合纤维纱线的捻度为350捻。
实施例4
本发明还提供制备实施例1至3的用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布的方法，其包括以下步骤：
玄武岩纤维纱线通过玄武岩纤维脱蜡、加捻、浸渍、烘焙制得。脱蜡是将玄武岩纤维表面的浸润剂脱去，浸润剂对纤维的耐温性能没有帮助。玄武岩纤维纱线经过加捻相互缠绕更加结实紧致，玄武岩纤维纱线绕的越紧捻度越高，织出来的布就越紧致，垂感好，更牢度。浸渍是将玄武岩纤维纱线浸入处理剂中，经过处理剂处理后，后续玄武岩纤维纱线再经烘焙在玄武岩纤维表面形成一层复合保护膜，从而提高玄武岩纤维的各项性能。
复合纤维纱线是由玄武岩纤维纱线与聚四氟乙烯纤维纱线并线合成，其中，在复合纤维纱线中，玄武岩纤维纱线的直径为5-13μm，聚四氟乙烯纤维纱线的直径为1-50μm，玄武岩纤维纱线占复合纤维纱线的50-99％；聚四氟乙烯纤维纱线占复合纤维纱线的1-50％，复合纤维纱线的捻度为100-350捻。
复合纤维纱线经过高温热定型处理制得，通过对复合纤维纱线热定型，将复合纤维纱线经高温300℃-400℃处理，以控制纤度、干热收缩、强度、断裂伸长率等参数。
再将复合纤维纱线交错编织形成玄武岩纤维基布，其中，玄武岩纤维基布是将复合纤维纱线用喷气纺织法织成平纹或者斜纹的玄武岩纤维基布，具体的，先进行整经，将复合纤维纱线通过整经机整理在经轴上，以便控制张力、幅宽、经纱数量等参数，然后将经轴上的经纱按一定的规律穿过停经片、综丝和筘，最后再引入纬线编织成玄武岩纤维基布。玄武岩纤维基布是玄武岩纤维针刺毡的骨架部分，在针刺毡过滤过程中提供了有效的支撑作用。
玄武岩纤维机织布制备方法还包括：将玄武岩纤维机织布浸入到处理剂中进行处理；其中，处理剂包括成膜剂、纳米增糙剂和柔软剂；其中，成膜剂包括丙烯酸树脂、硅丙树脂、苯丙树脂、聚氨酯和环氧树脂中的一种或几种，成膜剂为乳液型或水溶型。成膜剂在玄武岩纤维表面形成一层连续的保护层从而增加纤维的力学性能以及耐高温能力。增糙剂包括硅溶胶、硅酸盐水溶液和超细石墨乳中的一种或几种；纳米无机颗粒的作用在于附着在纤维表面上增加纤维表面的粗糙度，使玄武岩纤维分散纤维受到的应力，增加纤维的力学性能。柔软剂包括硅油、咪唑啉润滑剂、季戊四醇硬脂酸酯和季戊四醇油酸酯中的一种或几种，柔软剂使玄武岩纤维变得顺滑且导电，减少受到摩擦对复合纤维纱线的损害。
本发明的处理剂的成分组成比例如表1所示：
表1
Figure BDA0002588391930000061
上述表1中所有组成成分中，处理剂可以包括其中一种组分，也可以包括其中几种组分。
将玄武岩纤维机织布烘干后，将玄武岩纤维机织布升温至300-400℃，使得聚四氟乙烯纤维纱线与处理剂二次熔融，在玄武岩纤维表面形成牢固层，抑制纤维之间的滑动。
最后在玄武岩纤维基布涂覆涂层膜形成玄武岩机织布，具体的，本发明的玄武岩机织布是指将发泡的药剂覆于玄武岩基布的迎尘面，用刮板刮去多余的泡沫形成涂层膜。或者在玄武岩基布上热压一层涂层膜，该涂层膜种类包括：聚四氟乙烯膜、聚氨酯膜、聚酰亚胺膜。本发明制备的机织布可用于制造耐高温滤袋。
试验实施例1
对比例1是采用的玻璃纤维机织布。与本发明的实施例1至实施例3制备的机织布性能进行比较，如表1所示。
表1
Figure BDA0002588391930000062
Figure BDA0002588391930000071
本发明实施例制备的玄武岩纤维机织布具有覆膜牢度高，使用寿命长，耐高温的特性。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布，其特征在于，所述玄武岩纤维机织布包括玄武岩纤维基布和覆盖于所述玄武岩基布表面的涂层膜；其中，所述玄武岩纤维基布是复合纤维纱线交错编制形成；所述复合纤维纱线是由玄武岩纤维纱线和聚四氟乙烯纤维纱线并线形成。
2.如权要求1所述的用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布，其特征在于，
所述玄武岩纤维纱线是多股玄武岩纤维加捻形成，所述玄武岩纤维的直径为5-13μm。
3.如权要求1所述的用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布，其特征在于，
所述聚四氟乙烯纤维纱线是多股聚四氟乙烯纤维加捻形成，所述聚四氟乙烯纤维的直径为1-50μm。
4.如权要求1所述的用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布，其特征在于，
所述复合纤维纱线中，玄武岩纤维纱线与所述聚四氟乙烯纤维纱线的比例为99:1-1:1。
5.如权要求1所述的用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布，其特征在于，
所述复合纤维纱线的捻度为100-350捻。
6.如权要求1所述的用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布，其特征在于，
所述涂层膜包括聚四氟乙烯膜、聚氨酯膜和聚酰亚胺膜。
7.一种制备权要求1所述的用于高温烟气除尘的玄武岩纤维机织布的方法，其特征在于包括以下步骤：
将玄武岩纤维纱线和聚四氟乙烯纤维纱线并线形成复合纤维纱线；
将所述复合纤维纱线交错编制形成玄武岩纤维基布，再在所述玄武岩纤维基布涂覆图层膜形成所述玄武岩机织布。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述玄武岩纤维纱线通过玄武岩纤维脱蜡、加捻、浸渍、烘焙制得。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述复合纤维纱线经过高温热定型处理制得。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述玄武岩纤维机织布制备方法还包括：
将所述玄武岩纤维机织布浸入到处理剂中进行处理；
所述处理剂包括成膜剂、纳米增糙剂和柔软剂；
其中，所述成膜剂包括丙烯酸树脂、硅丙树脂、苯丙树脂、聚氨酯和环氧树脂中的一种或几种；
所述增糙剂包括硅溶胶、硅酸盐水溶液和超细石墨乳中的一种或几种；
所述柔软剂包括硅油、咪唑啉润滑剂、季戊四醇硬脂酸酯和季戊四醇油酸酯中的一种或几种。
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李慧芳等: "玄武岩纤维复合材料过滤性能的研究" *

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