CN111939648B - 一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料及制造方法 - Google Patents

一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料及制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111939648B
CN111939648B CN202010821164.6A CN202010821164A CN111939648B CN 111939648 B CN111939648 B CN 111939648B CN 202010821164 A CN202010821164 A CN 202010821164A CN 111939648 B CN111939648 B CN 111939648B
Authority
CN
China
Prior art keywords
filter material
emulsion
coating
piezoelectric
effect
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010821164.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111939648A (zh
Inventor
柳静献
赫伟东
常德强
毛宁
孙熙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeastern University China
Original Assignee
Northeastern University China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeastern University China filed Critical Northeastern University China
Priority to CN202010821164.6A priority Critical patent/CN111939648B/zh
Publication of CN111939648A publication Critical patent/CN111939648A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111939648B publication Critical patent/CN111939648B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/08—Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material
    • B01D39/083—Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material of organic material
    • 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
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/0032—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions using electrostatic forces to remove particles, e.g. electret filters
    • 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
    • B01D46/02—Particle separators, e.g. dust precipitators, having hollow filters made of flexible material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0435—Electret
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10—Filtering material manufacturing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料及制造方法，电滤长久双效滤料包括：滤料基材、附着于所述滤料基材表面的涂层；所述涂层中含有压电粉体材料和/或热电粉体材料。本发明的电滤长久双效滤料在常温气体过滤时风压作用下，或在热烟气过滤时热与风压双重作用下，表面涂层中压电和/或热电粉体材料自发产生静电，使滤料变成荷电材料，在纤维过滤机理捕集颗粒物的同时，静电吸附对微细颗粒物吸附效率显著，可以解决目前常规滤料对微细颗粒物效率低、易穿透的重大难题，有效提升滤料对微细颗粒物的过滤精度与捕集效率，有别于常规驻极材料对应用环境的挑剔型，该材料成为在湿热、腐蚀等苛刻工业烟气条件下能长期使用、永久自发电的双效滤料。

Description

一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料及制造方法
技术领域
本发明涉及一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料及制造方法，属于工业除尘与烟气净化用过滤材料技术领域。
背景技术
理论与实践证明，袋式除尘是控制工业粉尘排放与烟气净化的最有效技术途径，滤料作为袋除尘的核心材料，对袋除尘器的过滤效率与烟尘排放起着极其重要的作用。滤料在捕集颗粒物时，主要凭借纤维过滤机理。测试表明，颗粒物粒径越大，捕集效率越高；粒径越小，在过滤时效率越低，微细粒子的逃逸率越高，因此如何有效的提升滤料对微细粒子的效率一直是本领域的重大难题，业内关注焦点。
如果通过某种方法使滤料纤维带电，则带有静电的纤维可以吸附气体中的颗粒物，而且颗粒物粒径越小、吸附效率越高，对滤料的过滤效率起到极大的补偿作用，对滤料性能起到革命性提升。应用于N95口罩的纤维驻极熔喷布技术就是通过静电来使0.3μm的效率提升75％以上，这种常规的驻极方法，是熔喷纤维制造时通过外在高电压设备使纤维一次性带电，但随着材料存放或使用的时间延长、湿度增加、环境因素影响，其上所带的电荷量会逐渐下降，甚至消失，失去对微细粒子的吸附作用，且为一次性使用、不可再生，通常使用几天或几周后就抛弃掉或进行更换。这种常规驻极材料用于人体呼吸防护这种在常规舒适环境使用中性能可以保证，但在工业除尘与高温腐蚀烟气环境下驻极电量随湿热和应用时间极速衰减，很快就会失去静电吸附能力。用于工业烟尘控制的袋式除尘滤料，采用纤维过滤的单一机理，因此对颗粒物的捕集效率有待提高，超细粉尘穿透率大，其效率已经接近技术上限，但中国雾霾及工业排放问题仍未解决，亟需开发新的材料来提高袋式除尘滤料的效率。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现目前袋除尘滤料对微细颗粒物捕集机理单一、效率低、逃逸率高的重大难题，本发明提供一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料及制造方法，通过材料在过滤时的压差和/或烟气的热使材料产生静电，以静电-过滤双效机理来捕集颗粒物，极大提升滤料的效率。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料，其包括：滤料基材、附着于所述滤料基材表面的涂层；所述涂层中含有压电粉体材料和/或热电粉体材料。
其中，双效是指静电吸附和纤维过滤——电滤。静电吸附由压和/或热产生，纤维过滤是滤料原本功能。
如上所述的压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料，优选地，所述滤料基材为毡或机织布。
如上所述的压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料，优选地，所述压电粉体材料为压电晶体、压电陶瓷或压电高分子聚合物材料中的至少一种。
优选地，所述压电晶体为石英晶体、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛以及铁晶体管铌酸锂、钽酸锂；
所述压电陶瓷为钛酸钡(BT)、锆钛酸铅(PZT)、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂(PBLN)或改性钛酸铅(PT)；
所述压电高分子聚合物材料为聚偏二氟乙烯(PVDF)及其共聚物、聚氟乙烯(PVF)、聚氯乙烯(FVC)、聚-r-甲基-L-谷氨酸酯(PMLG)、聚碳酸酯(Pc)或尼龙-11材料粉体。
如上所述的压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料，优选地，所述热电粉体材料为结构不受外电场影响晶体、结构受外电场影响晶体或有机高聚物材料中的至少一种。
如上所述的压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料，优选地，所述结构不受外电场影响晶体为电石、CaS、CaSe、Li2SO4·H2O或ZnO；
所述结构受外电场影响晶体为PbTiO3或BaTiO3；
所述有机高聚物材料为聚偏二氟乙烯(PVDF)及其共聚物，聚氟乙烯(PVF)、偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物(VDF-TrFE)、或者聚偏二氟乙烯与锆钛酸铅复合物(PVDF-PZT)材料粉体。
一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料的制造方法，其包括如下步骤：
S1：准备涂层基质乳液：所述涂层基质乳液为聚四氟乙烯乳液、丙烯酸乳液、苯丙乳液或醋酸乙烯基乳液中的任一种，其中，涂层基质乳液中固体含量在10～40％；
S2：向步骤S1准备涂层基质乳液中加入压电材料粉体中一种或几种；
S3：对≥50℃气体环境中使用的滤料，向步骤S1或S2制备的乳液中加入热电材料粉体一种或几种，获得涂层乳液；
S4：将滤料基材卷浸渍或涂覆有步骤S2或S3制备后的涂层乳液；
S5：将步骤S4的滤料送入带有电场的热通廊烘箱，匀速经过热干燥后，形成双效滤料。
如上所述的制造方法，优选地，在步骤S4中采用涂覆操作时，还包括S6：制备覆膜滤料时，通廊烘箱出口处在滤料上面铺微孔薄膜，使用表面温度为150℃～300℃热压辊轧制，使微孔薄膜与滤料基材复合，制成双效覆膜滤料。
如上所述的制造方法，优选地，在步骤S2中，所述压电材料粉体，的加入量为最终涂层乳液总质量的5％～30％；所述压电粉体材料为压电晶体、压电陶瓷或压电高分子聚合物材料中的至少一种，所述压电材料粉体的中位径为0.5～30μm。
优选地，所述压电晶体为石英晶体、镓酸锂、锗酸锂、锗酸钛以及铁晶体管铌酸锂、钽酸锂；所述压电陶瓷为钛酸钡(BT)、锆钛酸铅(PZT)、改性锆钛酸铅、偏铌酸铅、铌酸铅钡锂(PBLN)或改性钛酸铅(PT)；所述压电高分子聚合物材料为聚偏二氟乙烯(PVDF)及其共聚物，聚氟乙烯(PVF)、聚氯乙烯(FVC)、聚-r-甲基-L-谷氨酸酯(PMLG)、聚碳酸酯(Pc)或尼龙-11材料粉体。
如上所述的制造方法，优选地，在步骤S3中，所述热电材料粉体的加入量为最终涂层乳液总质量的5％～20％；所述热电粉体材料为结构不受外电场影响晶体、结构受外电场影响晶体或有机高聚物材料中的至少一种，所述热电材料粉体的中位径0.5～20μm。
最终涂层乳液是指最后形成的涂层乳液，即加入压电材料粉体和热电材料粉体的涂层乳液。
优选地，所述结构不受外电场影响晶体为电石、CaS、CaSe、Li2SO4·H2O或ZnO；所述结构受外电场影响晶体：PbTiO3或BaTiO3；所述有机高聚物材料为聚偏二氟乙烯(PVDF)及其共聚物，聚氟乙烯(PVF)、偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物((VDF-TrFE)、或者聚偏二氟乙烯与锆钛酸铅复合物(PVDF-PZT)材料粉体。
如上所述的制造方法，优选地，在步骤S4中，所述滤料基材卷为毡或机织布。
进一步，优选地，毡包括三层结构，中层是机织基布，上层和下层为短纤维铺网，经针刺或水刺工艺制成的纤维毡层；机织布由经向和纬向的长丝机织而成；克重为300～1500克/平方米。
优选地，所述毡的中层的机织基布、上层及下层的纤维材质为选自聚酯、聚苯硫醚、改性聚苯硫醚、芳纶、亚克力、聚酰亚胺、腈纶、聚四氟乙烯、宝德纶、玻璃纤维中的一种或几种的组合；
优选地，所述机织布，其为单层经线和纬向织造结构，材质为聚酯、丙纶或玻璃纤维。
如上所述的制造方法，优选地，在步骤S4中，所述浸渍为将滤料基材卷以淹没式浸渍通过涂层乳液，上下两面饱含涂层乳液的滤料经过挤压辊挤压。
经过挤压辊挤压使涂层乳液进入滤料内部，并且也挤压掉部分多余的乳液。
如上所述的制造方法，优选地，在步骤S4中，所述涂覆为通过刮板将涂层乳液涂覆至滤料基材卷的迎尘表面，形成乳液涂层。
如上所述的制造方法，优选地，在步骤S5中，所述烘箱的电场强度0kv/mm～20kv/mm，温度在100℃～300℃，滤料在其中的行走时间5min～20min，使涂层乳液在滤料表面固化，制成电滤长久双效滤料。
本发明制备的压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料，在受到压力和/或热(温度)时，可以自发产生静电，即该材料可把压力和/或热变成电能，完美契合工业烟气除尘：①在燃煤电厂、水泥窑炉、钢铁冶炼、工业锅炉、垃圾焚烧等众多场合除尘的烟气温度高达120℃-280℃，这种热烟气会使材料自发产生一定电压的静电，从而可以较好的吸附微细颗粒物；②工业除尘场所的风量大，过滤时产生的压差可以达到600Pa-2000Pa，这个压差作用于过滤材料上，其上的压电材料将产生静电荷，用以吸附微细颗粒物。
压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料在使用时，将这些压(压差)和/或热(高温)实时转为电能，即滤料随使用过程而动态生电，用于有效提升微细颗粒物的静电吸附，显著降低其逃逸率，粒子越细效果越明显。且只要有气体流动就有风压、有温度就有热，滤料处于动态荷电状态，可实现滤料在全使用周期内的永久极化荷电，克服常规驻极电量容易衰减的重大缺陷，显著提升滤料对粉尘、尤其细粒捕集效率。另外，在滤料表面形成涂层，不仅增加了对颗粒物的捕集效率，而且改善了清灰性能，提升滤料的耐温和耐腐蚀。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
本发明提供的双效滤料，不仅具有纤维过滤机理，应用时附着于滤料纤维表面的压电和/或热电粉体在过滤时风压和/或热烟气作用下产生的静电可以吸附烟气中的微细颗粒物，有效解决常规滤料微细颗粒物捕集效率低、穿透率高的难题，显著提升滤料对颗粒物，尤其对微细颗粒物的效率。
本发明提供的双效滤料有别于常规驻极材料只能用于干燥温和、环境友好的场合，双效滤料在过滤应用中的风压使其自发生电，烟气温度也会增加电量，从而保证滤料长久自发生电与荷电，比驻极材料的荷电可靠性好，长久有效，适合于湿热、腐蚀等苛刻工业烟气条件的除尘应用。
附图说明
图1为本发明的一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料制造方法的浸渍方式工艺流程图；
图2为本发明的一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料制造方法的刮板方式工艺流程图；
图3为本发明的一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料制造方法的覆膜滤料工艺流程图。
【附图标记说明】
1：滤液基材；
2：乳液容器；
3：涂层乳液；
4：重力压棒；
51：挤压辊；
52：刮板；
6：通廊式烘箱；
7：高压电场；
8：电极接线端子；
9：成品滤料卷材；
10：微孔薄膜；
11：热压辊。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
本发明一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料的制造方法，其基本过程为：
S1、准备涂层基质乳液：向聚四氟乙烯乳液、或丙烯酸乳液、或苯丙乳液、或醋酸乙烯基乳液中加水稀释，使乳液中固体含量在10-40％，制备获得涂层基质乳液。
S2、向S1准备的涂层基质乳液中加入压电材料粉体一种或几种。其中，压电材料粉体的质量分数占最终涂层乳液质量的5％～30％，粉体中位径0.5～30μm。其中，粉体中位径是在粉尘粒径分布中把粉尘分成质量相等两部分时所对应的粉尘粒径。经大量实验研究发现，如果压电粉体的质量分数过低少于5％，则生成的电荷量过少，捕集效果提升欠佳；质量分数超过30％后，捕集效果再提升的幅度有限，且成本会增加。压电粉体粒径过小则生成的电荷量太小，对粉尘的吸附力不足；粉体粒径过大，则与滤料本体的粘附牢度不够，容易脱落，所以压电材料粉体的添加量优选为占最终涂层乳液质量的5％～30％。
S3、对≥50℃气体环境中使用的滤料，向S1或S2中制备的涂层基质乳液中再加入热电材料粉体一种或几种。其中，热电材料粉体的质量分数占最终涂层乳液质量的5％～20％，粉体中位径0.5～20μm。经大量实验研究发现，如果热电材料粉体的质量分数过低，如低于5％，则生成的电荷量过少，捕集效果提升欠佳；质量分数超过20％后，捕集效果再提升的幅度有限，且成本会增加。热电粉体粒径过小则生成的电荷量太小，对粉尘的吸附力不足；粉体粒径过大，则与滤料本体的粘附牢度不够，容易脱落。所以热电材料粉体的添加量优选为占最终涂层乳液质量的5％～20％。
热电材料在50℃以上才有明显作用，才会产生较多电荷，低于50℃的环境使用时，加入没有明显作用反而增加成本。
S4、将步骤S2或S3处理后的乳液放入槽型容器，滤料基材卷以淹没式浸渍通过乳液，上下两面饱含乳液的滤料经过挤压辊挤压，使乳液进入滤料内部，并且也挤压掉部分多余的乳液；或者将制备的后处理乳液通过刮板涂覆至滤料基材卷的迎尘表面，形成乳液涂层。
S5、将表面带有乳液的滤料送入带有电场的热通廊烘箱，烘箱中电场强度0kv/mm～20kv/mm，温度在100℃～280℃，滤料在其中的匀速行走时间5min～15min，经过热干燥后，使涂层在滤料表面固化，形成双效滤料。乳液中添加的粉体在固化过程中，施加一定强度的电场可使材料内部电畴定向排列，增加生电效果，但电场过大会导致击穿，对结构不受电场影响的晶体可以不加电场(电场强度为0kv/mm)。温度过低乳液干燥时间过长，降低生产效率；温度过高则会导致滤料的高温损伤。所以，优选温度为100℃～280℃，时间为5min～15min。
S6、制备覆膜滤料时，通廊烘箱出口处在滤料上面铺微孔薄膜，使用表面温度为150℃～300℃热压辊轧制，使微孔薄膜与滤料基材复合，制成双效覆膜滤料。经大量实验研究发现，当表面温度低于150℃微孔薄膜和滤料基材不会软化实现粘附，温度高于300℃则超过微孔薄膜和滤料基材的极限温度，从而造成滤料的热损伤，所以热压辊轧制的表面温度优选150℃～300℃。
其中，滤料基材为毡或机织布，克重为300～1500克/平方米。其中，毡包括三层结构，中层是机织基布，上层和下层，材质可以为聚酯、聚苯硫醚、改性聚苯硫醚、芳纶、亚克力、聚酰亚胺、腈纶、聚四氟乙烯、宝德纶、玻璃纤维中的一种或几种的组合。机织布由经向和纬向的长丝机织而成，材质为聚酯、丙纶或玻璃纤维。
以下结合具体实施例对本发明的技术特征进一步进行说明。
下面实施例中制备的电滤双效滤料，其性能变化可以通过其荷电电压和对颗粒物效率的提升来表征。在双效滤料的迎尘面贴上带有导线的微型电极板，将其放置于“GB/T6719-2009袋式除尘器技术要求”中的滤料动态过滤性能装置上，并将微型电极板上的导线引出，用精密电压表测试引出导线和与大地同电位的实验装置本体间的电压，并利用激光粒子计数器测试滤料上游和下游的粒子浓度来获得其对颗粒物的分级效率。
实施例1聚酯针刺毡双效滤料
聚酯针刺毡双效滤料的具体制造方法，可采用淹没式浸渍进行制造，工艺流程如图1所示，
取固形物含量65％的丙烯酸乳液，向其中加入水稀释，使固形物含量为20％。加入质量分数为15％、中位径为20μm的聚偏二氟乙烯(PVDF)材料粉体，搅拌均匀，作为涂层乳液3倒入溶液容器2即槽型容器。
滤液基材1取550克/平方米的纯聚酯针刺毡基材卷，在重力压棒4下以淹没式浸渍通过涂层乳液3，并经过挤压辊51挤压，使涂层乳液3进入滤料内部，并且也挤压掉部分多余的涂层乳液3。
将其送入高压电场7中，通过电极接线端子8通电，设定电场强度为6kv/mm、温度为130℃的通廊式烘箱6，滤液基材1在通廊式烘箱6中匀速行走时间10min，使涂层乳液3在滤液基材1表面固化，制成电滤长久双效滤料，即成品滤料卷材9，用于破碎、筛分等常温工艺中工业粉尘捕集。
测试结果表明，未处理的滤料原样，其表面电压为0mv；本实施例制备的电滤长久双效滤料其表面电压在167.3mv，其对0.3μm粒子捕集效率与未处理的滤料原样相比提升17.1％，对1.0μm粒子捕集效率提升14.7％，对2.5μm粒子捕集效率提升10.2％。
实施例2聚苯硫醚水刺毡滤料
聚酯针刺毡双效滤料的具体制造方法，可采用刮板方式进行制造，工艺流程如图2所示：
取固形物含量60％的聚四氟乙烯乳液，向其中加入水稀释，使固形物含量为20％。加入质量分数为10％、中位径为15μm的锆钛酸铅压电材料粉体，以及质量分数为10％、中位径为15μm的CaSe粉体，搅拌均匀，形成涂层乳液3，倒入槽型容器，即倒入乳液容器2中。
取滤液基材1即450克/平方米的纯聚苯硫醚水刺毡基材卷，在重力压棒4作用下通过刮板52把涂层乳液3涂覆在滤液基材1的迎尘面。
将其送入高压电场7中，通过电极接线端子8通电，设定电场强度为8kv/mm、温度为270℃的通廊式烘箱6，滤液基材1在通廊式烘箱6中匀速行走时间8min，使涂层乳液3在滤液基材1表面固化，制成电滤长久双效滤料，即成品滤料卷材9，用于燃煤电厂、工业锅炉高温烟气除尘。
测试结果表明，未处理的滤料原样，其表面电压为0mv；本实施例处理后的电滤长久双效滤料其表面电压在123.2mv，其对0.3μm粒子捕集效率与未处理的滤料原样相比提升12.7％，对1.0μm粒子捕集效率提升10.1％，对2.5μm粒子捕集效率提升8.5％。
实施例3芳纶与玻璃纤维复合针刺毡滤料
芳纶与玻璃纤维复合针刺毡滤料的具体制造方法，可采用浸渍进行制造：
取固形物含量45％的苯丙乳液乳液，向其中加入水稀释，使固形物含量为25％。加入质量分数为15％、中位径为10μm的锗酸钛压电材料粉体，以及质量分数为10％、中位径为20μm的BaTiO3粉体，搅拌均匀，倒入槽型容器。
取500克/平方米的芳纶与玻璃纤维面层、芳纶基布的针刺毡基材卷，以淹没式浸渍通过乳液，并经过挤压辊挤压，使乳液进入滤料内部，并且也挤压掉部分多余的乳液。
将其送入电场关闭、温度为280℃的通廊式烘箱，滤料在烘箱中匀速行走时间20min，使涂层在滤料表面固化，制成电滤长久双效滤料，用于炼铁高炉的煤气净化除尘。
测试结果表明，未处理的滤料原样，其表面电压为0mv；本实施例处理后的电滤长久双效滤料其表面电压在86.2mv，其对0.3μm粒子捕集效率与未处理的滤料原样相比提升10.2％，对1.0μm粒子捕集效率提升7.8％，对2.5μm粒子捕集效率提升4.3％。
实施例4亚克力水针刺毡滤料
亚克力水针刺毡滤料的具体制造方法，可采用刮板方式进行制造，工艺流程如图2所示：
取固形物含量40％的聚醋酸乙烯脂乳液，向其中加入水稀释，使固形物含量为15％。加入质量分数为20％、中位径为20μm的聚偏二氟乙烯与锆钛酸铅复合物(PVDF-PZT)粉体，搅拌均匀，形成涂层乳液3，倒入槽型容器，即倒入乳液容器2中。
取滤液基材1即取500克/平方米的纯亚克力水刺毡基材卷，在重力压棒4作用下通过刮板52把涂层乳液3涂覆在滤液基材1的迎尘面。
将其送入高压电场7中，通过电极接线端子8通电，设定电场强度为6kv/mm、温度为120℃的通廊式烘箱6，滤液基材1在通廊式烘箱6中匀速行走时间10min，使涂层乳液3在滤液基材1表面固化，制成电滤长久双效滤料，即成品滤料卷材9，用于铝冶炼行业中的氧化铝收集。
测试结果表明，未处理的滤料原样，其表面电压为0mv；本实施例处理后的电滤长久双效滤料其表面电压在132.5mv，其对0.3μm粒子捕集效率与未处理的滤料原样相比提升14.2％，对1.0μm粒子捕集效率提升11.6％，对2.5μm粒子捕集效率提升9.6％。
实施例5玻璃纤维机织布覆膜滤料
玻璃纤维机织布覆膜滤料的制造，其工艺流程如图3所示；具体采用如下：
取固形物含量60％的聚四氟乙烯乳液，向其中加入水稀释，使固形物含量为30％。加入质量分数为15％、中位径为10μm的钛酸钡压电材料粉体，以及质量分数为10％、中位径为20μm的PbTiO3粉体，搅拌均匀，作为涂层乳液3倒入溶液容器2即槽型容器。
滤液基材1取650克/平方米的玻璃纤维机织布卷材，在重力压棒4下以淹没式浸渍通过涂层乳液3，并经过挤压辊51挤压，使涂层乳液3进入滤料内部，并且也挤压掉部分多余的涂层乳液3。
将其送入高压电场7中，通过电极接线端子8通电，设定电场强度为8kv/mm、温度为300℃的通廊式烘箱6，滤液基材1在通廊式烘箱6中匀速行走时间10min，烘箱出口处在滤料上面铺聚四氟乙烯微孔薄膜，并使用表面温度为280℃热压辊11压制滤料表面，使微孔薄膜10与滤料基材复合，成为成品滤料卷材9，即制成电滤长久双效覆膜滤料，用于水泥行业窑尾和垃圾焚烧的烟气除尘。
测试结果表明，未处理的滤料原样，其表面电压为0mv；本实施例处理后的电滤长久双效覆膜滤料其表面电压在53.6mv，其对0.3μm粒子捕集效率与未处理的滤料原样相比提升8.3％，对1.0μm粒子捕集效率提升4.3％，对2.5μm粒子捕集效率提升1.5％。
通过以上实施例的测试数据可以看出，不同的样品在经过本发明制造方法处理后，在工作时滤料表面均产生荷电，对颗粒物的过滤效率有明显提升，而且颗粒物越小其效率提升越大。这是因为颗粒物粒径越小，越容易被静电吸附，效率提升越明显，这就解决了目前常规袋除尘滤料因为只有单一的过滤机理对微细粒子捕集效率低的重大难题，也进一步证明了经过处理后的具有静电吸附与过滤捕集双效机理的滤料在过滤性能上明显优于原样，为工业烟尘超低排放提供革命性技术与产品。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料的制造方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1：准备涂层基质乳液：涂层基质乳液为聚四氟乙烯乳液、丙烯酸乳液、苯丙乳液或醋酸乙烯基乳液中的任一种，其中，涂层基质乳液中固体含量在10～40％；
S2：向步骤S1准备涂层基质乳液中加入压电材料粉体中一种或几种；
S3：对≥50℃气体环境中使用的滤料，向步骤S1或S2制备的乳液中加入热电材料粉体的一种或几种，获得涂层乳液；
S4：将滤料基材卷浸渍或涂覆有步骤S2或S3制备的涂层乳液；
S5：将步骤S4的滤料送入带有电场的热通廊烘箱，匀速经过热干燥后，形成双效滤料；
在步骤S2中，所述压电材料粉体的加入量为最终涂层乳液总质量的5％～30％；所述压电粉体材料为压电晶体、压电陶瓷或压电高分子聚合物材料中的至少一种，所述压电材料粉体的中位径为0.5～30μm；
在步骤S3中，所述热电材料粉体的加入量为最终涂层乳液总质量的5％～20％；所述热电粉体材料为结构不受外电场影响晶体、结构受外电场影响晶体或有机高聚物材料中的至少一种，所述热电材料粉体的中位径0.5～20μm。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，
在步骤S4中采用涂覆操作时，还包括S6：制备覆膜滤料时，通廊烘箱出口处在滤料上面铺微孔薄膜，使用表面温度为150℃～300℃热压辊轧制，使微孔薄膜与滤料基材复合，制成双效覆膜滤料。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S4中，所述滤料基材卷为毡或机织布；
所述毡的材质为聚酯、聚苯硫醚、改性聚苯硫醚、芳纶、亚克力、聚酰亚胺、腈纶、聚四氟乙烯、宝德纶或玻璃纤维中的一种或几种的组合；
所述机织布的材质为聚酯、丙纶或玻璃纤维。
4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S4中，所述浸渍为将滤料基材卷以淹没式浸渍通过涂层乳液，上下两面饱含涂层乳液的滤料经过挤压辊挤压；
或所述涂覆为通过刮板将涂层乳液涂覆至滤料基材卷的迎尘表面，形成乳液涂层。
5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S5中，所述烘箱的电场强度0kV/mm～20kV/mm，温度在100℃～300℃，滤料在其中的行走时间5min～20min，使涂层乳液在滤料表面固化，制成电滤长久双效滤料。
CN202010821164.6A 2020-08-14 2020-08-14 一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料及制造方法 Active CN111939648B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010821164.6A CN111939648B (zh) 2020-08-14 2020-08-14 一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料及制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010821164.6A CN111939648B (zh) 2020-08-14 2020-08-14 一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料及制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111939648A CN111939648A (zh) 2020-11-17
CN111939648B true CN111939648B (zh) 2022-06-14

Family

ID=73342415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010821164.6A Active CN111939648B (zh) 2020-08-14 2020-08-14 一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料及制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111939648B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112452125B (zh) * 2020-11-18 2022-09-13 福建省锅炉压力容器检验研究院 一种污泥协同焚烧尾部烟气污染物脱除方法及其装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1317608A (zh) * 2000-04-10 2001-10-17 天津纺织工学院 负离子纤维品
CN103706260A (zh) * 2012-09-28 2014-04-09 纳米新能源（唐山）有限责任公司 利用压电聚合物的反渗透膜及其制备方法
CN104511248A (zh) * 2013-09-27 2015-04-15 青岛畅绿生物研究所 一种睡莲纤维滤膜
CN106237732A (zh) * 2016-08-30 2016-12-21 晋江市纯荣纺织科技有限公司 一种生活垃圾焚烧厂专用过滤材料及其制备方法
CN107158795A (zh) * 2017-06-28 2017-09-15 南京际华三五二环保科技有限公司 一种具有纳米吸附层的除尘滤料
CN107261641A (zh) * 2017-06-28 2017-10-20 南京际华三五二环保科技有限公司 一种纳米电气石改性除尘滤料的制备方法
CN107754450A (zh) * 2017-11-20 2018-03-06 安徽元琛环保科技股份有限公司 一种有色金属专用驻极滤料的制备方法
CN109589691A (zh) * 2019-01-30 2019-04-09 多凌新材料科技股份有限公司 具有静电增强型氧化石墨烯滤材、其制作方法及应用
CN110138263A (zh) * 2019-06-13 2019-08-16 西安交通大学 一种基于可溶性模具制备微结构化压电俘能器的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104588211B (zh) * 2015-01-28 2016-08-03 张文明 自发电防雾霾空气过滤装置
CN205164424U (zh) * 2015-12-09 2016-04-20 陈宇 气体内杂质的净化分离装置
CN106192047A (zh) * 2016-07-05 2016-12-07 中国人民大学 热释电复合材料及其制备方法和在空气净化中的应用
CN109746120B (zh) * 2017-11-03 2021-02-26 北京中科艾加科技有限公司 包括压电复合材料的过滤装置及其在吸附大气颗粒物中的应用

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1317608A (zh) * 2000-04-10 2001-10-17 天津纺织工学院 负离子纤维品
CN103706260A (zh) * 2012-09-28 2014-04-09 纳米新能源（唐山）有限责任公司 利用压电聚合物的反渗透膜及其制备方法
CN104511248A (zh) * 2013-09-27 2015-04-15 青岛畅绿生物研究所 一种睡莲纤维滤膜
CN106237732A (zh) * 2016-08-30 2016-12-21 晋江市纯荣纺织科技有限公司 一种生活垃圾焚烧厂专用过滤材料及其制备方法
CN107158795A (zh) * 2017-06-28 2017-09-15 南京际华三五二环保科技有限公司 一种具有纳米吸附层的除尘滤料
CN107261641A (zh) * 2017-06-28 2017-10-20 南京际华三五二环保科技有限公司 一种纳米电气石改性除尘滤料的制备方法
CN107754450A (zh) * 2017-11-20 2018-03-06 安徽元琛环保科技股份有限公司 一种有色金属专用驻极滤料的制备方法
CN109589691A (zh) * 2019-01-30 2019-04-09 多凌新材料科技股份有限公司 具有静电增强型氧化石墨烯滤材、其制作方法及应用
CN110138263A (zh) * 2019-06-13 2019-08-16 西安交通大学 一种基于可溶性模具制备微结构化压电俘能器的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111939648A (zh) 2020-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jaworek et al. Hybrid electrostatic filtration systems for fly ash particles emission control. A review
Wang et al. Polytetrafluoroethylene/polyphenylene sulfide needle-punched triboelectric air filter for efficient particulate matter removal
CN111939648B (zh) 一种压电和/或热电强化的电滤长久双效滤料及制造方法
CN109746120B (zh) 包括压电复合材料的过滤装置及其在吸附大气颗粒物中的应用
CN104888532B (zh) 一种用于空气净化机的过滤材料及制备方法和用途
CN109414634A (zh) 过滤介质、制造过滤介质的方法及其用途
CN105920919A (zh) 一种用于净化pm2.5的超疏水驻极体滤材的制备及活化方法
JP2000140532A (ja) 気体状媒体用フィルタ―
CN108201735B (zh) 过滤装置及其制备方法
CN105149092B (zh) 一种用于导电粉尘的除尘方法
Shang et al. Bioelectret poly (lactic acid) membranes with simultaneously enhanced physical interception and electrostatic adsorption of airborne PM0. 3
Liu et al. Electrospun nanofiber as building blocks for high-performance air filter: A review
CN110465134A (zh) 一种新型的复合过滤材料及其制备方法
CN110028741A (zh) 一种热释电复合材料及其制备方法和应用
Lakshmanan et al. Electric field activated ON/OFF surface charge polarization of transparent filter media for high-efficiency PM2. 5 filtration
CN114504951A (zh) 一种可循环使用驻极体过滤膜及其制备方法、清洗和电荷再生方法
JPH01199614A (ja) エレクトレットフィルターおよびその製造方法
Schmidt et al. Raw gas conditioning and other additional techniques for improving surface filter performance
KR102153380B1 (ko) 미세먼지 차단용 필터 제조 방법
KR102529173B1 (ko) 그래핀이 코팅된 셀룰로스 종이전극과 그 제조방법, 및 셀룰로스 종이전극을 이용한 미세먼지 제거장치
JPS59228919A (ja) エレクトレツトハニカムフイルタ−
JPS61204052A (ja) 新規な濾過特性を有するエア−フイルタ−
JP6174422B2 (ja) 構造体及び構造体の製造方法
JPH0478407A (ja) 塵埃捕集フィルタ装置
RU2619701C1 (ru) Способ очистки газов

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant