CN112755653A - 一种耐高温ptfe覆膜滤料及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及过滤材料技术领域,具体涉及一种耐高温PTFE覆膜滤料及其生产方法,耐高温PTFE覆膜滤料从上至下包括PTFE微孔膜和针刺毡,针刺毡从上至下依次包括第一芳砜纶纤维层、玻璃纤维布和第二芳砜纶纤维层,PTFE微孔膜上表面间隔加工有凸起结构,凸起结构由若干立体图形组成,生产方法包括:分别制备PTFE微孔膜、第一芳砜纶纤维层和第二芳砜纶纤维层;按照第一芳砜纶纤维层、玻璃纤维布、第二芳砜纶纤维层的顺序叠放后,采用针刺工艺制作中间毡;对中间毡进行热定型、烧毛压烫、浸渍及烘焙固化处理,得到针刺毡;将PTFE微孔膜和针刺毡进行压烫覆合。本发明PTFE覆膜滤料耐热性好、过滤面积大、过滤效果好。
Description
技术领域
本发明涉及过滤材料技术领域,具体涉及一种耐高温PTFE覆膜滤料及其生产方法。
背景技术
袋式除尘器是一种干式滤尘装置,适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘,传统袋式除尘器的滤料一般选用纺织的滤布或非纺织的针刺毡制成,其除尘机理为“深层过滤”技术,即在过滤初期,首先通过滤料纤维对粉尘的捕集作用在滤袋表面形成一层粉饼,之后以这层粉饼作为主要过滤层对粉尘进行过滤。该方法的缺点在于,由于滤料本身具有较大的孔隙,过滤初期部分粉尘会穿过滤料排放出去,导致初期过滤效果差。
另一方面,袋式除尘器在许多领域均有应用。在电力、钢铁、化工等领域中,由于生产常常需要伴随加热,存在大量高温烟气,由于传统滤料耐高温性能较差,直接使用传统滤料过滤,过滤精度低,滤料寿命短。
基于此,有必要提供一种耐高温PTFE覆膜滤料及其生产方法。
发明内容
针对传统滤料初期过滤效果差且耐高温性能不佳的技术问题,本发明提供一种耐高温PTFE覆膜滤料及其生产方法,所述PTFE覆膜滤料耐热性好、过滤面积大、过滤效果好。
第一方面,本发明提供一种耐高温PTFE覆膜滤料,所述耐高温PTFE覆膜滤料从上至下依次包括PTFE微孔膜和针刺毡,所述针刺毡从上至下依次包括第一芳砜纶纤维层、玻璃纤维布和第二芳砜纶纤维层,其中所述PTFE微孔膜上表面间隔加工有若干列凸起结构,每列凸起结构由若干立体图形组成。
进一步的,所述立体图形包括棱台、圆台、棱锥、圆锥中的一种或多种。
进一步的,所述立体图形的高度为10~100μm。
进一步的,相邻两列凸起结构之间的间隔为1~10cm。
进一步的,所述PTFE微孔膜的下表面对应上表面凸起结构位置设有凹陷结构。在PTFE微孔膜的上下表面设置对应的凸起和凹陷结构,使PTFE微孔膜与针刺毡之间形成空腔,有利于PTFE覆膜滤料的透气。
进一步的,所述PTFE微孔膜的微孔直径为0.1~2μm,孔隙率为60%~80%,膜厚为100~200μm。
第二方面,本发明提供一种上述耐高温PTFE覆膜滤料的生产方法,所述生产方法包括如下步骤:
S1:分别制备PTFE微孔膜、第一芳砜纶纤维层和第二芳砜纶纤维层;
S2:按照第一芳砜纶纤维层、玻璃纤维布、第二芳砜纶纤维层的顺序将三层材料叠放后,采用针刺工艺制作中间毡;
S3:对中间毡进行热定型、烧毛压烫、浸渍及烘焙固化处理,得到针刺毡;
S4:将PTFE微孔膜和针刺毡进行压烫覆合。
进一步的,所述S1中PTFE微孔膜的生产方法包括如下步骤:
PTFE颗粒、润滑剂和抗静电剂混料均匀后经制胚、推挤、压延、纵拉、横拉后得到中间膜,使用热压辊对中间膜进行压印、热定型,所述热压辊包括上热压辊和下热压辊,所述上热压辊上间隔设置有与PTFE微孔膜的凸起结构形状对应的热压凹槽,所述热压辊的温度为310~340℃,热定型时间为5~15min。
进一步的,所述下热压辊上间隔设置有与PTFE微孔膜的凹陷结构形状对应的热压凸棱。
进一步的,所述S4具体为:
同步放卷针刺毡和PTFE微孔膜,使用热合辊对针刺毡和PTFE微孔膜进行压烫覆合,所述热合辊包括上热合辊和下热合辊,所述上热合辊上设有间隔设有若干热合凸棱,相邻热合凸棱之间的间隔与PTFE微孔膜相邻凸起结构之间的间隔相同,所述热合辊的温度为310~340℃,压强为0.5~1.0Mpa。
本发明的有益效果在于,
本发明提供的耐高温PTFE覆膜滤料从上至下依次包括PTFE微孔膜、第一芳砜纶纤维层、玻璃纤维布和第二芳砜纶纤维层,其中PTFE微孔膜能够代替传统滤料表面的粉饼,起到对粉尘的过滤作用,使滤料自始便具备良好的过滤效果;芳砜纶具有优良的电绝缘性和耐热性;玻璃纤维布的绝缘性好、耐热性强,夹设在第一、第二芳砜纶纤维层之间可起到增强效果;本发明在PTFE微孔膜上表面加工凸起结构,使PTFE微孔膜的过滤面积得以增加,从而达到提升PTFE覆膜滤料过滤效率的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是实施例1制得的PTFE覆膜滤料的结构示意图;
图2是实施例2制得的PTFE覆膜滤料的结构示意图。
图中,1-PTFE微孔膜,2-第一芳砜纶纤维层,3-玻璃纤维布,4-第二芳砜纶纤维层,5-凸起结构,6-凹陷结构。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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,都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示一种耐高温PTFE覆膜滤料,耐高温PTFE覆膜滤料从上至下依次包括PTFE微孔膜1和针刺毡,针刺毡从上至下依次包括第一芳砜纶纤维层2、玻璃纤维布3和第二芳砜纶纤维层4,其中PTFE微孔膜1的微孔直径为1μm,孔隙率为80%,膜厚为150μm,PTFE微孔膜1上表面间隔加工有若干列凸起结构5,每列凸起结构5由若干四棱台组成,棱台的高度为75μm,相邻两列凸起结构5之间的间隔为5cm;
该耐高温PTFE覆膜滤料按照如下生产方法制备:
S1:分别制备PTFE微孔膜、第一芳砜纶纤维层和第二芳砜纶纤维层
PTFE微孔膜的生产方法包括如下步骤:PTFE颗粒、润滑剂和抗静电剂按照重量比80:10:2混料均匀后经制胚、推挤、压延(80℃)、纵拉(200℃,拉伸比10倍)、横拉(120℃,拉伸比10倍)后得到中间膜,使用热压辊对中间膜进行压印、热定型,热压辊包括上热压辊和下热压辊,上热压辊上间隔设置有与PTFE微孔膜的凸起结构形状对应的热压凹槽,热压辊的温度为330℃,热定型时间为10min;
第一芳砜纶纤维层和第二芳砜纶纤维层的生产方法包括如下步骤:将长度为50~75mm、重量份数比为4:6的1.5~2.0D芳砜纶纤维和2.0~2.8D芳砜纶纤维开松混匀后,经梳理成网和交叉铺网形成第一芳砜纶纤维层和第二芳砜纶纤维层,第一芳砜纶纤维层和第二芳砜纶纤维层的面密度为400g/m2;
S2:按照从上至下为第一芳砜纶纤维层、玻璃纤维布、第二芳砜纶纤维层的顺序将三层材料叠放后,采用针刺工艺制作中间毡,针刺密度为32针/cm2,中间毡厚度为4.8mm;
S3:对中间毡进行热定型、烧毛压烫、浸渍及烘焙固化处理,得到针刺毡
依次使用拉幅热定型设备对中间毡进行高温热定型,使用烧毛压烫设备对中间毡进行烧毛压烫,使用表面处理设备对中间毡进行全饱和浸渍处理,浸渍时向表面处理设备中加入浸渍剂,浸渍剂包括乙烯基三乙氧基硅烷0.5份、聚四氟乙烯乳液15份、聚丙烯酸酯乳液12份、吐温80 5份、含氟防水剂WG-8800 2份、工业酒精8份和水57.5份,之后烘焙固化,中间毡下表面温度230℃,上表面温度260℃预烘焙后280℃使表面乳液成膜得到针刺毡;
S4:将PTFE微孔膜和针刺毡进行压烫覆合
同步放卷针刺毡和PTFE微孔膜,使用热合辊对针刺毡和PTFE微孔膜进行压烫覆合,热合辊包括上热合辊和下热合辊,上热合辊上设有间隔设有若干热合凸棱,相邻热合凸棱之间的间隔与PTFE微孔膜相邻凸起结构之间的间隔相同,热合辊的温度为330℃,压强为0.8Mpa。
本实施例1制得的PTFE覆膜滤料最高可在250℃下使用,按照GB/T5453规定的方法检测透气性能,透气率为3.08cm/s(200Pa)。
实施例2
一种耐高温PTFE覆膜滤料,耐高温PTFE覆膜滤料从上至下依次包括PTFE微孔膜1和针刺毡,针刺毡从上至下依次包括第一芳砜纶纤维层2、玻璃纤维布3和第二芳砜纶纤维层4,其中PTFE微孔膜1的微孔直径为1μm,孔隙率为60%,膜厚为100μm,PTFE微孔膜1上表面间隔加工有若干列凸起结构5,PTFE微孔膜1的下表面对应上表面凸起结构5位置设有凹陷结构6,每列凸起结构5由若干四棱锥组成,棱锥的高度为25μm,相邻两列凸起结构5之间的间隔为9cm;
该耐高温PTFE覆膜滤料按照如下生产方法制备:
S1:分别制备PTFE微孔膜、第一芳砜纶纤维层和第二芳砜纶纤维层
PTFE微孔膜的生产方法包括如下步骤:PTFE颗粒、润滑剂和抗静电剂按照重量比80:10:2混料均匀后经制胚、推挤、压延(80℃)、纵拉(180℃,拉伸比12倍)、横拉(120℃,拉伸比15倍)后得到中间膜,使用热压辊对中间膜进行压印、热定型,热压辊包括上热压辊和下热压辊,上热压辊上间隔设置有与PTFE微孔膜的凸起结构形状对应的热压凹槽,下热压辊上间隔设置有与PTFE微孔膜的凹陷结构形状对应的热压凸棱,热压辊的温度为330℃,热定型时间为10min;
第一芳砜纶纤维层和第二芳砜纶纤维层的生产方法包括如下步骤:将长度为50~75mm、重量份数比为4:6的1.5~2.0D芳砜纶纤维和2.0~2.8D芳砜纶纤维开松混匀后,经梳理成网和交叉铺网形成第一芳砜纶纤维层和第二芳砜纶纤维层,第一芳砜纶纤维层和第二芳砜纶纤维层的面密度为400g/m2;
S2:按照从上至下为第一芳砜纶纤维层、玻璃纤维布、第二芳砜纶纤维层的顺序将三层材料叠放后,采用针刺工艺制作中间毡,针刺密度为32针/cm2,中间毡厚度为4.8mm;
S3:对中间毡进行热定型、烧毛压烫、浸渍及烘焙固化处理,得到针刺毡
依次使用拉幅热定型设备对中间毡进行高温热定型,使用烧毛压烫设备对中间毡进行烧毛压烫,使用表面处理设备对中间毡进行全饱和浸渍处理,浸渍时向表面处理设备中加入浸渍剂,浸渍剂包括乙烯基三乙氧基硅烷0.5份、聚四氟乙烯乳液15份、聚丙烯酸酯乳液12份、吐温80 5份、含氟防水剂WG-8800 2份、工业酒精8份和水57.5份,之后烘焙固化,中间毡下表面温度230℃,上表面温度260℃预烘焙后280℃使表面乳液成膜得到针刺毡;
S4:将PTFE微孔膜和针刺毡进行压烫覆合
同步放卷针刺毡和PTFE微孔膜,使用热合辊对针刺毡和PTFE微孔膜进行压烫覆合,热合辊包括上热合辊和下热合辊,上热合辊上设有间隔设有若干热合凸棱,相邻热合凸棱之间的间隔与PTFE微孔膜相邻凸起结构之间的间隔相同,热合辊的温度为330℃,压强为0.6Mpa。
本实施例2制得的PTFE覆膜滤料最高可在250℃下使用,按照GB/T 5453规定的方法检测透气性能,透气率为4.28cm/s(200Pa)。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述,但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下,本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换,而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种耐高温PTFE覆膜滤料,其特征在于,所述耐高温PTFE覆膜滤料从上至下依次包括PTFE微孔膜(1)和针刺毡,所述针刺毡从上至下依次包括第一芳砜纶纤维层(2)、玻璃纤维布(3)和第二芳砜纶纤维层(4),其中所述PTFE微孔膜(1)上表面间隔加工有若干列凸起结构(5),每列凸起结构(5)由若干立体图形组成。
2.如权利要求1所述的耐高温PTFE覆膜滤料,其特征在于,所述立体图形包括棱台、圆台、棱锥、圆锥中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的耐高温PTFE覆膜滤料,其特征在于,所述立体图形的高度为10~100μm。
4.如权利要求1所述的耐高温PTFE覆膜滤料,其特征在于,相邻两列凸起结构(5)之间的间隔为1~10cm。
5.如权利要求1所述的耐高温PTFE覆膜滤料,其特征在于,所述PTFE微孔膜(1)的下表面对应上表面凸起结构(5)位置设有凹陷结构(6)。
6.如权利要求1所述的耐高温PTFE覆膜滤料,其特征在于,所述PTFE微孔膜(1)的微孔直径为0.1~2μm,孔隙率为60%~80%,膜厚为100~200μm。
7.一种如权利要求1~6任一项所述的耐高温PTFE覆膜滤料的生产方法,其特征在于,所述生产方法包括如下步骤:
S1:分别制备PTFE微孔膜、第一芳砜纶纤维层和第二芳砜纶纤维层;
S2:按照从上至下为第一芳砜纶纤维层、玻璃纤维布、第二芳砜纶纤维层的顺序将三层材料叠放后,采用针刺工艺制作中间毡;
S3:对中间毡进行热定型、烧毛压烫、浸渍及烘焙固化处理,得到针刺毡;
S4:将PTFE微孔膜和针刺毡进行压烫覆合。
8.如权利要求7所述的耐高温PTFE覆膜滤料的生产方法,其特征在于,所述S1中PTFE微孔膜的生产方法包括如下步骤:
PTFE颗粒、润滑剂和抗静电剂混料均匀后经制胚、推挤、压延、纵拉、横拉后得到中间膜,使用热压辊对中间膜进行压印、热定型,所述热压辊包括上热压辊和下热压辊,所述上热压辊上间隔设置有与PTFE微孔膜的凸起结构形状对应的热压凹槽,所述热压辊的温度为310~340℃,热定型时间为5~15min。
9.如权利要求8所述的耐高温PTFE覆膜滤料的生产方法,其特征在于,所述下热压辊上间隔设置有与PTFE微孔膜的凹陷结构形状对应的热压凸棱。
10.如权利要求7所述的耐高温PTFE覆膜滤料的生产方法,其特征在于,所述S4具体为:同步放卷针刺毡和PTFE微孔膜,使用热合辊对针刺毡和PTFE微孔膜进行压烫覆合,所述热合辊包括上热合辊和下热合辊,所述上热合辊上设有间隔设有若干热合凸棱,相邻热合凸棱之间的间隔与PTFE微孔膜相邻凸起结构之间的间隔相同,所述热合辊的温度为310~340℃,压强为0.5~1.0Mpa。
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GR01 | Patent grant | ||
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