專利名稱：一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的玻氟復(fù)合過濾材料及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過濾材料，特別涉及一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的玻氟復(fù)合過濾材料及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，不可避免的是各種粉塵的污染源也將不斷地增加，燃煤鍋爐、水泥窯、鋼鐵高爐和垃圾焚燒爐等在作業(yè)過程中會(huì)產(chǎn)生伴有各種粉塵的高溫、腐蝕性的氣體，如不及時(shí)地加以控制，將對生態(tài)環(huán)境及人們的身體健康帶來極大的危害。隨著科技的進(jìn)步和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，環(huán)境治理、防止大氣污染，尤其是對冶金、鋼鐵、發(fā)電、碳黑、水泥等行業(yè)高溫?zé)焿m過濾越來越重視。目前用于空氣和氣體過濾即固/氣相分離的紡織材料主要有兩大類一類為機(jī)織布，另一類為非織造布，其中以針剌布用量最大，這類材料多呈三維結(jié)構(gòu)，其孔隙小而孔隙率大，過濾效率高，因此近年來得到越來越廣泛的應(yīng)用。
目前，耐高溫過濾材料主要采用無機(jī)纖維和耐高溫合成纖維，其能耐180°C以上的高溫尾氣或高溫粉塵。國外從20世紀(jì)70年代開始致力于研究開發(fā)耐高溫合成纖維，隨著耐高溫合成纖維的開發(fā)利用，新品種濾料不斷涌現(xiàn)，推動(dòng)了高溫?zé)焿m過濾產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；而國內(nèi)中、高溫合成纖維較少，中高溫過濾材料主要以玻璃纖維材料為主。
然而，工業(yè)高溫尾氣中大都含有大量的腐蝕性氣體，如H2SO3, H2S04、H2S等，特別是當(dāng)尾氣的溫度超過120°C時(shí)，其對過濾材料的腐蝕性加劇，最終使過濾材料失去功效。因此， 玻璃纖維濾料雖價(jià)格較低，但耐磨、耐折性能差，耐化學(xué)腐蝕性性能差，不能滿足環(huán)境復(fù)雜的高溫粉塵過濾要求，其應(yīng)用受到很大的限制。因此，引進(jìn)高性能的耐高溫纖維，研制出優(yōu)質(zhì)的耐高溫濾料，滿足日益增長的高溫?zé)焿m過濾的要求是一個(gè)重要的課題。
聚四氟乙烯均具有耐高溫、耐化學(xué)腐蝕性的特點(diǎn)，特別是聚四氟乙烯(PTFE)，其中文商品名為“鐵氟龍”、“特氟龍(Teflon)”等，其結(jié)構(gòu)為大分子線型結(jié)構(gòu)，幾乎沒有支鏈，且大分子兩側(cè)全部為C一F鍵。這兩種元素以共價(jià)鍵相結(jié)合且具有較高鍵能，是一個(gè)很穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。因此，特有的化學(xué)結(jié)構(gòu)，賦予聚四氟乙烯具有不熔、不溶于任何溶劑的化學(xué)特性，具有良好的耐高低溫性能、耐腐蝕性、電絕緣性、非黏附性、耐候性、阻燃性和抗輻射等性能，素有“塑料王”的美譽(yù)，可廣泛應(yīng)用于環(huán)保、醫(yī)療、紡織等領(lǐng)域。在環(huán)保領(lǐng)域，主要聚四氟乙烯制備成長纖維、短纖維和縫紉線，將這些纖維用作垃圾焚燒爐和煤鍋爐用的排氣凈化濾料材料的編織材料。但是，聚四氟乙烯高昂的價(jià)格，以及纖維成型難以加工的特性，使得聚四氟乙烯纖維在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用受到一定程度的限制。
鑒于玻璃纖維和聚四氟乙烯各自的缺點(diǎn)限制了其作為耐高溫濾料材料的應(yīng)用，因此，利用上述兩種材料的各自優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)一種綜合性能優(yōu)異的復(fù)合材料成為高溫濾料行業(yè)的研究熱點(diǎn)。
專利號(hào)為CN100486669C的發(fā)明專利提供了一種“復(fù)合纖維高溫過濾材料制造方法”，其特征在于以聚四氟乙烯纖維同其他耐高溫纖維并捻或混紡制成高溫濾料，包括濾布或者針刺氈或者針刺氈用基布等，其中的耐高溫纖維為玻璃纖維、聚酰亞銨纖維或者聚苯硫醚纖維。
申請?zhí)枮?00910209284. 4的發(fā)明專利提供了 “一種玻璃纖維與聚四氟乙烯纖維的耦合線”，其特征在于耦合線由多束玻璃纖維與聚四氟乙烯纖維纖維束絞捻而成。
申請?zhí)枮?00810035487. I的發(fā)明專利提供了 “一種玻氟復(fù)合耐高溫過濾材料及其制造方法”，其特征在于將玻璃纖維機(jī)織布與聚四氟乙烯短纖維，經(jīng)開松、混合、梳理和成網(wǎng)工藝得到的纖維網(wǎng)疊合在一起，再用水刺工藝獲得復(fù)合材料，再將復(fù)合材料用有機(jī)氟乳液，如聚四氟乙烯乳液進(jìn)行浸潰、壓扎定性處理，獲得耐高溫復(fù)合濾料。
專利號(hào)為CN101406811B的發(fā)明專利，提供了一種“混紡玻璃纖維覆膜過濾材料”， 其特征在于，首先將聚四氟乙烯纖維與玻璃纖維混紡形成基布，然后與聚四氟乙烯表面膜進(jìn)行高溫?zé)釅憾ㄐ?，即可獲得復(fù)合材料。
綜上所述，目前獲得復(fù)合型耐高溫濾料的方法，主要是將聚四氟乙烯纖維和其他耐高溫纖維特別是玻璃纖維進(jìn)行并捻，或者將上述材料進(jìn)行混合，并通過針刺或水刺成型工藝獲得過濾材料或過濾氈，再將過濾氈通過浸潰聚四氟乙烯乳液，或者將上述材料混合針刺或水刺成基布后，再在基布的上下表面覆以聚四氟乙烯纖維膜。因此，本發(fā)明利用這兩種纖維材料的優(yōu)點(diǎn)，通過擠出復(fù)合、燒結(jié)工藝，提供一種價(jià)格便宜，具有耐高溫、耐化學(xué)腐蝕性以及阻燃性的聚四氟乙烯玻璃纖維復(fù)合過濾材料。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種價(jià)格便宜，具有皮芯結(jié)構(gòu)，一定強(qiáng)度、韌性，耐高溫、耐化學(xué)腐蝕性的聚四氟乙烯玻璃纖維復(fù)合過濾材料。目前，過濾材料主要有玻璃纖維和聚四氟乙烯纖維，但玻璃纖維屬無機(jī)材料，韌性低，材料比較脆，因此存在斷裂伸長率低和耐折性能差的缺點(diǎn)，以致基于玻璃纖維的基布或者過濾氈的強(qiáng)度和韌性均比較低；而聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)為大分子線型結(jié)構(gòu)，幾乎沒有支鏈，且大分子兩側(cè)全部為C一F鍵。這兩種元素以共價(jià)鍵相結(jié)合且具有較高鍵能，是一個(gè)很穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。因此，特有的化學(xué)結(jié)構(gòu)，賦予聚四氟乙烯具有不熔、不溶于任何溶劑的化學(xué)特性，具有良好的耐高低溫性能、耐腐蝕性、電絕緣性、非黏附性、耐候性、阻燃性和抗輻射等性能，強(qiáng)度高，韌性強(qiáng)，因此，為了克服玻璃纖維和聚四氟乙烯材料各自的缺點(diǎn)和不足，充分結(jié)合兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的聚四氟乙烯玻璃纖維復(fù)合過濾材料。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為所述的一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的氟玻復(fù)合過濾材料，其特征在于其具有皮芯結(jié)構(gòu)，所述的皮芯結(jié)構(gòu)包括芯層和皮層，其中芯層為玻璃纖維，玻璃纖維采用偶聯(lián)預(yù)處理的玻璃纖維，芯層外包覆有皮層，皮層由聚四氟乙烯、超細(xì)碳酸鈣、增塑劑、偶聯(lián)劑、抗靜電劑、加工助劑制成，按重量份計(jì)，其具體組分配方如下聚四氟乙烯100份；超細(xì)碳酸鈣10-50份；偶聯(lián)劑1-5份；抗靜電劑1-10份；增塑劑O. 5-2份；稀土O. 1-1 份；加工助劑15-30份；所述偶聯(lián)劑為鋁酸酯偶聯(lián)劑或硅烷偶聯(lián)劑，所述加工助劑為煤油。
所述的一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的氟玻復(fù)合過濾材料，其特征在于所述芯層的玻璃纖維的線密度為300 750dtex，玻璃纖維偶聯(lián)預(yù)處理的方法為對玻璃纖維進(jìn)行偶聯(lián)預(yù)處理，以重量份計(jì)，用4-5份的硅烷偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑對100份的玻璃纖維表面進(jìn)行預(yù)處理，獲得偶聯(lián)預(yù)處理的玻璃纖維。
所述的一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的氟玻復(fù)合過濾材料，其特征在于所述皮層的厚度為 5 200微米。
所述的一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的氟玻復(fù)合過濾材料，其特征在于所述復(fù)合過濾材料包括長纖維、短纖維。
所述的一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的氟玻復(fù)合過濾材料，其特征在于所述長纖維的線密度為 300 800dtex。
所述的一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的氟玻復(fù)合過濾材料的制備方法，包括如下步驟O對填料進(jìn)行表面預(yù)處理，以重量份計(jì)，將10-50份的超細(xì)碳酸鈣和1-5份的偶聯(lián)劑依次加入到高速混合機(jī)中，溫度為70 90°C，混合均勻后獲得表面預(yù)處理的超細(xì)碳酸鈣備用；2)對玻璃纖維表面進(jìn)行預(yù)處理，將所述玻璃纖維在聚四氟乙烯乳液中進(jìn)行浸潰預(yù)處理獲得表面預(yù)處理的玻璃纖維，備用；3)以重量份計(jì)，將步驟I)獲得的表面預(yù)處理的超細(xì)碳酸鈣和100份的聚四氟乙烯加入六角混合機(jī)中，并加入1-10份的抗靜電劑、O. 1-1份的稀土和15-30份的加工助劑，于18 20溫度。C下滾動(dòng)混合，混合均勻后于40-50°C的烘箱中恒溫陳化8-10 h，獲得含聚四氟乙烯的物料，備用；4)將步驟2)獲得的表面預(yù)處理的玻璃纖維通過擠出模頭的芯層材料導(dǎo)入段進(jìn)入擠出模頭的芯層、皮層材料復(fù)合段，同時(shí)將步驟3)獲得的含聚四氟乙烯的物料依次經(jīng)過擠出模頭的皮層材料導(dǎo)入段和成纖段，然后在擠出模頭的芯層、皮層材料復(fù)合段對已進(jìn)入擠出模頭的芯層、皮層材料復(fù)合段的表面預(yù)處理的玻璃纖維的表層進(jìn)行聚四氟乙烯包覆，形成芯層為玻璃纖維、皮層為聚四氟乙烯為結(jié)構(gòu)的玻氟復(fù)合材料，模頭溫度為60 70°C ；5)將步驟4)所得的玻氟復(fù)合材料進(jìn)行除油、燒結(jié)處理，燒結(jié)溫度為330-410°C，獲得氟玻復(fù)合過濾材料。
所述的具有皮芯結(jié)構(gòu)的氟玻復(fù)合過濾材料應(yīng)用于編織耐高溫耐腐蝕的過濾氈。
所述的編織耐高溫耐腐蝕的過濾氈，其特征在于具有上、中、下三層結(jié)構(gòu)，其中上、下表層為由權(quán)利要求1-5任一所述氟玻復(fù)合過濾材料制成的復(fù)合過濾短纖維通過針刺或水刺而成的過濾氈，中間層為由權(quán)利要求1-5任一所述的氟玻復(fù)合過濾材料通過針刺而成的基布。
所述的編織耐高溫耐腐蝕的過濾氈，其特征在于所述過濾氈單位平方米的克重為 300 1200g。
玻璃纖維是一種傳統(tǒng)的濾料，根據(jù)制造工藝和工藝參數(shù)的不同，玻璃纖維具有從亞微米到微米級(jí)的直徑范圍。玻璃纖維具有高強(qiáng)低伸、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，在制作濾料6的準(zhǔn)備基材過程中其外形不會(huì)發(fā)生變化，保持固有的長度和圓柱形，不發(fā)生天然纖維類似的潤脹或帚化現(xiàn)象。因此，利用玻璃纖維具有耐高溫性能和較高強(qiáng)度的特點(diǎn)，將其作為同心結(jié)構(gòu)復(fù)合過濾材料的芯層，線密度為300 750dtex。
聚四氟乙烯具有耐高溫性和耐化學(xué)腐蝕性等性能，將其作為皮芯結(jié)構(gòu)復(fù)合過濾材料芯層的皮層(包覆層)，以彌補(bǔ)玻璃纖維耐高溫性和腐蝕性，以及強(qiáng)度和韌性不足的特點(diǎn)， 賦予復(fù)合過濾材料具有較強(qiáng)的強(qiáng)度。其中，皮層(包覆層)的厚度為5 200微米。
由于聚四氟乙烯乳液和聚四氟乙烯具有相同的性質(zhì)和極性，因此，在復(fù)合前將所述玻璃纖維在聚四氟乙烯乳液中進(jìn)行浸潰預(yù)處理，提高聚四氟乙烯與玻璃纖維的結(jié)合牢固程度。
所述復(fù)合過濾材料包括長纖維、短纖維，長纖維的線密度為300 800dtex。其中， 短纖維主要通過氣流鋪網(wǎng)，以針刺或水刺的方法進(jìn)行成型，使得纖維之間相互穿插、纏繞和抱合，制成具有耐高溫、耐化學(xué)腐蝕性的針刺氈，而以長纖維編織為基布；以基布為 骨架，在基布的上、下表面覆以針刺氈，形成上、中、下三層結(jié)構(gòu)的過濾氈，所述過濾氈的單位平方米的克重為300 1200g。
本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的有益效果本發(fā)明所述一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的玻氟復(fù)合過濾材料，充分發(fā)揮玻璃纖維和聚四氟乙烯材料各自的優(yōu)點(diǎn)，賦予復(fù)合過濾材料優(yōu)異的綜合性能，特別是將上述材料應(yīng)用于環(huán)保濾料行業(yè)，不但價(jià)格低廉，同時(shí)可大幅度提高過濾材料的使用壽命和過濾效果，具有較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。


圖I是一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的玻氟復(fù)合過濾材料的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是擠出模頭的剖視圖。
圖3是擠出模頭的俯視圖。
圖4是與擠出模頭配套壓棒的剖視圖。
圖5是與擠出模頭配套壓棒的俯視圖。
具體實(shí)施方式
為了對本發(fā)明作進(jìn)一步的了解，現(xiàn)結(jié)合附圖對其作具體的說明。
如圖I、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本發(fā)明所述的一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的氟玻復(fù)合過濾材料，其特征在于其具有皮芯結(jié)構(gòu)，所述的皮芯結(jié)構(gòu)包括芯層I和皮層2，其中芯層I為玻璃纖維，玻璃纖維采用偶聯(lián)預(yù)處理的玻璃纖維，芯層I外包覆有皮層2，皮層2由聚四氟乙烯、超細(xì)碳酸鈣、增塑劑、偶聯(lián)劑、抗靜電劑、加工助劑制成。
圖中，I是芯層，2是皮層，3是擠出模頭的芯層材料導(dǎo)入段，4是擠出模頭的皮層材料導(dǎo)入段，5是擠出模頭的皮層材料成纖段，6是擠出模頭的芯層、皮層材料復(fù)合段，7是與擠出模頭的皮層材料導(dǎo)入段4配套的環(huán)型圓柱體壓棒。
聚四氟乙烯(PTFE)屬非熔流材料，不能采用一般熱塑性高分子材料的成型方法制造PTFE長纖維，如溶液法或者熔融紡絲法，應(yīng)采用類似“金屬冶煉”的燒結(jié)加工方法，使得 PTFE從結(jié)晶結(jié)構(gòu)變?yōu)闊o規(guī)纏繞的分子構(gòu)象，其技術(shù)路線為預(yù)處理一加工助劑與PTFE粉料攪拌混合一擠出復(fù)合一燒結(jié)或牽伸處理。
實(shí)施例I具有皮芯結(jié)構(gòu)的玻氟復(fù)合過濾材料的制備工藝為1)對填料進(jìn)行表面預(yù)處理，以重量份計(jì)，將30份的超細(xì)碳酸鈣和2份的偶聯(lián)劑依次加入到高速混合機(jī)中，溫度為70 90°C，混合均勻后形成表面偶聯(lián)處理的超細(xì)碳酸鈣，備用；對玻璃纖維(型號(hào)CCll-48*9，南通海玻玻璃纖維有限公司產(chǎn))表面進(jìn)行預(yù)處理，將所述 400dtex的玻璃纖維在聚四氟乙烯乳液中進(jìn)行浸潰預(yù)處理，獲得表面預(yù)處理的玻璃纖維，備用；2)以重量份計(jì)，將步驟I)獲得的超細(xì)碳酸鈣和100份的聚四氟乙烯(分散型CGF-219， 中昊晨光化工研究院)加入六角混合機(jī)中，并加入5份的抗靜電劑(石墨，上海膠體化工廠)、O.5份的硬脂酸鈰稀土、I份的DOP增塑劑(鄰苯二甲酸二辛酯)和20份的航空煤油(C9-C16 的多種烴類混合物，3#煤油，東莞鴻運(yùn)石油化工有限公司)，于溫度為18 20°C下滾動(dòng)混合，混合均勻后于40-50°C的烘箱中恒溫陳化8-10 h，獲得含聚四氟乙烯的物料，備用；3)將400dtex的玻璃纖維通過擠出模頭的芯層材料導(dǎo)入段3進(jìn)入擠出模頭的芯層、皮層材料復(fù)合段6，同時(shí)將步驟3)獲得的含聚四氟乙烯的物料依次經(jīng)過擠出模頭的皮層材料導(dǎo)入段4和擠出模頭的皮層材料成纖段5,進(jìn)入擠出模頭的芯層、皮層材料復(fù)合段6,并對已進(jìn)入擠出模頭的芯層、皮層材料復(fù)合段6經(jīng)表面預(yù)處理的玻璃纖維的表層進(jìn)行包覆，形成芯層為玻璃纖維、皮層為聚四氟乙烯為結(jié)構(gòu)的玻氟復(fù)合材料，模頭溫度為60 70°C ;圖中標(biāo)號(hào)7是與擠出模頭的皮層材料導(dǎo)入段4配套的環(huán)型圓柱體壓棒。
4)將步驟3)所得的玻氟復(fù)合材料進(jìn)行除油、燒結(jié)處理，燒結(jié)溫度為350°C。燒結(jié)后玻氟復(fù)合過濾材料的線密度為620dtex，斷裂強(qiáng)力為3.2cN/ dtex，抗拉強(qiáng)度為36 cN/ tex, 于260°C恒溫30min的條件下熱收縮率小于2%。
實(shí)施例2復(fù)合過濾針刺氈的制備工藝為I)將實(shí)施例I制得的玻氟復(fù)合過濾材料這一復(fù)合過濾長纖維進(jìn)行卷曲處理，并進(jìn)行熱定型后剪切為52 54mm的短纖維，該短纖維的卷曲度為12 18個(gè)卷曲/52mm。
將復(fù)合過濾長纖維編織為基布，單位平方米含玻氟復(fù)合過濾材料克重為400g。
2)采用本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)氣流鋪網(wǎng)，將復(fù)合過濾短纖維經(jīng)過本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)預(yù)開松一主開松一梳理一疊網(wǎng)工序，獲得纖維層。
3)將步驟2)所得的纖維層均勻地鋪在基布的上、下表面，依次經(jīng)過本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)預(yù)針刺一主針刺工藝，將短纖維與基布復(fù)合在一起，并經(jīng)過本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)熱定型、燒毛、壓光處理工序，制成耐高溫耐腐蝕的過濾針刺氈。
所述復(fù)合纖維過濾針刺氈的單位平方米含實(shí)施例I制備的玻氟復(fù)合過濾材料克重為820g，縱向強(qiáng)度為1200N/25mm，橫向強(qiáng)度為1050N/25mm，過濾阻力為2L 92Pa，過濾效率為91. 64%，長期使用溫度為260°C，短期使用溫度為320°C，過濾精度高，具有較高的粉塵過濾效果。
實(shí)施例3按重量份計(jì)，所述皮層的用量為聚四氟乙烯(分散型CGF-219，中昊晨光化工研究院) 100份，超細(xì)碳酸鈣(1250目，福建萬旗非金屬材料有限公司產(chǎn))15份，硅烷偶聯(lián)劑(乙烯基三乙氧基硅烷)I份，復(fù)合抗靜電劑(石墨碳黑為8 :2) 5份，DOP增塑劑(鄰苯二甲酸二辛酯)O. 5份，硬脂酸鈰稀土 O. 2份，煤油(3#煤油，東莞鴻運(yùn)石油化工有限公司)18份；玻璃纖維(型號(hào)CCl 1-48*9，南通海玻玻璃纖維有限公司產(chǎn))的線密度為400 dtex。
按實(shí)施例I的制備工藝制得了玻氟復(fù)合過濾材料這一復(fù)合過濾長纖維材料，其線密度為550dtex,斷裂強(qiáng)力為2. 9cN/ dtex,抗拉強(qiáng)度為32 cN/ tex,于260。。恒溫30min的條件下熱收縮率小于2%，基布的單位平方米克重為380g。
實(shí)施例4按實(shí)施例2的制備工藝制得復(fù)合過濾短纖維材料和基布，按照實(shí)施例2的復(fù)合過濾針刺氈的制備工藝，采用本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)氣流鋪網(wǎng)，將復(fù)合過濾短纖維依次均勻地鋪于基布的上、下表面，經(jīng)過本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)預(yù)開松一主開松一梳理一疊網(wǎng)一預(yù)水刺一主水刺工藝， 將短纖維與基布復(fù)合在一起，并經(jīng)過本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)熱定型、燒毛、壓光處理工序，制成復(fù)合纖維耐高溫耐腐蝕過濾針刺氈。
所述復(fù)合纖維過濾針刺氈的單位平方米含實(shí)施例3制備的玻氟復(fù)合過濾材料克重為750g，縱向強(qiáng)度為980N/25mm，橫向強(qiáng)度為890N/25mm，過濾阻力為19. 29Pa，過濾效率為88. 69%，長期使用溫度為260°C，短期使用溫度為320°C，過濾精度高，具有較高的粉塵過濾效果。
實(shí)施例5按重量份計(jì)，所述皮層的配方為聚四氟乙烯(分散型CGF-219，中昊晨光化工研究院) 100份，超細(xì)碳酸鈣(1250目，福建萬旗非金屬材料有限公司產(chǎn))20份，硅烷偶聯(lián)劑(乙烯基三乙氧基硅烷)I份，復(fù)合抗靜電劑(碳黑石墨金屬粉末為8 1 :1) 8份，DOP增塑劑(鄰苯二甲酸二辛酯)O. 6份，硬脂酸鈰稀土 O. I份，煤油(C9-C16的多種烴類混合物)22份；芯層的玻璃纖維(型號(hào)CCll-48*9，南通海玻玻璃纖維有限公司產(chǎn))的線密度為400 dtex。
按實(shí)施例I的制備工藝分別制得了玻氟復(fù)合過濾材料這一復(fù)合過濾長纖維材料， 其線密度為500dtex，斷裂強(qiáng)力為2. 8cN/ dtex,抗拉強(qiáng)度為31 cN/ tex,于260°C恒溫 30min的條件下熱收縮率小于2%，基布的單位平方米克重為350g。
實(shí)施例6按實(shí)施例2的制備工藝制得復(fù)合過濾短纖維材料和基布，按照實(shí)施例2的復(fù)合過濾針刺氈的制備工藝，采用本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)氣流鋪網(wǎng)，將復(fù)合過濾短纖維依次均勻地鋪于基布的上、下表面，經(jīng)過本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)預(yù)開松一主開松一梳理一疊網(wǎng)一預(yù)水刺一主針刺工藝， 將短纖維與基布復(fù)合在一起，并經(jīng)過本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)熱定型、燒毛、壓光處理工序，制成復(fù)合纖維耐高溫耐腐蝕過濾針刺氈。
所述復(fù)合纖維過濾針刺氈的單位平方米含實(shí)施例5制備的玻氟復(fù)合過濾材料克重為700g，縱向強(qiáng)度為968N/25mm，橫向強(qiáng)度為898N/25mm，過濾阻力為18. 76Pa,過濾效率為87. 22%，長期使用溫度為260°C，短期使用溫度為320°C，過濾精度高，具有較高的粉塵過濾效果。
權(quán)利要求
1.一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的氟玻復(fù)合過濾材料，其特征在于其具有皮芯結(jié)構(gòu)，所述的皮芯結(jié)構(gòu)包括芯層(I)和皮層(2)，其中芯層(I)為玻璃纖維，玻璃纖維采用偶聯(lián)預(yù)處理的玻璃纖維，芯層(I)外包覆有皮層(2)，皮層(2)由聚四氟乙烯、超細(xì)碳酸鈣、增塑劑、偶聯(lián)劑、 抗靜電劑、加工助劑制成，按重量份計(jì)，其具體組分配方如下聚四氟乙烯100 份；超細(xì)碳酸鈣10-50 份；偶聯(lián)劑1-5 份；抗靜電劑1-10 份；增塑劑O. 5-2 份稀土O. 1-1 份加工助劑15-30 份所述偶聯(lián)劑為鋁酸酯偶聯(lián)劑或硅烷偶聯(lián)劑，所述加工助劑為煤油。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的氟玻復(fù)合過濾材料，其特征在于所述芯層的玻璃纖維的線密度為300 750dteX，玻璃纖維偶聯(lián)預(yù)處理的方法為對玻璃纖維進(jìn)行偶聯(lián)預(yù)處理，以重量份計(jì)，用4-5份的硅烷偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑對100份的玻璃纖維表面進(jìn)行預(yù)處理，獲得偶聯(lián)預(yù)處理的玻璃纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的氟玻復(fù)合過濾材料，其特征在于所述皮層的厚度為5 200微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的氟玻復(fù)合過濾材料，其特征在于所述復(fù)合過濾材料包括長纖維、短纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的氟玻復(fù)合過濾材料，其特征在于所述長纖維的線密度為300 800dtex。
6.權(quán)利要求1-5任一所述的一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的氟玻復(fù)合過濾材料的制備方法，包括如下步驟1)對填料進(jìn)行表面預(yù)處理，以重量份計(jì)，將10-50份的超細(xì)碳酸鈣和1-5份的偶聯(lián)劑依次加入到高速混合機(jī)中，溫度為70 90°C，混合均勻后獲得表面預(yù)處理的超細(xì)碳酸鈣備用；2)對玻璃纖維表面進(jìn)行預(yù)處理，將所述玻璃纖維在聚四氟乙烯乳液中進(jìn)行浸潰預(yù)處理獲得表面預(yù)處理的玻璃纖維，備用；3)以重量份計(jì)，將步驟I)獲得的表面預(yù)處理的超細(xì)碳酸鈣和100份的聚四氟乙烯加入六角混合機(jī)中，并加入1-10份的抗靜電劑、O. 1-1份的稀土和15-30份的加工助劑，于18 20溫度。C下滾動(dòng)混合，混合均勻后于40-50°C的烘箱中恒溫陳化8-10 h，獲得含聚四氟乙烯的物料，備用；4)將步驟2)獲得的表面預(yù)處理的玻璃纖維通過擠出模頭的芯層材料導(dǎo)入段(3)進(jìn)入擠出模頭的芯層、皮層材料復(fù)合段(6)，同時(shí)將步驟3)獲得的含聚四氟乙烯的物料依次經(jīng)過擠出模頭的皮層材料導(dǎo)入段(4)和擠出模頭的皮層材料成纖段(5)，然后在擠出模頭的芯層、皮層材料復(fù)合段(6)對已進(jìn)入擠出模頭的芯層、皮層材料復(fù)合段(6)的表面預(yù)處理的玻璃纖維的表層進(jìn)行聚四氟乙烯包覆，形成芯層為玻璃纖維、皮層為聚四氟乙烯為結(jié)構(gòu)的玻氟復(fù)合材料，模頭溫度為60 70°C ；5)將步驟4)所得的玻氟復(fù)合材料進(jìn)行除油、燒結(jié)處理，燒結(jié)溫度為330-410°C，獲得氟玻復(fù)合過濾材料。
7.權(quán)利要求1-5任一所述的具有皮芯結(jié)構(gòu)的氟玻復(fù)合過濾材料應(yīng)用于編織耐高溫耐腐蝕的過濾氈。
8.權(quán)利要求7所述的編織耐高溫耐腐蝕的過濾氈，其特征在于具有上、中、下三層結(jié)構(gòu)，其中上、下表層為由權(quán)利要求1-5任一所述氟玻復(fù)合過濾材料制成的復(fù)合過濾短纖維通過針刺或水刺而成的過濾氈，中間層為由權(quán)利要求1-5任一所述的氟玻復(fù)合過濾材料通過針刺而成的基布。
9.權(quán)利要求8所述的編織耐高溫耐腐蝕的過濾氈，其特征在于所述過濾氈單位平方米的克重為300 1200g。
全文摘要
本發(fā)明公開一種具有皮芯結(jié)構(gòu)的玻氟復(fù)合過濾材料及其制備方法與應(yīng)用，皮芯結(jié)構(gòu)的芯層為玻璃纖維，皮層由聚四氟乙烯、超細(xì)碳酸鈣、偶聯(lián)劑、增塑劑、抗靜電劑、稀土和煤油組成，其中，玻璃纖維線密度為300～750dtex，皮層厚度為5～200微米；將玻璃纖維進(jìn)入芯層導(dǎo)入段，而皮層組分經(jīng)滾動(dòng)攪拌混合后，通過擠出模頭的芯層材料導(dǎo)入段，在壓棒推力作用下于成纖段纖維化，并在擠出模頭的芯層、皮層材料復(fù)合段對玻璃纖維的表層進(jìn)行包覆，形成具有皮芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合過濾材料。所述復(fù)合過濾材料分為短纖維、線密度為300～800dtex的長纖維，短纖維、長纖維分別用于編織過濾氈的纖維層和基布，過濾氈單位平方米克重為300～1200g。
文檔編號(hào)B01D39/14GK102908828SQ20121043413
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者王朝陽, 周丕嚴(yán) 申請人:廈門柏潤氟材料科技有限公司