專利名稱：作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過濾材料，尤其是一種用于煙氣治理的過濾材料，同時本發(fā)明還涉及該過濾材料的制造方法，屬于過濾材料的研制
背景技術(shù)：
目前，燃煤鍋爐與垃圾焚燒爐煙氣治理用的過濾材料主要是聚苯硫醚(PPS)針刺氈、聚四氟乙烯(PTFE)纖維針刺氈、玻璃纖維覆膜濾料。其中聚苯硫醚(PPS)針刺氈受材料性能限制，使用溫度不能超過190℃，且其耐氧化性能不好，無法適應(yīng)高氧環(huán)境下進行過濾，另外聚苯硫醚(PPS)本身不具有拒水性，在低溫運行、或高濕狀態(tài)下很容易造成糊袋；PTFE針刺濾料具有拒水性好，耐氧化等優(yōu)點，但其價格昂貴，對后處理設(shè)備要求很高，不適合一般企業(yè)使用；玻璃纖維覆膜濾料的基材為玻璃纖維，因此耐折、耐磨以及耐高風(fēng)速性能上存在較大缺陷，而且運行過程中如果有油滴等附著很容易導(dǎo)致濾袋失效。
檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮镃N98114419.5、名稱為《多功能玻璃纖維復(fù)合濾料及其制造方法》的發(fā)明專利公開的濾料以玻璃纖維為主要原料，加入適量的諾梅克斯纖維或者是碳纖維，經(jīng)基布織造、面紗制造、針刺成氈和后整理等工序制成。針刺成氈后，在處理劑中進行浸軋?zhí)幚砗秃娓桑俳?jīng)熱壓，使其表面形成一種有機膜。這樣制成的濾料雖耐高溫、耐腐蝕、耐磨、抗折等性能有所提高，但由于有機膜厚度很薄，因此作用有限，其成品性能與聚四氟乙烯(PTFE)纖維針刺氈相比，仍有較大差距。
另外，申請?zhí)枮?005100465476的中國發(fā)明專利申請公開了一種復(fù)合纖維高溫過濾材料制造方法，其中公開了以聚四氟乙烯纖維同其它高溫纖維并捻或混紡制成的高溫過濾材料。由于聚四氟乙烯纖維的紡織性能較差，因此工藝難度大，對設(shè)備的要求高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提出一種可以作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料，該過濾材料應(yīng)當(dāng)具有與純聚四氟乙烯(PTFE)纖維針刺氈過濾材料相當(dāng)?shù)男阅埽芩?、清灰以及抗氧化性能好，成本?jīng)濟，便于制造。同時本發(fā)明還給出其切實可行的制造方法。
為了達到以上目的，本發(fā)明作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料包括基布、纖維面層，所述纖維面層的纖維針刺穿插在基布中，構(gòu)成基礎(chǔ)氈，此外還包括聚四氟乙烯纖維覆蓋層，所述聚四氟乙烯纖維覆蓋層的纖維針刺穿插在基礎(chǔ)氈中，構(gòu)成濾料氈，所述覆蓋層表面為軋光層。
以上氟纖維高溫過濾材料的進一步改進是，所述基布、纖維面層，以及覆蓋層纖維表面附著有含氟浸漬層。
本發(fā)明作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料制造方法包括以下基本步驟1)、準(zhǔn)備基布——將所選纖維紡紗織造成基布；2)、制備面層——將所選纖維經(jīng)過開松、梳理、凝聚、鋪網(wǎng)，制成纖維面層；3)、針刺成氈——將纖維面層與基布疊放，通過針刺形成基礎(chǔ)氈；4)、制備覆蓋層——將聚四氟乙烯纖維經(jīng)過開松、梳理、凝聚、鋪網(wǎng)，制成覆蓋層；
5)、二次針刺——將覆蓋層與基礎(chǔ)氈疊放，通過針刺形成濾料氈；6)、熱軋定型——對濾料氈加熱加壓，使覆蓋層表面形成軋光層，調(diào)整氈厚、密度、平整度，同時也使PTFE覆蓋層纖維與基礎(chǔ)氈結(jié)合更為緊密。
必要時，還可以增加以下后處理工藝步驟7)、配制含氟乳液——按體積百分比將聚四氟乙烯乳液30-40％。A-151 20-30％；硅烷0.3-1％，丙烯酸酯乳液5-15％，防水劑10-20％，其余為水，混合配制成含氟乳液；8)、浸漬處理——將軋光后的濾料氈浸漬在含氟乳液中，使纖維表面被乳液充分包裹；9)、焙烘固化——將浸漬后的濾料氈預(yù)烘、焙烘固化，預(yù)烘溫度控制在95℃-105℃，時間控制在5-10分鐘，焙烘溫度控制在200℃-220℃，時間控制在5-10分鐘。
本發(fā)明的方法可以沿用無紡制氈設(shè)備，另配適于氟纖維紡織、加捻的設(shè)備，工藝切實可行，制成的高溫過濾材料由于表面覆蓋有氟纖維，或加上以聚四氟乙烯為主的處理劑的處理，因此表現(xiàn)出與PTFE纖維針刺氈相近的拒水、清灰以及抗氧化、抗腐蝕等各種特性，而成本比PTFE纖維針刺氈明顯降低，尤其是覆蓋層經(jīng)熱軋?zhí)幚砗笮纬傻谋砻孳埞鈱?，不僅使針刺氈厚度、平整度得到調(diào)整，而且提高了表面的密度和光潔度，進一步提高了拒水、清灰性能，有利于保證過濾性能，延長使用壽命。
在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過含氟乳液浸漬處理的本發(fā)明高溫過濾材料進一步改善了包括基布在內(nèi)的纖維性能，從而使其耐磨、耐溫、耐腐蝕、耐水解、耐氧化等各方面的性能都更接近PTFE纖維針刺氈過濾材料，十分適合作為燃煤鍋爐尾氣與垃圾焚燒爐尾氣等袋式除塵設(shè)備迎塵面的過濾材料。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
實施例一本實施例作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料通過以下步驟制成1)、準(zhǔn)備基布——將PPS纖維紡紗織造成基布(也可以采用PPS與PTFE長絲混紡或混織的結(jié)構(gòu)，或純PTFE長絲基布)；2)、制備面層——將PPS纖維經(jīng)過開松、梳理、凝聚、鋪網(wǎng)，制成纖維面層；3)、針刺成氈——以纖維面層+基布+纖維面層的方式疊放，通過針刺機形成所需強度和密度的基礎(chǔ)氈；4’)、準(zhǔn)備覆蓋層纖維——將聚四氟乙烯纖維噴灑抗靜電劑溶液，這樣可以消除靜電，有利于在后續(xù)工序中提高纖網(wǎng)的抱合力，減少鋪網(wǎng)時斷網(wǎng)等；抗靜電劑用如下體積百分比的組分均勻混合配制

4)、制備覆蓋層——將噴灑過抗靜電劑的聚四氟乙烯纖維經(jīng)過開松、梳理、凝聚、鋪網(wǎng)，制成覆蓋層；5)、二次針刺——以覆蓋層+基礎(chǔ)氈(覆蓋層一般在應(yīng)塵面，背面可以不加覆蓋層，所以是否考慮將此處進行修改)的形式疊放，通過針刺機形成所需強度和密度的濾料氈；6)、熱軋定型——對濾料氈加熱加壓，溫度調(diào)整到230-280℃，壓力調(diào)整到2-5.2Mpa，使覆蓋層表面形成軋光層，達到調(diào)整氈厚、密度、平整度的目的，同時也使PTFE纖維與基礎(chǔ)氈結(jié)合的更為緊密。
必要時可以增加以下后處理步驟7)、配制含氟乳液——用如下體積百分比的組分均勻混合配制

8)、浸漬處理——將軋光后的濾料氈浸漬在含氟乳液中，使纖維表面被乳液充分包裹；9)、焙烘固化——將浸漬后的濾料氈預(yù)烘、焙烘固化，預(yù)烘溫度控制在90℃-105℃，時間控制在5-10分鐘，焙烘溫度控制在200℃-220℃，時間控制在5-10分鐘；10)、高溫定型——焙烘固化后，再加溫度到200℃-220℃，進行拉幅熱定型，時間5-10分鐘，這樣可以提高濾料高溫下尺寸的穩(wěn)定性。
這樣制成作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料中，上、下兩層纖維面層夾在基布外，纖維面層的纖維針刺穿插在基布中，構(gòu)成基礎(chǔ)氈，兩層聚四氟乙烯纖維覆蓋層分別覆蓋在基礎(chǔ)氈的兩面(或者聚四氟乙烯纖維覆蓋層覆蓋在基礎(chǔ)氈的迎塵面)，聚四氟乙烯纖維針刺穿插在基礎(chǔ)氈中，構(gòu)成濾料氈，覆蓋層表面為軋光層。
在使用過程中，最先侵害是迎塵面，腐蝕、結(jié)露、磨損等侵害都主要發(fā)生在迎塵面，所以迎塵面的好壞很大程度上決定了產(chǎn)品的使用壽命。對比實驗表明，本實施例作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料耐磨、耐溫、耐腐蝕、耐水解、耐氧化、使用壽命等各方面的性能都與目前最優(yōu)的純PTFE纖維制品相當(dāng)，而成本和制造工藝都與純PPS纖維接近，已列為國家863計劃，在電廠的燃煤鍋爐及垃圾焚燒發(fā)電廠推廣。
實施例二本實施例作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料與實施例一基本相同，不同之處在于基布采用聚四氟乙烯纖維長絲基布或玻璃纖維與聚四氟乙烯纖維長絲混紡基布，基礎(chǔ)氈的面層材質(zhì)為聚四氟乙烯纖維與玻璃纖維、PPS纖維、P84纖維中的至少一種的混紡制品，最后經(jīng)過高溫定型，其它步驟相同。
對比實驗表明，其性能指標(biāo)接近純PTFE制品，而且其中加入的不同纖維對產(chǎn)品會有不同的影響，如加入P84纖維可以提高濾料的過濾性能和耐溫性能，加入PPS可以提高耐腐蝕和抗風(fēng)速，耐磨的性能。
實施例三本實施例作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料與實施例一基本相同。不同之處在于基布纖維采用玻璃纖維，而后處理工藝步驟即7)、8)、9)、10)為必須步驟。對比實驗表明，其各項性能指標(biāo)接近純PTFE制品。
除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其它實施方式。例如，基布和面層可采用相同材質(zhì)，也可采用不同材質(zhì)；既可采用單一材質(zhì)，也可采用兩種以上不同材質(zhì)的纖維混紡而成。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料，包括基布、纖維面層，所述纖維面層的纖維針刺穿插在基布中，構(gòu)成基礎(chǔ)氈，其特征在于還包括聚四氟乙烯纖維覆蓋層，所述聚四氟乙烯纖維覆蓋層的纖維針刺穿插在基礎(chǔ)氈中，構(gòu)成濾料氈，所述覆蓋層表面為軋光層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料，其特征在于所述基布、纖維面層，以及覆蓋層纖維表面附著有含氟浸漬層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料，其特征在于所述基布和纖維面層采用相同材質(zhì)，所述材質(zhì)為聚苯硫醚纖維、玻璃纖維、P84纖維中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料，其特征在于所述基布和纖維面層采用不同材質(zhì)，所述材質(zhì)為聚苯硫醚纖維、玻璃纖維、四氟乙烯纖維、P84纖維中的至少兩種。
5.一種作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料制造方法，包括以下步驟1)、準(zhǔn)備基布——將所選纖維紡紗織造成基布；2)、制備面層——將所選纖維經(jīng)過開松、梳理、凝聚、鋪網(wǎng)，制成纖維面層；3)、針刺成氈——將纖維面層與基布疊放，通過針刺形成基礎(chǔ)氈；4)、制備覆蓋層——將聚四氟乙烯纖維經(jīng)過開松、梳理、凝聚、鋪網(wǎng)，制成覆蓋層；5)、二次針刺——將覆蓋層與基礎(chǔ)氈疊放，通過針刺形成濾料氈；6)、熱軋定型——對濾料氈加熱加壓，使覆蓋層表面形成軋光層，調(diào)整氈厚、密度、平整度，使覆蓋層纖維與基礎(chǔ)氈結(jié)合更為緊密。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料制造方法，其特征在于還包括以下后續(xù)步驟7)、配制含氟乳液——按體積百分比將聚四氟乙烯乳液30-40％。A-15120-30％；硅烷0.3-1％，丙烯酸酯乳液5-15％，防水劑10-20％，其余為水，混合配制成含氟乳液；8)、浸漬處理——將軋光后的濾料氈浸漬在含氟乳液中，使纖維表面被乳液充分包裹；9)、焙烘固化——將浸漬后的濾料氈預(yù)烘、焙烘固化，預(yù)烘溫度控制在95℃-105℃，時間控制在5-10分鐘，焙烘溫度控制在200℃-220℃，時間控制在5-10分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料制造方法，其特征在于所述步驟3)和4)之間，還含有步驟4’)、準(zhǔn)備覆蓋層纖維——將聚四氟乙烯纖維噴灑抗靜電劑溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料制造方法，其特征在于還包括最終步驟10)、高溫定型——焙烘固化后，再加溫度到200℃-220℃，進行拉幅熱定型，時間5-10分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于煙氣治理的過濾材料及其制造方法，屬于過濾材料的研制技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明作為迎塵面的氟纖維高溫過濾材料包括基布、纖維面層，纖維面層的纖維針刺穿插在基布中，構(gòu)成基礎(chǔ)氈，此外還包括聚四氟乙烯纖維覆蓋層，聚四氟乙烯纖維覆蓋的纖維針刺穿插在基礎(chǔ)氈中，構(gòu)成濾料氈，覆蓋層表面為軋光層。制造步驟主要有準(zhǔn)備基布、制備面層、針刺成氈、制備覆蓋層、二次針刺、熱軋定型。本發(fā)明的工藝切實可行，制成的高溫過濾材料表現(xiàn)出與PTFE纖維針刺氈相近的拒水、清灰以及抗氧化等各種特性，而成本比PTFE纖維針刺氈明顯降低，有利于保證過濾性能，延長使用壽命。
文檔編號B01D39/16GK1895723SQ20061008554
公開日2007年1月17日 申請日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月22日
發(fā)明者夏前軍, 于淼涵 申請人:南京三五二一特種裝備廠