專利名稱：一種高過濾、耐高溫、抗腐蝕覆膜混雜纖維針刺氈的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種高過濾、耐高溫、抗腐蝕覆膜混雜纖維針刺氈的制造方法，屬于過濾材料領域。
背景技術：
目前，國內外傳統的針刺氈濾料采用非織造針刺工藝和復合技術，多呈三維交錯結構，可充分發揮纖維的捕塵功能，捕塵效果穩定；針刺氈沒有或只有少量(有基布者)加捻的經緯紗線，其孔隙小而孔隙率大，分布均勻，總孔隙率達70 80%，為一般織造濾料的I.6 2倍，因而自身的透氣性好，阻力低。但是，普通針刺氈濾料對于超細粉塵的過濾效率往往不盡如人意。另外，由于過濾的粉塵帶有靜電，造成粉塵凝結于針刺氈表面而堵塞孔隙，影響了針刺氈的過濾效率。發明內容
本發明的目的是提供一種高過濾、耐高溫、抗腐蝕覆膜混雜纖維針刺氈的制造方法，以解決現有過濾材料在實際使用中存在的過濾效果不理想、耐高溫、抗腐蝕等問題。本發明所述混雜纖維針刺氈可以承受260°C的高溫
本發明是將混雜纖維針刺氈素氈經含稀土表面改性劑的表面處理劑處理后，與聚四氟乙烯微孔膜通過熱壓覆合而成；前述表面處理劑，由下列組分按重量比配制而成
聚四氟乙烯乳液10 35%、聚丙烯酸酯乳液5 20%、稀土表面改性劑O. 05 5%、 余量為水；
前述處理是這樣進行的混雜纖維針刺氈素氈經表面處理劑浸潰后，在100 250°C下預烘2 lOmin，再在180 250°C下焙烘2 15min，得到處理后的混雜纖維針刺氈。
上述混雜纖維針刺氈素氈是將兩層由聚酰亞胺短纖維、PTFE短纖維和玻璃纖維短切絲混合而成的混雜纖維層通過預針刺和主針刺分別覆于基布的兩面而成。具體地說是通過預針刺將纖維層和基布初步連接，再通過主針刺將其牢固地結合，制成混雜纖維針刺氈素氈。其中混雜纖維層中各種纖維的重量含量為
聚酰亞胺纖維 5 30%
PTFE 纖維40 90%
玻璃纖維5 30%
上述基布是玻璃纖維基布、PTFE基布或者由玻璃纖維及PTFE纖維混紡的基布中的一種。
上述含稀土表面改性劑的表面處理劑的配制方法是將聚四氟乙烯乳液、聚丙烯酸酯乳液、稀土表面改性劑按重量比混合物加入水不斷攪拌，待液體穩定后即得到表面處理劑。
上述各組分中，聚四氟乙烯乳液可提高針刺氈的耐化學性、耐折性、憎水性和使用壽命，優選自交聯型改性聚丙烯酸酯乳液；聚丙烯酸酯乳液可使玻纖過濾材料柔軟光滑富有彈性，提高其耐折、耐磨性能；用稀土表面改性劑用作偶聯劑，偶聯劑按化學結構及組成可分為有機鉻絡合物、硅烷類、鈦酸酯類和鋁酸化合物四大類，與上述常規偶聯劑相比，稀土具有特殊的4f層結構以及電負性較小的特性，使其具有突出的化學活性。作為表面活性元素的稀土元素，在表面處理時首先吸附在纖維表面，使系統能量降低。吸附后，一部分稀土元素由于其電負性值低，它將奪取玻璃纖維表面羥基中的氧，而玻纖的主要成分是SiO2 與金屬氧化物，而在玻纖表面Si02、Al203的含量相對較多,從而提高玻璃纖維與基體之間的界面結合力。稀土原子的4f電子對原子核封閉不嚴，顯示較大的有效核電荷。對其周圍原子的電子有較強的吸引力。在稀土元素與PTFE界面，稀土元素所形成的RE-F鍵或RE-C鍵具有較強的離子鍵性。同時，存在于界面處的稀土化合物，起到了類似于“釘扎”的作用，加強玻璃纖維與PTFE之間的機械粘結，進一步改善了玻璃纖維與PTFE基體之間的親和性，因此稀土表面改性劑具有更高的耐溫性能，并且對于玻纖與PTFE結合性能的改善優于常規偶聯劑，因此本發明選用稀土表面改性劑作為偶聯劑。
可在本發明中采用的稀土表面改性劑可以是鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪等的氧化物或化合物(如稀土氯化物、稀土硝酸鹽等)中的一種或兩種以上任意比例的混合物。
上述抗腐蝕處理的機理為
(I)混雜纖維針刺氈素氈經處理劑浸潰后，表面形成一個以小顆粒形態均勻混合的乳液薄膜，氈層表面附著處理劑中的偶聯劑分子；
(2)在爐體內，由于水分的蒸發導致混雜纖維氈表面的乳液膜逐漸變薄，小顆粒逐漸沉淀，在混雜纖維氈的表面形成了一層高分子薄膜；
(3)在高溫的作用下，水分進一步蒸發，稀土改性劑與氈層表面之間發生物理化學反應，形成化學鍵結合，改善纖維表面性能，并且稀土改性劑與有機組份小顆粒反應，生成化學交聯，小顆粒沉淀堆積，小顆粒之間相互熔融，形成完整均勻的高分子保護膜。
上述聚四氟乙烯微孔膜由下述組分按重量比制備而成
PTFE 微粉60 85%、潤滑劑15 40%。
PTFE微孔膜采用如下常規的工藝流程制備，其孔徑一般在O. 02 μ m 3 μ m之間， 最小孔徑可達到O. 02 μ m :
PTFE微粉、潤滑劑的混合一制坯一推擠一壓延一縱拉一橫拉一PTFE微孔膜。
上述熱壓覆合是利用覆膜機，將處理好的復合針刺氈和聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜同步運行，在熱壓輥處按一定的壓力和溫度條件將兩者進行覆壓。PTFE微孔膜在高溫下與混雜纖維氈表面的高分子保護膜發生熔融，分子相互轉移，從而使PTFE微孔膜牢牢附著于混雜纖維氈表面。熱壓覆合時的溫度為280 360°C，壓強為O. I 2. OMPa0
本發明的耐高溫(可以承受260°C的高溫)、抗腐蝕性好,過濾效率高,耐折性強,使用壽命得到了較大的延長。
具體實施方式
下面結合具體實例對本發明作進一步說明。
在混雜纖維針刺氈素氈的短切纖維層中，各纖維的成分按重量配比如表I所示
表I混雜纖維氈中各纖維的重量比例(％)
權利要求
1.一種高過濾、耐高溫、抗腐蝕覆膜混雜纖維針刺氈的制造方法，其特征在于將混雜纖維針刺氈素氈經含稀土表面改性劑的表面處理劑進行抗腐蝕處理后，與聚四氟乙烯微孔膜通過熱壓覆合而成；前述表面處理劑，由下列組分按重量比配制而成 聚四氟乙烯乳液10 35%、聚丙烯酸酯乳液5 20%、稀土表面改性劑O. 05 5%、余量為水； 前述抗腐蝕處理是這樣進行的混雜纖維針刺氈素氈經表面處理劑浸潰后，在100 250°C下預烘2 lOmin，再在180 250°C下焙烘2 15min，得到處理的混雜纖維針刺氈。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于所述混雜纖維針刺氈素氈是將兩層由聚酰亞胺短纖維、PTFE短纖維和玻璃纖維短切絲混合而成的混雜纖維層通過預針刺和主針刺分別覆于基布的兩面而成，其中混雜纖維層中各種纖維的重量含量為 玻璃纖維5 30% 聚酰亞胺纖維 5 30% PTFE 纖維40 90%
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于所述基布是玻璃纖維基布、PTFE基布或者由玻璃纖維及PTFE纖維混紡的基布中的一種。
4.如權利要求I或2或3所述的方法，其特征在于聚四氟乙烯微孔膜由下述組分按重量比制備而成 PTFE微粉60 85%、潤滑劑15 40%。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于聚四氟乙烯微孔膜孔徑在O.02 μ m 3 μ m。
6.如權利要求I或2或3所述的方法，其特征在于熱壓覆合時的溫度為280 360°C，壓強為O. I 2. OMPa0
7.如權利要求I或2或3所述的方法，其特征在于所述的稀土表面改性劑可以是鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪的氧化物或化合物中的一種或兩種以上任意比例的混合物。
全文摘要
本發明涉及一種高過濾、耐高溫、抗腐蝕覆膜混雜纖維針刺氈的制造方法，將混雜纖維針刺氈素氈經含稀土表面改性劑的表面處理劑進行抗腐蝕處理后，與聚四氟乙烯微孔膜通過熱壓覆合而成；前述表面處理劑，由下列組分按重量比配制而成聚四氟乙烯乳液10～35%、聚丙烯酸酯乳液5～20%、稀土表面改性劑0.05～5%、余量為水；前述抗腐蝕處理是這樣進行的混雜纖維針刺氈素氈經表面處理劑浸漬后，在100～250℃下預烘2～10min，再在180～250℃下焙烘2～15min，得到處理的混雜纖維針刺氈。本發明的耐高溫、抗腐蝕性好，過濾效率高，耐折性強，使用壽命得到了較大的延長。
文檔編號D04H1/4382GK102921237SQ20121044362
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者費傳軍, 周誠, 范凌云, 宋尚軍, 白耀宗, 朱平, 章君榮, 張劍, 劉小雪, 楊占元, 項朝衛 申請人:中材科技股份有限公司