本發明專利技術公開一種具有皮芯結構的玻氟復合過濾材料及其制備方法與應用，皮芯結構的芯層為玻璃纖維，皮層由聚四氟乙烯、超細碳酸鈣、偶聯劑、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；將玻璃纖維進入芯層導入段，而皮層組分經滾動攪拌混合后，通過擠出模頭的芯層材料導入段，在壓棒推力作用下于成纖段纖維化，并在擠出模頭的芯層、皮層材料復合段對玻璃纖維的表層進行包覆，形成具有皮芯結構的復合過濾材料。所述復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。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種過濾材料，特別涉及一種具有皮芯結構的玻氟復合過濾材料及其制備方法與應用。
技術介紹
隨著我國工業的不斷發展，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過程中會產生伴有各種粉塵的高溫、腐蝕性的氣體，如不及時地加以控制，將對生態環境及人們的身體健康帶來極大的危害。隨著科技的進步和人們環保意識的增強，環境治理、防止大氣污染，尤其是對冶金、鋼鐵、發電、碳黑、水泥等行業高溫煙塵過濾越來越重視。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構，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用。目前，耐高溫過濾材料主要采用無機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70年代開始致力于研究開發耐高溫合成纖維，隨著耐高溫合成纖維的開發利用，新品種濾料不斷涌現，推動了高溫煙塵過濾產業的發展；而國內中、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，特別是當尾氣的溫度超過120°C時，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， 玻璃纖維濾料雖價格較低，但耐磨、耐折性能差，耐化學腐蝕性性能差，不能滿足環境復雜的高溫粉塵過濾要求，其應用受到很大的限制。因此，引進高性能的耐高溫纖維，研制出優質的耐高溫濾料，滿足日益增長的高溫煙塵過濾的要求是一個重要的課題。聚四氟乙烯均具有耐高溫、耐化學腐蝕性的特點，特別是聚四氟乙烯(PTFE)，其中文商品名為“鐵氟龍”、“特氟龍(Teflon)”等，其結構為大分子線型結構，幾乎沒有支鏈，且大分子兩側全部為C一F鍵。這兩種元素以共價鍵相結合且具有較高鍵能，是一個很穩定的結構。因此，特有的化學結構，賦予聚四氟乙烯具有不熔、不溶于任何溶劑的化學特性，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，可廣泛應用于環保、醫療、紡織等領域。在環保領域，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保領域的應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限制了其作為耐高溫濾料材料的應用，因此，利用上述兩種材料的各自優點，開發一種綜合性能優異的復合材料成為高溫濾料行業的研究熱點。專利號為CN100486669C的專利技術專利提供了一種“復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。申請號為200910209284. 4的專利技術專利提供了 “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。申請號為200810035487. I的專利技術專利提供了 “一種玻氟復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織布與聚四氟乙烯短纖維，經開松、混合、梳理和成網工藝得到的纖維網疊合在一起，再用水刺工藝獲得復合材料，再將復合材料用有機氟乳液，如聚四氟乙烯乳液進行浸潰、壓扎定性處理，獲得耐高溫復合濾料。專利號為CN101406811B的專利技術專利，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行高溫熱壓定型，即可獲得復合材料。綜上所述，目前獲得復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行并捻，或者將上述材料進行混合，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，本專利技術利用這兩種纖維材料的優點，通過擠出復合、燒結工藝，提供一種價格便宜，具有耐高溫、耐化學腐蝕性以及阻燃性的聚四氟乙烯玻璃纖維復合過濾材料。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種價格便宜，具有皮芯結構，一定強度、韌性，耐高溫、耐化學腐蝕性的聚四氟乙烯玻璃纖維復合過濾材料。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，以致基于玻璃纖維的基布或者過濾氈的強度和韌性均比較低；而聚四氟乙烯結構為大分子線型結構，幾乎沒有支鏈，且大分子兩側全部為C一F鍵。這兩種元素以共價鍵相結合且具有較高鍵能，是一個很穩定的結構。因此，特有的化學結構，賦予聚四氟乙烯具有不熔、不溶于任何溶劑的化學特性，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，強度高，韌性強，因此，為了克服玻璃纖維和聚四氟乙烯材料各自的缺點和不足，充分結合兩種材料的優點，本專利技術提供一種具有皮芯結構的聚四氟乙烯玻璃纖維復合過濾材料。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案為所述的一種具有皮芯結構的氟玻復合過濾材料，其特征在于其具有皮芯結構，所述的皮芯結構包括芯層和皮層，其中芯層為玻璃纖維，玻璃纖維采用偶聯預處理的玻璃纖維，芯層外包覆有皮層，皮層由聚四氟乙烯、超細碳酸鈣、增塑劑、偶聯劑、抗靜電劑、加工助劑制成，按重量份計，其具體組分配方如下聚四氟乙烯100份；超細碳酸鈣10-50份；偶聯劑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；所述偶聯劑為鋁酸酯偶聯劑或硅烷偶聯劑，所述加工助劑為煤油。所述的一種具有皮芯結構的氟玻復合過濾材料，其特征在于所述芯層的玻璃纖維的線密度為300 750dtex，玻璃纖維偶聯預處理的方法為對玻璃纖維進行偶聯預處理，以重量份計，用4-5份的硅烷偶聯劑或鋁酸酯偶聯劑對100份的玻璃纖維表面進行預處理，獲得偶聯預處理的玻璃纖維。所述的一種具有皮芯結構的氟玻復合過濾材料，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構的氟玻復合過濾材料，其特征在于所述復合過濾材料包括長纖維、短纖維。所述的一種具有皮芯結構的氟玻復合過濾材料，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構的氟玻復合過濾材料的制備方法，包括如下步驟O對填料進行表面預處理，以重量份計，將10-50份的超細碳酸鈣和1-5份的偶聯劑依次加入到高速混合機中，溫度為70 90°C，混合均勻后獲得表面預處理的超細碳酸鈣備用；2)對玻璃纖維表面進行預處理，將所述玻璃纖維在聚四氟乙烯乳液中進行浸潰預處理獲得表面預處理的玻璃纖維，備用；3)以重量份計，將步驟I)獲得的表面預處理的超細碳酸鈣和100份的聚四氟乙烯加入六角混合機中，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，備本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種具有皮芯結構的氟玻復合過濾材料，其特征在于：其具有皮芯結構，所述的皮芯結構包括芯層（1）和皮層（2），其中芯層（1）為玻璃纖維，玻璃纖維采用偶聯預處理的玻璃纖維，芯層（1）外包覆有皮層（2），皮層（2）由聚四氟乙烯、超細碳酸鈣、增塑劑、偶聯劑、抗靜電劑、加工助劑制成，按重量份計，其具體組分配方如下：？？？？聚四氟乙烯？？？？？？？？？？？？？？100份；？？？？超細碳酸鈣？？？？？？？？？？？？？10？50份；？？？？偶聯劑？？？？？？？？？？？？？？？？？？1？5份；？？？？抗靜電劑？？？？？？？？？？？？？？？？1？10份；？？？？增塑劑？？？？？？？？？？？？？？？？？？0.5？2份；？？？？稀土？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？0.1？1份；？？？？加工助劑？？？？？？？？？？？？？？？？15？30份；所述偶聯劑為鋁酸酯偶聯劑或硅烷偶聯劑，所述加工助劑為煤油。
【技術特征摘要】
1.一種具有皮芯結構的氟玻復合過濾材料，其特征在于其具有皮芯結構，所述的皮芯結構包括芯層(I)和皮層(2)，其中芯層(I)為玻璃纖維，玻璃纖維采用偶聯預處理的玻璃纖維，芯層(I)外包覆有皮層(2)，皮層(2)由聚四氟乙烯、超細碳酸鈣、增塑劑、偶聯劑、 抗靜電劑、加工助劑制成，按重量份計，其具體組分配方如下聚四氟乙烯100 份；超細碳酸鈣10-50 份；偶聯劑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 份所述偶聯劑為鋁酸酯偶聯劑或硅烷偶聯劑，所述加工助劑為煤油。2.根據權利要求I所述的一種具有皮芯結構的氟玻復合過濾材料，其特征在于所述芯層的玻璃纖維的線密度為300 750dteX，玻璃纖維偶聯預處理的方法為對玻璃纖維進行偶聯預處理，以重量份計，用4-5份的硅烷偶聯劑或鋁酸酯偶聯劑對100份的玻璃纖維表面進行預處理，獲得偶聯預處理的玻璃纖維。3.根據權利要求I所述的一種具有皮芯結構的氟玻復合過濾材料，其特征在于所述皮層的厚度為5 200微米。4.根據權利要求I所述的一種具有皮芯結構的氟玻復合過濾材料，其特征在于所述復合過濾材料包括長纖維、短纖維。5.根據權利要求4所述的一種具有皮芯結構的氟玻復合過濾材料，其特征在于所述長纖維的線密度為300 800dtex。6.權利要求1-5任一所述的一種具有皮芯結構的氟玻復合過濾材料的制備方法，包括如下步驟1)對填料進行表面預處理，以重量份計，將10-50份的超細碳酸鈣和1-5份的偶聯劑依次加入到高速混合機中，溫度為70 90°C，混合均勻后獲得表面預處理的超細碳酸鈣備用；2)對玻...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王朝陽，周丕嚴，
申請(專利權)人：廈門柏潤氟材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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