專利名稱：一種超高溫過濾材料的制備方法
一種超高溫過濾材料的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于環(huán)保除塵過濾領(lǐng)域，尤其涉及一種超高溫過濾材料的制備方法。
背景技術(shù)：
高硅氧玻璃纖維作為一種無機非金屬特種纖維材料，在我國得到了廣泛的研究，其制品憑借優(yōu)異的性能，在我國各工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，航天器防熱燒蝕材料、耐高溫絕熱體、高溫氣體收塵、液體過濾、金屬溶化過濾、凈化等方面，具有十分廣闊的應(yīng)用前景和巨大的市場潛力。
高硅氧玻纖從制備過程中玻璃成分的研究以及后序處理到新品種、新工藝、新設(shè)備的開發(fā)，已取得了大量的研究成果，生產(chǎn)工藝日趨成熟。為提升高硅氧制品的應(yīng)用性能，國內(nèi)外公司都在進行完善硅氧玻璃纖維制品強度與耐熱性的研究和開發(fā)，部分制品已成功應(yīng)用于高溫氣體、液體和侵蝕性介質(zhì)的過濾和國民經(jīng)濟各個高端領(lǐng)域。相對國外的研究和產(chǎn)品，國內(nèi)的差距不小，主要表現(xiàn)為生產(chǎn)工藝不完善、強力偏低、耐溫性能不理想等方面，制品的多樣性和新穎性如在衛(wèi)生、環(huán)保、電子、醫(yī)藥、生物等方面的應(yīng)用都較缺乏，尤其是在超高溫環(huán)保除塵領(lǐng)域的應(yīng)用急需拓展。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有工藝技術(shù)制成的高硅氧纖維濾料存在的耐高溫性、耐化學(xué)性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等理化指標不理想的問題，通過工藝的優(yōu)化改進提升高硅氧纖維制品的綜合性能，拓展產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，提供了一種超高溫過濾材料及制備方法。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的超高溫過濾材料的制備方法，包括如下步驟:
( I)將玻纖原料高溫熔化后，拉絲制成高硅氧纖維；
( 2)將部分高硅氧纖維織造成高硅氧纖維機織布；
(3)將高硅氧纖維和高硅氧纖維機織布進行酸浙濾處理；
(4)將酸浙濾后的玻纖制品進行水洗、揮發(fā)和烘干處理；
(5)將烘干后的玻纖制品進行高溫?zé)Y(jié)；
(6)采用高硅氧纖維機織布作為基布，將制成的單絲直徑6 μ m以上的高硅氧短纖維采用常規(guī)針刺或水刺工藝制成 氈；
(7)制成氈的單面進行針刺或水刺單絲直徑5 μ m以下的高硅氧短切紗；
(8)在修整后的細紗表面涂覆一層蛭石+偶聯(lián)劑耐高溫涂層。
所述步驟(I)高溫熔化溫度為1420-1480°C，拉絲時通過單絲涂油器對制成的高硅氧纖維進行單絲涂覆。
所述步驟(3)中，酸浙濾處理液為濃鹽酸10_20wt%、硅烷偶聯(lián)劑l_5wt%，蒸餾水余量的酸浸潰配方，恒溫酸浙濾溫度為85-98°C，處理時間為1.5-3.5小時。
所述步驟(4)中，所述水洗處理為，用30_50°C溫水沖刷玻纖制品，再將玻纖制品浸泡在循環(huán)過濾池中進行清洗和浸泡，循環(huán)過濾池中水溫為40-60°C，直至PH值不小于6時水洗完成。所述步驟(4)中，所述揮發(fā)處理在88_98°C的溫度下進行，所述烘干處理的溫度為200-260°C，烘干時間為 20-70min。所述步驟(5)中，玻纖制品在700_850°C下進行燒結(jié)，采用30米5次燒結(jié)工藝，間隔6米設(shè)置一對大直徑不銹鋼壓輥，燒結(jié)時間為30-120min。采用本發(fā)明制備方法的有益效果:(I)制得的高硅氧纖維制品中二氧化硅的含量在97%以上，耐高溫性、耐化學(xué)性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等理化指標優(yōu)異；(2)通過酸浙濾配方調(diào)整、技術(shù)改進和恒溫處理工藝，既縮短了酸浙濾的時間又增加了坯布與后處理材料的結(jié)合力。通過揮發(fā)處理，可以有效縮短1/4烘干時間，實現(xiàn)節(jié)能降耗；(3)通過燒結(jié)工藝和設(shè)備的改進，使燒結(jié)過程中坯布不受重力和牽引力的影響。通過燒結(jié)時間和溫度的合理掌控，保證高硅氧纖維制品在恢復(fù)最大強力的同時，使制品在應(yīng)用條件下的線收縮率< 2%。(4)通過后處理高硅氧纖維制品的其強力可提高2倍以上，制品的耐磨性、耐熱性、耐化學(xué)性等理化指標得到很大程度改善。(5)通過不同直徑不同的短切紗的階梯針刺，形成前小后大的三維孔隙，濾料由迎塵面到凈氣面孔徑逐步遞增，保證過濾精度的同時減少了運行阻力。(6)表層蛭石+偶聯(lián)劑涂層，光滑易清灰，提高過濾精度，提高耐溫性能和抗沖刷性能。(7)采用本發(fā)明制備的高硅氧纖維濾料，連續(xù)工作溫度可達到650—850°C，瞬間承受高溫達950°C，同時具有耐高溫性、耐化學(xué)性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、過濾性能突出等理化指標。


圖1為的本發(fā)明超高溫過濾材料的生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實施例方式以下參照說明書附圖1，對本發(fā)明超高溫過濾材料的具體實施方式
作進一步闡述。實施例一( I)將選配好的三組分鈉硼硅酸鹽玻璃纖維制品(即玻纖原料)放入拉絲窯爐中進行高溫熔化，熔化溫度為1420°C ;拉絲時通過單絲涂油器對制成的高硅氧纖維進行單絲涂覆并通過強冷裝置來保證單絲的斷裂率在1%以內(nèi)。(2)將部分的玻纖短纖維制成玻纖機織布。(3)將玻纖短纖維和玻纖機織布(以下統(tǒng)稱“玻纖制品”)放置于酸浙濾槽中，進行酸浙濾處理，酸濾浙配方:濃鹽酸10wt%、硅烷偶聯(lián)劑2wt%，蒸餾水余量；恒溫酸浙濾溫度控制在85°C，處理1.5小時。通過酸浙濾的化學(xué)配方進行優(yōu)化，經(jīng)過多次試驗后確定將偶聯(lián)劑與酸共同配制成溶液對布浸潰，既縮短了酸浙濾的時間又增加了坯布與后處理材料的結(jié)合力。 (4)采用溫水沖刷酸浙濾后的玻纖制品，去除制品表面的余酸，優(yōu)選的水溫為30 °C，然后將其浸泡在循環(huán)過濾池中，使用流動的溫水對制品進行清洗和浸泡，水溫控制在40°C，當PH值不小于6時水洗完成。玻纖制品經(jīng)過水洗后引入烘干裝置中，在88°C的溫度下進行揮發(fā)處理，用熱風(fēng)迅速帶走制品所含水份，之后在200°C下進行烘干處理，烘干時間20mino(5)烘干后的玻纖制品，在高溫下進行燒結(jié)，使連續(xù)的Si02多孔骨架，在高溫下收縮、微孔閉合，恢復(fù)一部分強力。燒結(jié)是制取高硅氧纖維最關(guān)鍵的一個步驟，燒結(jié)的質(zhì)量直接影響濾料的強力和耐折性等指標。我們將原有30米一次性燒結(jié)工藝改為30米5次燒結(jié)，間隔6米設(shè)置一對大直徑不銹鋼壓輥，盡量保證燒結(jié)過程中坯布不受重力和牽引力的影響。優(yōu)選的燒結(jié)溫度700°C，通過提高燒結(jié)溫度和燒結(jié)速度，合理的控制燒結(jié)時間，保證高硅氧纖維制品在恢復(fù)最大強力的同時，使制品在應(yīng)用條件下的線收縮率< 2%。(6)將制成的單絲直徑6μπι以上的高硅氧短纖維纖網(wǎng)(200g/m2)采用常規(guī)針刺或水刺工藝，采用280g/ m2高硅氧纖維機織布作為基布，通過針刺或水刺成氈。(7)然后 單面進行針刺或水刺單絲直徑5μπι以下的高硅氧短切紗纖網(wǎng)(IOOg/m2)，(8)修整后細紗表面再涂覆一層蛭石+偶聯(lián)劑耐高溫涂層(20g/ m2)，制成高硅氧纖維階梯孔隙濾料(600g/ m2)。后處理可以改善高硅氧制品應(yīng)用性能，經(jīng)熱燒結(jié)處理的高硅氧纖維制品重新涂以浸潤劑后，制品的強力、耐磨性、耐熱性、耐化學(xué)性等理化指標得到很大程度改善。選用蛭石+偶聯(lián)劑配方對高硅氧制品進行浸潰處理，生產(chǎn)出高性能、高性價比的高硅氧纖維制品。采用本發(fā)明制備的高硅氧纖維濾料，連續(xù)工作溫度可達到650— 850°C，瞬間承受高溫達950°C，同時具有耐高溫性、耐化學(xué)性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、過濾性能突出等理化指標，可以廣泛用于各類高溫介質(zhì)的過濾和收集。600g/m2超高溫濾料產(chǎn)品性能表
權(quán)利要求
1.一種超高溫過濾材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將玻纖原料高溫熔化后，拉絲制成高硅氧纖維； (2)將部分高硅氧纖維織造成高硅氧纖維機織布； (3)將高硅氧纖維和高硅氧纖維機織布進行酸浙濾處理； (4)將酸浙濾后的玻纖制品進行水洗、揮發(fā)和烘干處理； (5)將烘干后的玻纖制品進行高溫?zé)Y(jié)； (6)采用高硅氧纖維機織布作為基布，將制成的單絲直徑6μ m以上的高硅氧短纖維采用常規(guī)針刺或水刺工藝制成氈； (7)制成氈的單面進行針刺或水刺單絲直徑5μ m以下的高硅氧短切紗； (8)在修整后的細紗表面涂覆一層蛭石+偶聯(lián)劑耐高溫涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高溫過濾材料的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)高溫熔化溫度為1420-1480°C，拉絲時通過單絲涂油器對制成的高硅氧纖維進行單絲涂覆。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高溫過濾材料的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中，酸浙濾處理液為濃鹽酸10-20wt%、硅烷偶聯(lián)劑l-5wt%，蒸餾水余量的酸浸潰配方，恒溫酸浙濾溫度為85-98°C，處理時間為1.5-3.5小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高溫過濾材料的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)中，所述水洗處理為，用30-50°C溫水 沖刷玻纖制品，再將玻纖制品浸泡在循環(huán)過濾池中進行清洗和浸泡，循環(huán)過濾池中水溫為40-60°C，直至PH值不小于6時水洗完成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高溫過濾材料的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)中，所述揮發(fā)處理在88-98°C的溫度下進行，所述烘干處理的溫度為200-260°C，烘干時間為20_70mino
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高溫過濾材料的制備方法，其特征在于:所述步驟(5)中，玻纖制品在700-850°C下進行燒結(jié)，采用30米5次燒結(jié)工藝，間隔6米設(shè)置一對大直徑不銹鋼壓輥，燒結(jié)時間為30-120min。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種超高溫過濾材料的制備方法，包括將玻纖原料高溫熔化后，拉絲制成高硅氧纖維；將纖維織成高硅氧纖維機織布；將高硅氧纖維和高硅氧纖維機織布進行酸瀝濾處理；再酸瀝濾后的玻纖制品進行水洗、揮發(fā)和烘干、高溫?zé)Y(jié)；采用高硅氧纖維機織布作為基布，將制成的單絲直徑6μm以上的高硅氧短纖維采用常規(guī)針刺或水刺工藝制成氈；制成氈的單面進行針刺或水刺單絲直徑5μm以下的高硅氧短切紗；最后在修整后的細紗表面涂覆一層蛭石+偶聯(lián)劑耐高溫涂層。采用本發(fā)明制備的高硅氧纖維濾料，連續(xù)工作溫度可達到650~850℃，瞬間承受高溫達950℃，同時具有耐高溫性、耐化學(xué)性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、過濾性能突出等理化指標。
文檔編號D04H13/00GK103230709SQ201310142939
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月23日
發(fā)明者宋朋澤, 鞠東升 申請人:宋朋澤