專利名稱：玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合濾料及其制備方法，尤其是一種玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料及 其制備方法。
背景技術(shù)：
炭黑行業(yè)、鋼鐵行業(yè)、有色金屬行業(yè)、化工行業(yè)、水泥行業(yè)、垃圾焚燒行業(yè)等部分煙 氣排放點(diǎn)或揚(yáng)塵點(diǎn)產(chǎn)生的煙氣溫度高、波動(dòng)性大，而且含酸性、堿性等物質(zhì)成份十分復(fù)雜， 對(duì)高溫過濾材料綜合指標(biāo)要求很高。目前高溫過濾領(lǐng)域使用的玻璃纖維、聚苯硫醚、聚酰亞 胺、芳綸等有機(jī)纖維的綜合性能較差，不能滿足上述高溫、復(fù)雜工況下過濾的實(shí)際需求。為 了提高過濾材料在上述煙塵溫度長(zhǎng)期接近于260°C的復(fù)雜工況以及腐蝕性物質(zhì)含量大的工 況下的使用壽命，大多采用在除塵器前增加降溫設(shè)施或者預(yù)處理措施等來避免高溫和高腐 蝕對(duì)過濾材料的損害，但是這樣做大大增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)煙塵溫度高、成份復(fù)雜的工況環(huán)境，提供一種耐高溫、耐腐 蝕、過濾性能好、使用壽命長(zhǎng)、成本低的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料及其制備方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的之一是玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料，由迎塵面到凈氣面依次包括 聚四氟乙烯微孔膜層，聚四氟乙烯浸漬處理層，聚四氟乙烯纖維網(wǎng)層，玄武巖纖維膨體布 層；并且，由迎塵層到凈氣層，孔隙率逐層增大，形成梯次狀孔隙。所述聚四氟乙烯微孔膜的孔徑為0. 3 μ m 0. 6 μ m之間。所述聚四氟乙烯纖維網(wǎng)由聚四氟乙烯短纖維制成。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的之二是玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料的制備方法，包括以下步驟(1)織造玄武巖纖維膨體布；(2)制作聚四氟乙烯纖維網(wǎng)，并與步驟⑴織造的玄武巖纖維膨體布針刺加固；(3)將步驟(2)制得的濾料進(jìn)行聚四氟乙烯溶液的浸漬處理；(4)將步驟(3)進(jìn)行浸漬處理后的濾料進(jìn)行聚四氟乙烯微孔膜的熱軋覆合。所述步驟(1)中使用的玄武巖纖維經(jīng)過聚四氟乙烯溶液的浸漬處理和膨體處理。所述步驟(2)的制作工序包括將聚四氟乙烯纖維經(jīng)過預(yù)處理一預(yù)開松一主開松 —均勻混合一喂給一梳理成網(wǎng)一與所述玄武巖纖維膨體布預(yù)針刺一主針刺一修面一后處 理一熱定型一檢驗(yàn)。所述預(yù)處理工序是將聚四氟乙烯纖維松包后均勻攤開，噴灑含3wt% 5襯％抗 靜電劑的水溶液，放置24小時(shí)后使用。通過抗靜電劑的表面處理技術(shù)來改善其蓬松性、以 利于下道工序加工同時(shí)增加成網(wǎng)后纖維間的抱合力。所述預(yù)開松工序是將預(yù)處理好的聚四氟乙烯纖維經(jīng)過輸送平簾喂給梳針開松機(jī)， 進(jìn)行自由式開松。目的是減少纖維的損傷同時(shí)使纖維束得到開松和分解以利于后續(xù)加工。所述步驟(3)的處理工序包括將步驟(2)制作好的濾料引入聚四氟乙烯混合溶液浸漬槽中，經(jīng)過浸漬、烘干、熱定型處理。所述步驟(4)的處理工序包括將步驟(3)浸漬處理好的濾料與聚四氟乙烯微孔膜 一起引入熱覆合機(jī)器，通過拉伸牽引使微孔膜伸展開，再經(jīng)過熱輥的軋合將伸展開的聚四 氟乙烯微孔膜與所述浸漬處理好的濾料牢固的結(jié)合在一起。


圖1為本發(fā)明玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料的微觀結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料如圖1所示包括迎塵層到凈氣層四層結(jié)構(gòu)，表 層(迎塵層)為聚四氟乙烯微孔膜1，第二層為聚四氟乙烯浸漬處理層2，第三層為聚四氟 乙烯纖維網(wǎng)3，底層為玄武巖纖維膨體布4，由表層到底層，孔隙率逐層增大，形成梯次狀孔 隙。所述聚四氟乙烯纖維網(wǎng)3由聚四氟乙烯短纖維制成。本發(fā)明的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料表層為光滑、致密的聚四氟乙烯微孔膜，過濾 方式由“表層+深層”轉(zhuǎn)變?yōu)椤氨韺舆^濾”，有利于對(duì)細(xì)致粉塵收集，捕塵效果穩(wěn)定，因而捕塵 效率高于其它過濾材料，除塵率達(dá)99. 99% ；并且使得高溫濾料容易清灰，運(yùn)行阻力只有傳 統(tǒng)濾料的35% 40%，其過濾效率和過濾速度顯著提高。本發(fā)明的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料第二層為聚四氟乙烯浸漬處理后形成的聚四 氟乙烯浸漬層，該層可以在聚四氟乙烯微孔膜和聚四氟乙烯纖維網(wǎng)之間起到橋梁的作用， 便于二者的結(jié)合，增大覆膜牢固度和耐久度。本發(fā)明的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料為了降低濾料阻力，第三層采用短纖維制作成 的聚四氟乙烯網(wǎng)，因孔隙率大于聚四氟乙烯浸漬處理膜，對(duì)進(jìn)入濾料內(nèi)部的含塵氣體繼續(xù) 過濾的同時(shí)，還可以分散氣流作用，有利于氣流的順利通過，降低運(yùn)行阻力。本發(fā)明的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料底層為玄武巖纖維膨體布，其孔隙率較聚四氟 乙烯纖維網(wǎng)更大對(duì)進(jìn)入濾料的氣體再次分流；由于玄武巖纖維膨體布高強(qiáng)耐折、耐酸耐堿 和耐水性能，可以提高濾料的耐腐蝕性能；同時(shí)，玄武巖纖維膨體布還起到加強(qiáng)筋的作用， 使復(fù)合梯次濾料保持很高的抗拉強(qiáng)度，延長(zhǎng)濾料的使用壽命。所述聚四氟乙烯微孔膜的孔徑為0.3μπι 0.6μπι之間。聚四氟乙烯具有耐高 低溫、耐腐蝕、耐氣候、高潤(rùn)滑不粘附、無毒害等優(yōu)點(diǎn)，由于聚四氟乙烯微孔薄膜的孔徑小到 0. 3 0. 6 μ m，煙塵過濾時(shí)無需形成粉塵層，依靠自身的捕塵功能即可有良好的捕塵效果， 對(duì)微細(xì)粉塵捕集濾可達(dá)99. 99%;同時(shí)可控制粉塵進(jìn)入濾料深處，防止濾料被堵塞；另外，薄 膜表面動(dòng)摩擦系數(shù)減小，提高了清灰性能，還有助于提高自身的疏水性，可防止濾料因結(jié)露 造成濾袋結(jié)垢。本發(fā)明的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料的微觀結(jié)構(gòu)如圖2所示，從外到里空隙率依次 減小，呈梯狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的玄武巖復(fù)合梯次濾料前窄后寬的梯形氣流通道有利于氣流 順利通過，濾料內(nèi)層不易集塵，保持濾料長(zhǎng)期運(yùn)行而濾料運(yùn)行阻力基本不升高或者上升速 度緩慢。具體地說，含塵氣體在濾料中通過時(shí)，從迎塵面到凈氣面孔徑逐漸增加，使得濾料 中過濾孔徑呈喇叭形，形成前密后疏的流體通道，將傳統(tǒng)過濾材料的等寬繞流通道改變?yōu)榍罢髮挼奶菪紊⒘魍ǖ馈Ｓ瓑m面聚四氟乙烯微孔膜孔徑很小，過濾精度很高，越靠近凈氣 面，孔徑越大，這樣在過濾當(dāng)中粉塵不易堵塞濾料的微小細(xì)孔，透氣性好，從而降低濾料的 壓降，減少清灰次數(shù)，節(jié)約成本，同時(shí)還能延長(zhǎng)濾料的使用壽命。本發(fā)明的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料的制備方法實(shí)施例如下實(shí)施例一1、將玄武巖纖維的拉制成型，進(jìn)行聚四氟乙烯溶液的浸漬處理和膨體工序的處 理，處理后的玄武巖紗線用噴氣織布機(jī)，采用1/3的斜紋工藝織造成350g/m2的玄武巖纖維 膨體布。該玄武巖纖維膨體布的經(jīng)向強(qiáng)力> 1650N;緯向強(qiáng)力> 1600N。2、將聚四氟乙烯纖維原料拆包，均勻地鋪開，噴灑含有3wt%抗靜電劑水溶液，放 置24小時(shí)后，經(jīng)過下列工序預(yù)開松一主開松一棉箱混合一梳理一制成180g/m2 200g/m2聚四氟乙烯纖維網(wǎng)。 玄武巖纖維膨體布+聚四氟乙烯纖維網(wǎng)一預(yù)針刺一主針刺一修面一燒毛一浸漬處理一熱 定型一檢驗(yàn)成卷工序，制成600g/m2復(fù)合纖維濾料。3、將上述加工好的濾料引入聚四氟乙烯溶液浸漬槽中，經(jīng)過浸漬、烘干、熱定型處 理，制成復(fù)合濾料。4、將制成的復(fù)合纖維濾料和聚四氟乙烯微孔膜引入熱覆合機(jī)器，通過拉伸牽引使 微孔膜伸展開，再經(jīng)過熱輥的軋合將伸展開的聚四氟乙烯微孔膜與復(fù)合纖維濾料牢固的結(jié) 合在一起，制成600g/m2玄武巖復(fù)合梯次濾料。實(shí)施例二1、將玄武巖纖維的拉制成型，經(jīng)過聚四氟乙烯溶液的浸漬處理和膨體處理，處理 后的玄武巖紗線用劍桿織布機(jī)，采用雙斜紋的織造工藝制成450g/m2的玄武巖纖維膨體布。該玄武巖纖維膨體布的經(jīng)向強(qiáng)力彡1850N ；緯向強(qiáng)力彡1750N。2、將聚四氟乙烯短纖維原料拆包，均勻地鋪開，噴灑含有4wt%抗靜電劑水溶液， 放置24小時(shí)后，經(jīng)過下列工序預(yù)開松一主開松一棉箱混合一梳理一制成220g/m2 240g/m2聚四氟乙烯纖維網(wǎng)， 玄武巖纖維膨體布+聚四氟乙烯纖維網(wǎng)一預(yù)針刺一主針刺一修面一燒毛一浸漬處理一熱 定型一檢驗(yàn)成卷工序，制成700g/m2復(fù)合纖維濾料。3、將加工好的濾料引入聚四氟乙烯溶液浸漬槽中，經(jīng)過浸漬、烘干、熱定型處理， 制成復(fù)合濾料。4、將制成的復(fù)合纖維濾料聚四氟乙烯纖維網(wǎng)層面向上和聚四氟乙烯微孔膜引入 熱覆合機(jī)器，通過拉伸牽引使微孔膜伸展開，再經(jīng)過熱輥的軋合將伸展開的聚四氟乙烯微 孔膜與復(fù)合纖維濾料牢固的結(jié)合在一起，制成700g/m2玄武巖復(fù)合梯次濾料。實(shí)施例三1、將玄武巖纖維的拉制成型，進(jìn)行聚四氟乙烯溶液的浸漬處理和膨體處理，處理 后的玄武巖紗線用劍桿織布機(jī)，采用3/5緯二重織造工藝制成620g/m2的玄武巖纖維膨體布。該玄武巖纖維膨體布的經(jīng)向強(qiáng)力彡2400N ；緯向強(qiáng)力彡2250N。2、將聚四氟乙烯短纖維原料拆包，均勻地鋪開，噴灑含有5wt%抗靜電劑水溶液， 放置24小時(shí)后，經(jīng)過下列工序
預(yù)開松一主開松一棉箱混合一梳理一制成260g/m2 300g/m2聚四氟乙烯纖維網(wǎng)。 玄武巖纖維膨體布+聚四氟乙烯纖維網(wǎng)一預(yù)針刺一主針刺一修面一燒毛一浸漬處理一熱 定型一檢驗(yàn)成卷工序，制成980g/m2復(fù)合纖維濾料。3、將上述加工好的濾料引入聚四氟乙烯溶液浸漬槽中，經(jīng)過浸漬、烘干、熱定型處 理，制成復(fù)合濾料。4、將制成的復(fù)合纖維濾料(聚四氟乙烯纖維網(wǎng)層面向上)和聚四氟乙烯微孔膜引 入熱覆合機(jī)器，通過拉伸牽引使微孔膜伸展開，再經(jīng)過熱輥的軋合將伸展開的聚四氟乙烯 微孔膜與復(fù)合纖維濾料牢固的結(jié)合在一起，制成980g/m2玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料。本發(fā)明的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料將玄武巖纖維材料和聚四氟乙烯材料在性能 上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料，從而滿足煙塵溫 度高、腐蝕性大、成份復(fù)雜工況的煙塵過濾要求。
權(quán)利要求
一種玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料，由迎塵面到凈氣面依次包括聚四氟乙烯微孔膜層，聚四氟乙烯浸漬處理層，聚四氟乙烯纖維網(wǎng)層，玄武巖纖維膨體布層；并且，由迎塵層到凈氣層，孔隙率逐層增大，形成梯次狀孔隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料，其特征在于所述聚四氟乙烯微 孔膜的孔徑為0. 3 μ m 0. 6 μ m之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料，其特征在于所述聚四 氟乙烯纖維網(wǎng)由聚四氟乙烯短纖維制成。
4.一種制備權(quán)利要求1 3任一玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料的制備方法，包括以下步驟(1)織造玄武巖纖維膨體布；(2)制作聚四氟乙烯纖維網(wǎng)，并與步驟(1)織造的玄武巖纖維膨體布針刺加固；(3)將步驟(2)制得的濾料進(jìn)行聚四氟乙烯溶液的浸漬處理；(4)將步驟(3)進(jìn)行浸漬處理后的濾料進(jìn)行聚四氟乙烯微孔膜的熱軋覆合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料的制備方法，其特征在于所述步 驟(1)中使用的玄武巖纖維經(jīng)過聚四氟乙烯溶液的浸漬處理和膨體處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料的制備方法，其特征在于所述步 驟(2)的制作工序包括將聚四氟乙烯纖維經(jīng)過預(yù)處理一預(yù)開松一主開松一均勻混合一喂 給一梳理成網(wǎng)一與所述玄武巖纖維膨體布預(yù)針刺一主針刺一修面一后處理一熱定型一檢 驗(yàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料的制備方法，其特征在于所述預(yù) 處理工序是將聚四氟乙烯纖維松包后均勻攤開，噴灑含3wt% 5wt%抗靜電劑的水溶液， 放置24小時(shí)后使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料的制備方法，其特征在于所述預(yù) 開松工序是將預(yù)處理好的聚四氟乙烯纖維經(jīng)過輸送平簾喂給梳針開松機(jī)，進(jìn)行自由式開 松。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料的制備方法，其特征在于所述步 驟(3)的處理工序包括將步驟(2)制作好的濾料引入聚四氟乙烯混合溶液浸漬槽中，經(jīng)過 浸漬、烘干、熱定型處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求4 9任一所述的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料的制備方法，其特征在 于所述步驟(4)的處理工序包括將步驟(3)浸漬處理好的濾料與聚四氟乙烯微孔膜一起 引入熱覆合機(jī)器，通過拉伸牽引使微孔膜伸展開，再經(jīng)過熱輥的軋合將伸展開的聚四氟乙 烯微孔膜與所述浸漬處理好的濾料牢固的結(jié)合在一起。
全文摘要
本發(fā)明的目的是針對(duì)于煙塵溫度高、成份復(fù)雜的工況環(huán)境，提供一種耐高溫、耐腐蝕、過濾性能好、使用壽命長(zhǎng)、成本低的玄武巖復(fù)合梯次濾料及其制備方法。本發(fā)明的玄武巖纖維復(fù)合梯次濾料，由迎塵面到凈氣面依次包括聚四氟乙烯微孔膜層，聚四氟乙烯浸漬處理層，聚四氟乙烯纖維網(wǎng)層，玄武巖纖維膨體布層；并且，由迎塵層到凈氣層，孔隙率逐層增大，形成梯次狀孔隙。
文檔編號(hào)B32B5/26GK101947401SQ2010102648
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者宋朋澤 申請(qǐng)人:宋朋澤