一種超高分子微孔濾材及加工設(shè)備和加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種超高分子微孔濾材及加工設(shè)備和加工方法，具有獨(dú)特的技術(shù)使用 性能。制造特性超高分子微孔氣液濾材。 技術(shù)背景
[0002] 國內(nèi)外現(xiàn)有空氣除塵塑燒板濾材，均采用超高分子量聚乙烯粉末按比例配伍加入 其他粉末原料，經(jīng)充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚝?，加入型腔?nèi)表面通過靜電噴涂工藝形成聚四氟乙 烯薄膜的鋼模中整體加熱燒結(jié)，冷卻成型，制成外表面具有聚四氟乙烯薄膜的塑燒板濾材。 該濾材生產(chǎn)工藝落后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，各項(xiàng)技術(shù)使用性能不理想，生產(chǎn)設(shè)備單元分散簡 單，不能實(shí)現(xiàn)自動化連續(xù)生產(chǎn)，電能消耗高，生產(chǎn)率低，生產(chǎn)成本高，應(yīng)用領(lǐng)域受到局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述問題，本發(fā)明目的是提供一種超高分子微孔濾材及加工設(shè)備和加工方 法。
[0004] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)所述目的采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種超高分子微孔濾材，按質(zhì)量百分比包含:超高分子量聚乙烯粉末:77-81 %，高 密度聚乙烯粉末:8.4-8.8%，空心玻璃微珠:7.1-8.3%，導(dǎo)電炭黑:4.5-4.9%。
[0006] 按質(zhì)量百分比包含:超高分子量聚乙烯粉末:79.5%，高密度聚乙烯粉末:8.5%， 空心玻璃微珠:7.5%，導(dǎo)電炭黑:4.5%。
[0007] 所述超高分子量聚乙烯粉末粒徑為63-108μπι，高密度聚乙烯粉末粒徑為43-69μπι， 空心玻璃微珠粒徑為63-89μπι，導(dǎo)電炭黑粒徑為42-53μπι。
[0008] -種生產(chǎn)超高分子微孔濾材的加工設(shè)備，包括加料機(jī)、減速機(jī)、擠出機(jī)、往復(fù)牽引 機(jī)、穩(wěn)定腔、切割機(jī)和傳送帶；
[0009] 所述加料機(jī)通過加料管道與擠出機(jī)的加料斗連接；
[0010] 所述擠出機(jī)輸入端與減速機(jī)連接，擠出機(jī)輸出端依次設(shè)有往復(fù)牽引機(jī)、穩(wěn)定腔、切 割機(jī)及傳送帶。
[0011] 所述擠出機(jī)包括:主工作腔、低溫拉伸工作腔、高溫拉伸工作腔和模具；
[0012] 所述主工作腔輸入端與減速機(jī)連接，主工作腔輸出端依次與低溫拉伸工作腔和高 溫拉伸工作腔連接；
[0013] 所述高溫拉伸工作腔輸出端與模具連接，模具經(jīng)過往復(fù)牽引機(jī)作用后通過穩(wěn)定腔 輸出產(chǎn)品。
[0014] 所述主工作腔上部設(shè)有粉末加料斗；
[0015] 所述低溫拉伸工作腔和高溫拉伸工作腔上部分別設(shè)有壓縮氮?dú)鈱?dǎo)入管；
[0016] 所述主工作腔、低溫拉伸工作腔、高溫拉伸工作腔的外部設(shè)有四驅(qū)環(huán)狀陶瓷散熱 加熱器，該四驅(qū)環(huán)狀陶瓷散熱加熱器外部環(huán)設(shè)有硅酸鋁保溫板；
[0017] 所述模具由模具頭部、模具中部、模具尾部組成；
[0018] 所述模具頭部外側(cè)設(shè)有八驅(qū)環(huán)狀陶瓷散熱加熱器，該八驅(qū)環(huán)狀陶瓷散熱加熱器外 側(cè)環(huán)設(shè)有硅酸鋁保溫板；
[0019] 所述模具中部內(nèi)側(cè)設(shè)有冷卻風(fēng)集壓腔，該冷卻風(fēng)集壓腔上部設(shè)有出風(fēng)管道，底部 接有高速冷卻風(fēng)機(jī)；
[0020] 所述模具尾部外壁為冷卻水套腔，該冷卻水套腔上設(shè)有出水管和進(jìn)水管。
[0021] 采用低溫拉伸產(chǎn)生微孔，高溫拉伸擴(kuò)大微孔的熔體擠出拉伸加工方法，根據(jù)混合 原料的粒徑及擠拉機(jī)的溫度，壓力參數(shù)配合控制濾材孔徑的大?。?br>[0022] 用擠拉浸氟工藝原料配比制造特性超高分子微孔氣液濾材的工藝技術(shù)參數(shù)如下： [0023]擠出機(jī)運(yùn)行速度35轉(zhuǎn)/min;
[0024] 牽引裝置運(yùn)行速度0.13m/min;
[0025] 生產(chǎn)Φ 340mm，壁厚2.3mm濾筒，生產(chǎn)線成品成型速度為6.5m/h;
[0026] 低溫拉伸溫度：151°C ± 2°C; 0 · 26MPa;
[0027] 高溫拉伸溫度：169°C ± 2°C; 0 · 35MPa;
[0028] 模頭加熱溫度：164°C ± 2°C; 0 · 32MPa;
[0029] 根據(jù)聚合物熔體受到擠拉時(shí)分子鏈會發(fā)生取向與弛豫及氣浮半熔融成型原理，在 低溫拉伸高溫拉伸過程中向熔融體內(nèi)加入一定壓力的氮?dú)?，使熔融體內(nèi)形成均勻分布的微 孔結(jié)構(gòu)，孔徑為0.1-0.3μπι，孔隙率達(dá)到38-42%，實(shí)現(xiàn)很好的透氣性。
[0030] 包括如下步驟：
[0031] 步驟1、將粒徑為63-108μπι超高分子量聚乙烯粉末:81-77%、粒徑為43-69以111高密 度聚乙烯粉末:8.8-8.4%、粒徑為63-89μπι空心玻璃微珠:8.3-7.1 %、粒徑為42-53μπι導(dǎo)電 炭黑:4.9-4.5% ;在三維高速粉料混合機(jī)中充分?jǐn)嚢瑁旌?5min后取出備用；
[0032] 步驟2、將混合粉料通過加料機(jī)加入擠出機(jī)料斗內(nèi)；
[0033 ]步驟3、啟動擠出機(jī)各部位升溫加熱運(yùn)行；
[0034] 步驟4、將擠出機(jī)設(shè)置為低溫拉伸工作腔低溫拉伸溫度：151°C ± 2°C; 0.26MPa;高 溫拉伸工作腔高溫拉伸溫度：169°〇±2°(3;0.351〇^;模具模頭加熱溫度：164°〇±2°(3; 0.32MPa；
[0035] 步驟5、待擠出機(jī)各部位溫經(jīng)15-20min，達(dá)到設(shè)定溫度后，向低溫拉伸工作腔及高 溫拉伸工作腔內(nèi)通入壓縮氮?dú)?；設(shè)定減速機(jī)速度參數(shù)為35轉(zhuǎn)/min，往復(fù)牽引機(jī)為0.13m/ min,運(yùn)行；
[0036] 步驟6、啟動擠出機(jī)上的高速冷卻風(fēng)機(jī)，設(shè)定濾材定長切割參數(shù)1380mm，并啟動運(yùn) 行無肩切割機(jī)；
[0037] 步驟7、開啟模具尾部冷卻水套腔的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，使成型的濾材冷卻定型； [0038]步驟8、設(shè)定生產(chǎn)線成品擠拉速度為6.5m/h進(jìn)行生產(chǎn)。
[0039]根據(jù)應(yīng)用需要，將定型切割的濾材上、下兩端用配套的PP塑料件與環(huán)氧樹脂粘合 劑密封粘合；
[0040]將粘合后的濾材整體浸入盛有固含量為50%的PTFE分散液中，浸泡48s后取出，放 在退火車料架上，并將退火車推入恒溫溫度135°C±2°C的退火固化爐中；
[0041]待退火固化爐爐內(nèi)溫度降為室溫后將退火車?yán)觯∠聻V材放入掛架上進(jìn)行吸塵 清理后，得到合格濾材。
[0042] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
[0043] 1、本發(fā)明工藝技術(shù)配方生產(chǎn)的產(chǎn)品，在較傳統(tǒng)空氣除塵塑燒板大幅度降低空氣除 塵運(yùn)行成本的前提下，可使汽車、鋼鐵、水泥、激光切割、熱電、化工等行業(yè)提高空氣除塵精 度，效率。降低初阻力，達(dá)到大幅度節(jié)能減排效果，使粉塵等顆粒排放達(dá)到國家最新頒布的 排放標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。
[0044] 2、本發(fā)明工藝技術(shù)配方生產(chǎn)的產(chǎn)品，可有效大幅度減少國內(nèi)重度高發(fā)霧霾的京、 津、冀、遼等地大氣中Pm2.5有害顆粒含量，提高大氣品質(zhì)，從而提升保障居民環(huán)境和健康能 力，利國利民。
[0045] 3、本發(fā)明工藝技術(shù)配方生產(chǎn)的產(chǎn)品，可為市場應(yīng)用量相當(dāng)大的空氣凈化機(jī)行業(yè)提 供一種成本低，使用壽命長，高效低阻，徹底濾除pm2.5有害顆粒的最佳空氣凈化濾材。
[0046] 4、本發(fā)明工藝技術(shù)配方生產(chǎn)的產(chǎn)品，因具有成本低，節(jié)能，精度高，強(qiáng)度高，效率 高，使用壽命長，可重復(fù)使用，耐腐蝕，抗靜電。已開拓性的在醫(yī)藥行業(yè)，化學(xué)行業(yè)，化纖與紡 織工業(yè)，輕工業(yè)與食品工業(yè)，機(jī)械與石油工業(yè)，廢水處理領(lǐng)域等高新技術(shù)行業(yè)得到廣泛地應(yīng) 用。帶動這些行業(yè)大幅度提升產(chǎn)品品質(zhì)及競爭力，增加高科技附加值，產(chǎn)生巨大的聯(lián)動經(jīng)濟(jì) 效益和社會效益。
【附圖說明】
[0047]圖1是本發(fā)明的加工設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 實(shí)施例1
[0049] 如圖1所示，加料機(jī)1為自動粉沫加料機(jī)，向加料斗內(nèi)自動加粉末原料。
[0050] 減速機(jī)3采用高強(qiáng)度硬齒面螺旋齒輪式減速機(jī)，帶動單螺桿柱塞一體機(jī)工作。
[0051] 高溫拉伸工作腔15上部分別設(shè)有壓縮氮?dú)鈱?dǎo)入管9,向高溫拉伸工作腔導(dǎo)入壓縮 氮?dú)?，使原料形成氣浮半熔融狀態(tài)。
[0052] 往復(fù)牽引裝置25采用變頻調(diào)速氣缸連桿機(jī)構(gòu)，往復(fù)運(yùn)動，使型材僅向前牽伸位移。 [0053]切割機(jī)13對外形尺寸穩(wěn)定的型材進(jìn)行無肩定長切割。
[0054]模具頭部18使均勻氣浮半熔融體通過模具形成設(shè)計(jì)幾何形狀，并裝測壓探頭。
[0055] 模具中部19使模具頭部擠出的型材緩慢經(jīng)風(fēng)冷卻初定型。
[0056] 模具尾部22使模具中部擠出的型材經(jīng)水套內(nèi)水冷定型。
[0057] 實(shí)施例2
[0058]根據(jù)聚合物熔體受到牽引時(shí)，分子鏈會發(fā)生取向與弛豫過程的原理，設(shè)計(jì)低溫拉 伸產(chǎn)生微孔，高溫拉伸擴(kuò)大微孔的熔體擠出拉伸工藝，實(shí)現(xiàn)孔徑大小可根據(jù)混合原料的粒 徑及擠拉機(jī)的溫度，壓力參數(shù)配合靈活調(diào)控。
[0059] 用擠拉浸氟工藝原料配比制造特性超高分子微孔氣液濾材的工藝技術(shù)參數(shù)，如 下：
[0060] 1)擠出機(jī)運(yùn)行速度35轉(zhuǎn)/min
[0061 ] 2)牽引裝置運(yùn)行速度0.13m/min
[0062] 3)生產(chǎn)Φ 340mm，壁厚2.3mm濾筒，生產(chǎn)線成品成型速度為6.5m/h.
[0063] 4)低溫拉伸溫度：151 °C ± 2°C; 0 · 26MPa。
[0064] 5)高溫拉伸溫度：169°C ± 2°C; 0 · 35MPa。
[0065] 6)模頭加熱溫度：164°C ± 2°C; 0 · 32MPa。
[0066] 根據(jù)聚合物熔體受到擠拉時(shí)分子鏈會發(fā)生取向與弛豫及氣浮半熔融成型原理，在 低溫拉伸高溫拉伸過程中向熔融體內(nèi)加入一定壓力的氮?dú)?，使熔融體內(nèi)形成均勻分布的微 孔結(jié)構(gòu)，孔徑為0.1-0.3μπι，孔隙率達(dá)到38-42%，以上實(shí)現(xiàn)了很好的透氣性。
[0067] 創(chuàng)新設(shè)計(jì)浸氟工藝，設(shè)計(jì)整體濾材表面浸入杜邦公司生產(chǎn)固含量為50%的PTFE分 散液中48S，使PTFE分散液由于毛吸作用以濾材外表面滲進(jìn)厚度方向1/3內(nèi)部。把0. Ιμπι的聚 四氟乙烯微粒牢固的膠粘鑲嵌在濾材的內(nèi)部和外表面上，形成致密而且均勻的微孔膜，以 實(shí)現(xiàn)濾材的高過濾精度。
[0068]產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高性能高強(qiáng)度，按上述設(shè)計(jì)優(yōu)化原料配比熔體擠出拉伸工藝及浸氟工藝 參數(shù)實(shí)施制造的高性能超高分子微孔氣液濾材的各項(xiàng)技術(shù)性能及強(qiáng)度指標(biāo)與傳統(tǒng)空氣除 塵塑燒板對比如下表：
[0070] 實(shí)現(xiàn)了抗靜電功能。
[0071] 實(shí)施例3
[0072] 按下列比例對各種原料進(jìn)行稱重后，在三