專利名稱：高硅氧纖維復合濾料的制備方法
技術領域：
本發明屬于環保除塵過濾領域，尤其涉及一種高硅氧纖維復合濾料的制備方法。
背景技術：
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，其制品憑借優異的性能，在我國各工業領域獲得了廣泛的應用，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、新設備的開發，已取得了大量的研究成果，生產工藝日趨成熟。為提升高硅氧制品的應用性能，國內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，部分制品已成功應用于高溫氣體、液體和侵蝕性介質的過濾和國民經濟各個高端領域。相對國外的研究和產品，國內的差距不小，主要表現為生產工藝不完善、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生、環保、電子、醫藥、生物等方面的應用都較缺乏，尤其是在超高溫環保除塵領域的應用急需拓展。
發明內容
本發明的目的是針對現有工藝技術制成的高硅氧纖維濾料存在的耐高溫性、耐化學性、結構穩定性等理化指標不理想的問題，通過工藝的優化改進提升高硅氧纖維制品的綜合性能，拓展產品的應用范圍，提供了一種高硅氧纖維復合濾料的制備方法。實現本發明目的的高硅氧纖維復合濾料的制備方法，包括如下步驟:( I)將高硅氧纖維和高硅氧纖維機織布進行酸浙濾處理；(2)將酸浙濾后的玻纖制品進行水洗、揮發和烘干處理；(3)將烘干后的玻纖制品進行高溫燒結；(4)進行浸潰處理，在玻纖制品上涂覆浸潤劑；(5)將制成的高硅氧短纖維按O —100%與PPS、P84、PTFE纖維中的一種或幾種100-0%混合后采用常規針刺或水刺工藝，將高硅氧纖維機織布作為基布，復合針刺制成高硅氧纖維復合濾料。(6)選用PEFE+偶聯劑處理液對所述高硅氧纖維復合濾料進行浸潰整理。所述步驟(I)中的高硅氧纖維和高硅氧纖維機織布是采用三組分鈉硼硅酸鹽玻璃纖維制品經過高溫熔化、拉絲、織布制成；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(I)中的酸浙濾處理液為濃鹽酸10_20wt%、硅烷偶聯劑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(2)中的水洗處理為，用30_50°C溫水沖刷玻纖制品，再將玻纖制品浸泡在循環過濾池中進行清洗和浸泡，循環過濾池中水溫為40-60°C，直至PH值不小于6時水洗完成。所述步驟(2)中的揮發處理在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(3)中，玻纖制品在700_850°C下進行燒結，采用30米5次燒結工藝，間隔6米設置一對大直徑不銹鋼壓輥，燒結時間為30-120min。所述步驟(4)中采用PTFE+偶聯劑配方作為浸潤劑對高硅氧纖維制品進行浸潰處理。采用本發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、耐化學性、結構穩定性等理化指標優異；(2)通過酸浙濾配方調整、技術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合力。通過揮發處理，可以有效縮短1/4烘干時間，實現節能降耗；(3)通過燒結工藝和設備的改進，使燒結過程中坯布不受重力和牽引力的影響。通過燒結時間和溫度的合理掌控，保證高硅氧纖維制品在恢復最大強力的同時，使制品在應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、耐化學性等理化指標得到很大程度改善。(5)采用有機材料與無機材料進行復合，結合兩種材料的優點，制成高性能的復合材料。(6)本方法生產的高硅氧纖維復合濾料具有耐溫性能好、耐腐蝕、高強低伸、過濾清灰性能好等優異特點。
圖1為的本發明高硅氧纖維復合濾料的生產工藝流程圖。
具體實施例方式以下參照說明書附圖1，對本發明高硅氧纖維復合濾料的具體實施方式
作進一步闡述。實施例一(I)高溫熔化拉絲: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。(2)織布:將部分的玻纖纖維織造成玻纖機織布。(3)酸浙濾處理:將玻纖短纖維和玻纖機織布(以下統稱“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。通過酸浙濾的化學配方進行優化，經過多次試驗后確定將偶聯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合力。
(4)溫水沖洗、烘干處理:采用溫水沖刷酸浙濾后的玻纖制品，去除制品表面的余酸，優選的水溫為30°C，然后將其浸泡在循環過濾池中，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。玻纖制品經過水洗后引入烘干裝置中，在88°C的溫度下進行揮發處理，用熱風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20min。(5)高溫燒結:烘干后的玻纖制品，在高溫下進行燒結，使連續的Si02多孔骨架，在高溫下收縮、微孔閉合，恢復一部分強力。燒結是制取高硅氧纖維最關鍵的一個步驟，燒結的質量直接影響濾料的強力和耐折性等指標。我們將原有30米一次性燒結工藝改為30米5次燒結，間隔6米設置一對大直徑不銹鋼壓輥，盡量保證燒結過程中坯布不受重力和牽引力的影響。優選的燒結溫度700°C，通過提高燒結溫度和燒結速度，合理的控制燒結時間，保證高硅氧纖維制品在恢復最大強力的同時，使制品在應用條件下的線收縮率< 2%。(6)濾料的后處理:選用PTFE+偶聯劑配方對高硅氧制品進行浸潰處理，生產出高性能、高性價比的高硅氧纖維制品。后處理工藝可以改善高硅氧制品應用性能，經熱燒結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、耐化學性等理化指標得到很大程度改善。。(7 )濾料的復合:采用30%高硅氧短纖維和70%PPS纖維混合后采用常規針刺或水刺工藝，選用320g/ m2的高硅氧纖維機織布作為基布，復合針刺制成750g/m2的高硅氧纖維復合濾料。(8)濾料后整理:在復合濾料制成后，選用PTFE+偶聯劑配方對高硅氧制品進行浸潰整理，生產出具有理化指標突出、性價比高、適用范圍廣的(750g/m2)高硅氧纖維復合濾料。以下為實施例1制成的PTFE+PPS+高硅氧纖維復合濾料產品性能:
權利要求
1.一種高硅氧纖維復合濾料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將高硅氧纖維和高硅氧纖維機織布進行酸浙濾處理； (2)將酸浙濾后的玻纖制品進行水洗、揮發和烘干處理； (3)將烘干后的玻纖制品進行高溫燒結； (4)進行浸潰處理，在玻纖制品上涂覆浸潤劑； (5)將制成的高硅氧短纖維按O—100%與PPS、P84、PTFE纖維中的一種或幾種100-0%混合后采用常規針刺或水刺工藝，將高硅氧纖維機織布作為基布，復合針刺制成高硅氧纖維復合濾料； (6)選用PEFE+偶聯劑處理液對所述高硅氧纖維復合濾料進行浸潰整理。
2.根據權利要求1所述的高硅氧纖維復合濾料的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中的高硅氧纖維和高硅氧纖維機織布是采用三組分鈉硼硅酸鹽玻璃纖維制品經過高溫熔化、拉絲、織布制成；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.根據權利要求1所述的高硅氧纖維復合濾料的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中的酸浙濾處理液為濃鹽酸10-20wt%、硅烷偶聯劑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.根據權利要求1所述的高硅氧纖維復合濾料的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的水洗處理為，用30-50°C溫水沖刷玻纖制品，再將玻纖制品浸泡在循環過濾池中進行清洗和浸泡，循環過濾池中水溫為40-60°C，直至PH值不小于6時水洗完成。
5.根據權利要求1所述的高硅氧纖維復合濾料的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的揮發處理在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.根據權利要求1所述的高硅氧纖維復合濾料的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中，玻纖制品在700-850°C下進行燒結，采用30米5次燒結工藝，間隔6米設置一對大直徑不銹鋼壓輥，燒結時間為30-120min。
7.根據權利要求1所述的高硅氧纖維復合濾料的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)中采用PTFE+偶聯劑配方作為浸潤劑對高硅氧纖維制品進行浸潰處理。
全文摘要
本發明提供了一種高硅氧纖維復合濾料的制備方法，包括將高硅氧纖維和高硅氧纖維機織布進行酸瀝濾處理；再進行水洗、揮發和烘干、高溫燒結；進行浸漬處理，在玻纖制品上涂覆浸潤劑；將制成的高硅氧短纖維按0—100%與PPS、P84、PTFE等纖維中的一種或幾種100-0%混合后采用常規針刺或水刺工藝，將高硅氧纖維機織布作為基布，復合針刺制成高硅氧纖維復合濾料，選用PEFE+偶聯劑處理液對其進行浸漬整理。采用本方法制備的高硅氧纖維復合濾料，具有耐高溫性、耐化學性、結構穩定性、過濾性能突出等理化指標。
文檔編號B32B17/10GK103203132SQ2013101425
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月23日 優先權日2013年4月23日
發明者宋朋澤, 鞠東升 申請人:宋朋澤