一種超高精度玻纖復合水刺覆膜濾料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及工業高溫煙氣過濾除塵技術領域，具體涉及一種超高精度玻纖復合水 刺覆膜濾料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 近年來我國重工業(鋼鐵、建材、冶金、化工）迅速發展，隨之帶來了大氣污染和霧 霾問題，國家對工業領域的各類鍋爐、窯爐制定的工業粉塵排放標準越來越嚴格，這對濾料 的過濾精度提出了更高的要求。傳統玻纖或者玻纖復合濾料目前很難長時間達到排放要 求。現有的玻纖復合濾料在加工過程中多采用針刺工藝對纖維損傷大，纖維纏結不密實，孔 隙大密實度不高導致粉塵易侵入濾料內部運行阻力大排放精度低。且多采用玻纖機織布作 為基布，玻纖機織布克重高、耐折和耐磨性差而普通膜裂法制成的長絲PTFE基布具有耐酸 堿性好、克重低強力保持率高等優點但在高壓水刺工藝加工時強力損失大又會使得濾料強 力不足。
[0003][0004][0005]
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種實現耐高溫、克重小、運行阻力低，使用壽命長且過濾精 度高的超高精度玻纖復合水刺覆膜濾料。
[0007] 為實現上述目的，本發明的解決方案是： 一種超高精度玻纖復合水刺覆膜濾料，其自上而下依次包括PTFE微孔膜層、迎塵面超 細復合纖維層、PTFE縫紉線基布層和凈氣面復合纖維層復合而成；其迎塵面超細復合纖維 層采用規格為3yX51mm的玻璃纖維、1DX51mm的芳砜綸纖維和1DX60mm的聚酰亞胺纖 維組成；凈氣面復合纖維層采用規格為6iiX51mm的玻璃纖維、2DX51mm的芳砜綸纖維和 2DX60mm的聚酰亞胺纖維組成。
[0008] 所述迎塵面和凈氣面復合纖維層中玻璃纖維的質量百分含量為40~45%，芳砜綸纖 維的質量百分含量為40~45%，聚酰亞胺纖維的質量百分含量為10~20% ;所述迎塵面和凈氣 面復合纖維層克重均為180~220g/m2。
[0009] 所述超高精度玻纖復合水刺覆膜濾料的最終成品克重在480~560g/m2。
[0010] 所述基布采用500dtexPTFE長絲通過加捻合股制成PTFE縫紉線，該基布為經緯交 叉網狀結構徑向密度102根/10cm，緯向密度70根/10cm ;其克重為90g/m2。
[0011] 一種超高精度玻纖復合水刺覆膜濾料的制備方法，其步驟包括： 步驟一：制備迎塵面復合超細纖維層，超細纖維層采用規格為3 y X 51mm的玻璃纖維、 lDX51mm的芳砜纟侖纖維和lDX60mm的聚酰亞胺纖維梳理成超細纖維網； 步驟二：制備凈氣面復合纖維層，采用規格為6 y X 51mm的玻璃纖維、2DX 51mm的芳砜 綸纖維和2D X 60mm的聚酰亞胺纖維梳理成纖維網； 步驟三：制備基布，采用500dtex PTFE長絲通過加捻合股制成PTFE縫紉線，該基布為 經緯交叉網狀結構徑向密度102根/10cm，緯向密度70根/10cm ;其克重為90g/m2; 步驟四：水刺纏結，將迎塵面復合超細纖維層、凈氣面復合纖維層置于基布兩側，通過 高壓水刺工藝纏結加固； 步驟五：后處理，將水刺后的濾料氈材經烘干、燒毛、壓光、涂層等后處理； 步驟六：熱壓覆膜，將PTFE微孔膜置于濾料氈材迎塵面上方進行熱壓覆膜，PTFE微孔 膜熱覆于迎塵面超細復合纖維層表面即可制成本發明產品。
[0012]所述步驟6的PTFE微孔膜層的孔徑分布在1~3微米；厚度為3. 0~3. 5微米，透氣 量為 45~50L/dm2 ? min ;覆膜機溫度 350°C，壓力 0? 1~0. 3Mpa，速度 7m/min。
[0013] 本發明的超高精度玻纖復合水刺覆膜濾料形成由內到外孔徑逐漸縮小、微孔率逐 漸增大的類似喇叭結構的三維差別化密度分布結構，此結構的特點在于，迎塵面的PTFE微 孔膜和超細復合纖維層使濾料表面形成致密層，濾料進行表面過濾而不再依賴于濾料表面 附著的粉餅層過濾，粉塵難以從迎塵面侵入濾料內部且PTFE微孔膜的孔徑在1~3微米大大 提高了對PM 2.5的捕捉能力。凈氣面采用比迎塵面直徑粗2倍的纖維孔徑較大有利于空氣通 過，不僅可以保持較大的透氣量而且有助于清灰氣流更易穿過濾料對表面進行清灰，加之 PTFE微孔膜疏水、低摩擦特性使得濾料粉塵剝離率高，從而可以長時間保持低阻力運行。
[0014] 為避免了纖維在纏結工藝中的機械損傷，增加了纖維之間的纏結點提高過濾精 度，所述復合纖維層和基布層通過高壓水刺工藝進行柔性加工，纖維與纖維之間空間交錯， 使其變成三維空間結構，水刺工藝制成的濾料的特點是機械強力高、孔隙密度大、孔徑小、 微孔分布均勻，過濾精度高，粉塵剝離率高。
[0015] 芳砜綸纖維學名為聚苯砜對苯二甲酰胺纖維，在300°C下熱收縮小于2%，與玻纖 同比例混紡可以有效的改善玻纖性脆，耐磨性較差的缺點，同時在水刺加工時可以增加玻 纖與芳砜綸纖維和聚酰亞胺纖維的纏結，使得濾料更加密、實孔隙小，孔隙率更高。而利用 適量的聚酰亞胺纖維的異型斷面增加過濾面積增大對細微粉塵的捕捉能力。本發明復合濾 料選用三種耐高溫材料，長期使用溫度可達250°C可廣泛的適用于熱電、水泥、鋼鐵、鈦白粉 等行業。
[0016] 上述的PTFE縫紉線基布是由500dtexPTFE長絲通過加捻合股制成PTFE縫紉線， 再將PTFE縫紉線機織成網，該基布為經緯交叉網狀結構徑向密度102根/10cm，緯向密度 70根/10cm，其克重為90g/m 2。利用PTFE的優良化學特性使得濾料強力保持率高有效的保 證了濾料的機械壽命。
[0017] 與現有技術相比，本發明的優點在于： 解決了玻纖基布濾克重高、耐折性差的缺點，并改善濾料透氣性； 避免了纖維在纏結工藝中的機械損傷，增加了纖維之間的纏結點提高過濾精度，所述 復合纖維層和基布層通過高壓水刺工藝進行柔性加工，纖維與纖維之間空間交錯，使其變 成三維結構，水刺工藝制成的濾料的特點是機械強力高、孔隙小分布均勻、微孔率高，過濾 精度高，粉塵剝離率高。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發明濾料的三維差別化密度分布結構示意圖； 圖2是本發明濾料3萬次耐折實驗橫向強力保持率； 圖3是本發明濾料3萬次耐折實驗縱向強力保持率； 圖4是本發明濾料厚度與磨損次數關系。
[0019] 圖號說明：1--PTFE微孔膜層；2--迎塵面超細復合纖維層；3--PTFE縫紉 線基布層；4--凈氣面復合纖維層。
【具體實施方式】
[0020] 以下結合附圖解釋本發明的實施方式： 如圖1所示，本發明揭示了一種超高精度玻纖復合水刺覆膜濾料，其三維差別化密度 分布結構包括四層，第一層為PTFE微孔膜層；第二層為由3 y X 51mm玻璃纖維（40~45w%)、 lDX51mm芳諷纟侖纖維（40~45w%)與lDX60mm聚醜亞胺纖維（10~20w%)三種超細纖維組合 的迎塵面超細復合纖維層；第三層為PTFE縫紉線基布層；第四層為由6 y X 51mm玻璃纖維 (40~45w%)、2DX51mm芳砜綸（40~45w%)纖維與2DX60mm (10~20w%)聚酰亞胺纖維混紡組 合的凈氣面復合纖維層。PTFE縫紉線基布層上下表面的復合纖維層通過高壓水刺工藝與基 布層結合在一起，PTFE微孔膜層經熱覆工藝覆于濾料迎塵面的超細復合纖維層表面。
[0021] 此超高精度玻纖復合水刺覆膜濾料形成由內到外孔徑逐漸縮小、微孔率逐漸增大 的類似喇叭結構的三維差別化密度分布結構，此結構的特點在于，迎塵面的PTFE微孔膜和 超細復合纖維層使濾料表面形成致密層，濾料進行表面過濾而不再依賴于濾料表面附著的 粉餅層過濾，粉塵難以從迎塵面侵入濾料內部且PTFE微孔膜的孔徑在1~3微米大大提高了 對PM 2.5的捕捉能力。凈氣面采用比迎塵面直徑粗2倍的纖維孔徑較大有利于空氣通過，不 僅可以保持較大的透氣量還有助于清灰氣流更易穿過濾料對表面進行清灰，加之PTFE微 孔膜疏水、低摩擦特性使得濾料粉塵剝離率高，從而可以長時間保持低阻力運行。
[0022] 為避免了纖維在纏結工藝中的機械損傷，增加了纖維之間的纏結點提高過濾精 度，所述復合纖維層和基布層通過高壓水刺工藝進行柔性加工，纖維與纖維之間空間交錯， 使其變成三維空間結構，水刺工藝制成的濾料的特點是機械強力高、孔隙密度大、孔徑小、 微孔分布均勻，過濾精度高，粉塵剝離率高。
[0023] 芳砜綸纖維學名為聚苯砜對苯二甲酰胺纖維，在300°C下熱收縮小于2%，與玻纖 同比例混紡可以有效的改善玻纖性脆，耐磨性較差的缺點，同時在水刺加工時可以增加玻 纖與芳砜綸和聚酰亞胺纖維的纏結，使得濾料更加密、實孔隙小，孔隙率更高。而利用適量 的聚酰亞胺纖維的異型斷面增加過濾面積增大對細微粉塵的捕捉能力。本發明復合濾料選 用三種耐高溫材料，長期使用溫度可達250°C可廣泛的適用于熱電、水泥、鋼鐵、鈦白粉等行 業。
[0024] 上述的PTFE縫紉線基布是由500dtexPTFE長絲通過加捻合股制成PTFE縫紉線， 再將PTFE縫紉線機織成網，該基布為經緯交叉網狀結構徑向密度102根/10cm，緯向密度 70根/10cm，其克重為90g/m 2;利用PTFE的優良化學特性使得濾料強力保持率高有效的保 證了濾料的機械