[发明专利]一种玄武岩纤维覆膜滤料

说明书

技术领域

本发明涉及高温烟气过滤行业一种超高温，耐腐蚀的高性能覆膜过滤材料，具体为一种玄武岩纤维覆膜滤料。

背景技术

随着工业发展，高温烟气过滤行业工况日趋复杂多样，面对恶劣的工况环境，如何进行高效过滤的同时，保证并延长滤袋的使用寿命，确保过滤效率，达到环保的目的是一个需要长期进行的课题。

现有高温滤料的基材主要为玻纤织物或者玻纤和其他纤维的混合织物，使用温度最高为250℃，此外，也有使用温度较低的芳纶、亚克力等化纤制作的针刺毡类，使用温度不超过200℃。

发明内容

本发明的目的是制备一种具有耐高温、耐腐蚀的玄武岩纤维覆膜滤料，以期解决部分高温烟气过滤行业烟尘温度过高、成分复杂，滤料使用寿命短，过滤效果不高的问题。

申请人经过研究发现，连续玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维等纤维相比，除了具有高强度、高模量的特点外，还具有耐温性佳(-269～650℃)、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高、适应于各种环境下使用等优异性能。连续玄武岩纤维的使用温度范围为：-269～650℃(软化点为960℃)，而玻璃纤维为-60～450℃。连续玄武岩纤维在400℃下工作时，其断后强度能够保持85％；在600℃下工作时，其断后强度仍能够保持80％的原始强度；而即使耐温性优良的矿棉此时也只能保持50％～60％的强度，玻璃棉则完全破坏。碳纤维的抗氧化性较差，在300℃有CO和CO₂产生，间位芳纶最高使用温度也只有250℃。采用玄武岩生产的织物的耐酸碱、耐腐蚀性能也优于目前常用玻纤基布。

基于上述研究，申请人提出一种采用玄武岩纤维制成基布，然后利用PTFE膜的表面过滤特性，将两者进行覆合，从而得到一种耐高温、耐腐蚀的、高过滤的玄武岩纤维覆膜滤料。

本发明所述玄武岩纤维覆膜滤料是由玄武岩纤维膨体纱基布经过脱蜡、表面处理液浸渍处理、烘焙后，再与PTFE膜高温热压覆合而成；前述面处理液是一种水基混合溶液，按如下重量比配制：

四氟乳液5％～40％，防水剂0.3％～5％，偶联剂0.05％～5％，余量为水。

上述偶联剂选用硅烷偶联剂，如A151(乙烯基三乙氧基硅烷，分子式为CH₂＝CH-Si(OCH₂CH₃)₃)或KH550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷，分子式为NH₂(CH₂)₃Si(OCH₂CH₃)₃)。上述防水剂可选用有机氟防水剂，如市售牌号AG-E800、AG-415或JCA-410等防水剂。

上述玄武岩纤维基布采用玄武岩纤维经常规织机常规工艺织造而成，也有市售。该基布为斜纹维二重结构机织布，纬向为膨体纱，即纬纱经过膨化处理。纬向膨化的玄武岩基布可增加织物捕捉粉尘的效率。

由于玄武岩纤维表面披覆一层包覆剂，此包覆剂会妨碍表面处理剂与玄武岩基布的结合，因此在与PTFE膜高温热压覆合需经过高温脱蜡，以除去纤维表面包覆物。脱蜡温度400℃～480℃，脱蜡时间30s-120s。

虽然玄武岩纤维具有良好的耐温性和耐腐蚀性能，但也有柔韧度较差，不耐折，易脆易断的致命缺点，因此玄武岩纤维膨体纱基布脱腊后应进行表面处理。采用上述表面处理液对玄武岩纤维膨体纱基布进行表面处理后，其力学性能提高得到增强，其中，径向强力提高了30％，纬向强力提高了50％。同时，表面处理使得玄武岩纤维膨体纱基布表面包覆上一层包覆物，这层包覆物在不损失玄武岩独特特性的同时，还赋予玄武岩纤维基布较好的耐折性能，而且耐腐蚀性能也得到增强。

上述经高温脱蜡后的玄武岩纤维膨体纱基布的表面处理过程如下：

将浸渍表面处理液的玄武岩纤维基布在150℃～200℃进行预烘，烘焙时间0.5-2min，然后在200℃-280℃烘焙2-5min，使处理液包覆在玄武岩纤维表面，最后150℃～200℃烘焙0.5-2min，收卷。

上述PTFE膜是一种膨化微空聚四氟乙烯薄膜，由中材科技股份有限公司生产，牌号ePTFE-N。这种PTFE膜具有多层微孔拉丝结构，其最大孔径≤1.5μm，透气率≥4cm/s。