[发明专利]一种掺加纳米微孔活性硅的高性能聚四氟乙烯覆膜滤料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业除尘滤料技术领域，具体涉及一种掺加纳米微孔活性硅的高性能聚四氟乙烯覆膜滤料及制备方法。

背景技术

目前对烟气、粉尘的处理主要采用袋式除尘器，袋式除尘器的布袋滤料主要选用芳纶胺纤维、聚苯硫醚纤维、聚芳族酞亚胺纤维及玻璃纤维等。虽然这些布袋滤料具有不同的优点，但是对于不同性质的烟气、粉尘，也存在不同的缺点，如芳香族聚酞胺纤维在有水分及化学成分时操作温度将降低，尤其在SO_X存在，具有水分时，会被腐蚀，强度保留率降低；聚苯硫醚纤维对氧化剂敏感；聚芳族酞亚胺纤维不耐水解，价格较高；玻璃纤维对氢氟酸、强碱的耐腐蚀性差。这些问题会在实际操作中降低布袋的使用寿命，并使袋式除尘器整机对烟气、粉尘处理的效果欠佳，进而影响除尘器整机的连续正常工作；另一方面，传统的袋式除尘器用滤料功能较为单一，仅仅具有除尘作用，对于烟气中含有的二噁英、SO₂、H₂S、HCl等气体以及挥发性重金属的脱除效果不显著，大量排入空气中污染环境。

发明内容

本发明的目的就是提供一种掺加纳米微孔活性硅的高性能聚四氟乙烯覆膜滤料及制备方法，以克服现有技术的不足。

本发明的目的是这样实现的：

一种掺加纳米微孔活性硅的高性能聚四氟乙烯覆膜滤料，其特征在于，在聚四氟乙烯乳液中添加一定量的纳米微孔活性硅通过挤出、压延和拉伸工艺制备出聚四氟乙烯微孔膜，与聚四氟乙烯纤维针刺毡通过高温热压覆合制备了一种高性能聚四氟乙烯覆膜滤料。

所述的聚四氟乙烯微孔膜的制备方法为：

（1）将纳米微孔活性硅加入到聚四氟乙烯乳液超声波分散40-50min；

（2）将上述物料放入80-90℃水浴中磁力搅拌至混合物成膏状，挤压成密实且表面光滑的厚片；

（3）室温下，在双辊压延机上将步骤（2）制得的厚片压延制成厚度为0.2-0.4mm的膜片坯料，80-90℃烘干备用；

（4）在200℃条件下，按照一定的拉伸倍数，将步骤（3）的膜片坯料拉伸得复合微孔膜预成品；

（5）将步骤（4）的复合微孔膜预成品热处理9-10min，自然冷却出料。

所述步骤（1）中纳米微孔活性硅的添加量为聚四氟乙烯乳液用量的6-7%。

所述步骤（3）中压延速度控制在0.5-1.5m/min之间。

所述步骤（4）中拉伸倍数为1-2.5倍。

所述步骤（5）中将复合微孔膜预成品在310℃下热处理10min。

所述的一种掺加纳米微孔活性硅的高性能聚四氟乙烯覆膜滤料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将聚四氟乙烯纤维经开松、混合、梳理和交叉铺网制得聚四氟乙烯纤维网；

（2）将聚四氟乙烯短纤维经拉丝、烘干、退并、整经、穿综穿筘、织造成基布；

（3）在步骤（2）的基布的上、下两面分别铺叠一张步骤（1）的纤维网，然后再经过预针刺和主针刺两道工序，得到针刺毡；

（4）将制得的针刺毡和聚四氟乙烯微孔膜通过300℃高温热压覆合得覆膜滤料。

本发明有以下有益效果：本发明利用聚四氟乙烯微孔膜与聚四氟乙烯针刺毡通过高温热压覆合而成，和现有技术相比，由于聚四氟乙烯微孔膜的特殊结构，本发明制得的覆膜滤料能使粉尘过滤从常规的深层过滤变为表面过滤，从而使过滤效率提高一个数量级，其使用寿命可以达10年以上，完全胜任用于PM2.5等可吸入颗粒物控制，更能满足高温高湿高腐蚀性的烟气除尘工况要求；此外，聚四氟乙烯微孔膜的低表面张力使其对微粉具有很好的不黏性，截留下来的粉尘或物料在达到一定厚度后从滤料表面自动脱落，因而利用本发明制得的覆膜滤料制成的滤袋不会造成系统压力的持续上升，而是基本保持稳定的压力状态，延长了产品寿命；同时由于掺加纳米微孔活性硅，具有大比表面积和强吸附性能，对于烟气中含有的二噁英、SO₂、H₂S、HCl等气体以及挥发性重金属也有较好的脱除效果。

具体实施方式

一种掺加纳米微孔活性硅的高性能聚四氟乙烯覆膜滤料，其特征在于，在聚四氟乙烯乳液中添加一定量的纳米微孔活性硅通过挤出、压延和拉伸工艺制备出聚四氟乙烯微孔膜，与聚四氟乙烯纤维针刺毡通过高温热压覆合制备了一种高性能聚四氟乙烯覆膜滤料。

所述的聚四氟乙烯微孔膜的制备方法为：

（1）将纳米微孔活性硅加入到聚四氟乙烯乳液超声波分散40-50min；