[发明专利]一种超疏水袋式除尘器滤料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种超疏水袋式除尘器滤料的制备方法及其应用，属于袋式除尘器滤袋制备领域。该制备方法首先采用溶胶‑凝胶法制备二氧化钛溶胶；然后采用γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对制备的二氧化钛溶胶进行疏水改性，获得待涂覆的疏水溶胶；最后将制备的改性二氧化钛溶胶利用喷枪喷涂到滤料表面，以获得具有超疏水特性的袋式除尘器滤料。本发明利用制备的二氧化钛溶胶构造粗糙结构，硅烷偶联剂降低其表面能，从而获得具有优异疏水性能的同时有规整的粗糙结构，涂层不会堵塞滤料纤维间的空隙，提高滤料的过滤效率，降低过滤阻力，且制备工艺简单、涂层稳定性好。本发明能够较好解决袋式除尘器在处理高湿粉尘时的粉尘糊袋、堵塞等问题。

技术领域

本发明属于袋式除尘器滤袋制备领域，具体涉及一种硅烷偶联剂改性二氧化钛溶胶制备超疏水滤料的方法与应用。

背景技术

随着现代社会工业化和城市化的快速发展，在钢铁、水泥、矿业、建材等行业的各个生产过程都会产生大量的粉尘。在全球多个地区，大气污染水平正以惊人的速度上升，从而给地球上的生命形式带来潜在风险。全球大多数城市的空气质量都受到严重污染，对人类，动物，植物的健康造成巨大影响。它影响经济效率，降低农业生产率，破坏财产并改变该地区的生态，进而增加环境灾难的危险。

袋式除尘器因操作方便、结构简单、除尘效率高而被更多的用于各生产过程中，但是袋式除尘器在湿度较大地区处理含水率较高的粉尘时，除尘器滤料易产生糊袋、堵塞等现象，从而提高滤料的压降，降低除尘器过滤效率，导致运行维护费用升高，使用寿命下降。

经检索，中国专利申请号201410356080.4，申请日为2014年7月24日，发明创造名称为：一种二氧化钛超疏水薄膜的制备方法；该申请案采用“感光溶胶-凝胶微细加工”技术在二氧化钛薄膜表面构筑出微米级点阵粗糙结构，随后用1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷对微细图形粗糙化的二氧化钛薄膜的表面进行化学修饰，得到具有超疏水特性的二氧化钛薄膜。但该申请案是利用感光溶胶-凝胶微细加工技术制备粗糙机构，后用氟硅烷对其进行修饰。需要复杂的制造过程和昂贵且有毒的含氟低表面能试剂来降低表面能，这是不经济和不环保的。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明要解决的问题在于提供一种既经济又环保的超疏水袋式除尘器滤料的制备方法，以期能够解决袋式除尘器在处理高湿粉尘时的粉尘糊袋、堵塞等问题。

本发明是通过以下方案予以实现的。

一种超疏水滤料及其表面疏水涂层的制备方法，首先采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛溶胶；然后采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对制备的二氧化钛溶胶进行疏水改性，获得待涂覆的疏水溶胶；最后将制备的改性二氧化钛溶胶利用喷枪喷涂到滤料表面，以获得具有超疏水特性的袋式除尘器滤料。具体包括以下步骤：

(1)制备二氧化钛溶胶：将一定量的钛酸四丁酯和冰醋酸经磁力搅拌均匀混合；将总量2/3的无水乙醇溶液倒入上述混合溶液中匀速搅拌，记为A溶液；把剩余无水乙醇溶液和去离子水混合均匀，加入硝酸调节pH为2～3，记为B溶液；采用恒压滴液漏斗把B溶液加入A溶液中，然后在混合液中滴入硝酸，调节pH为2～3，均匀搅拌，得到二氧化钛溶胶。

所述的钛酸四丁酯：冰醋酸：去离子水：无水乙醇的摩尔比为1:3:9.5～38:64.5。

(2)制备硅烷偶联剂改性二氧化钛溶胶：将不同质量分数的硅烷偶联剂滴加到步骤(1)制备的二氧化钛溶胶中，强力搅拌均匀，得到改性二氧化钛溶胶。

所述的硅烷偶联剂加入量为二氧化钛溶胶质量分数为0.25％～6％，搅拌温度为50℃。

(3)制备超疏水滤料：首先对纤维滤料进行预处理，采用无水乙醇将滤料在室温条件下超声清洗，用去离子水清洗滤料表面至中性；将如上操作重复两次后进行干燥；将步骤(2)制备的改性二氧化钛溶胶涂覆到处理后的纤维滤料表面，然后烘干，得到目标产物：超疏水滤料。