阅读说明：本技术 一种含氟聚合物发泡涂层复合过滤材料的制备方法 (Preparation method of fluorine-containing polymer foam coating composite filter material ) 是由 王洪 陈苗苗 张月 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种含氟聚合物发泡涂层复合过滤材料的制备方法,其特征在于,将PTFE乳液与聚全氟乙丙烯乳液共混后,添加添加剂制成发泡涂层溶液；将玻纤基布裁剪后,平整地铺在涂膜机的操作面上；吸取发泡涂层溶液滴在玻纤基布的一端,然后用刮刀将发泡涂层溶液向玻纤基布的另一端刮涂,使发泡涂层溶液均匀涂覆在玻纤基布表面；将玻纤基布取下,依次进行第一阶段烘燥、第二阶段烘燥；自然冷却即可。本发明制备的含氟聚合物发泡涂层复合过滤材料的透气率、孔径小,经发泡涂层处理后,发泡涂层液部分渗透进基布中,填补纵横交织的纤维间较大的空隙,且滤料表面形成一层微孔化的薄膜,有效的增加了拦截面积,提高了过滤精度和过滤效率。(The invention discloses a preparation method of a fluorine-containing polymer foam coating composite filter material, which is characterized in that PTFE emulsion and fluorinated ethylene propylene emulsion are blended, and then additives are added to prepare a foam coating solution; cutting the glass fiber base cloth, and flatly paving the glass fiber base cloth on the operation surface of a film coating machine; absorbing the foam coating solution to be dripped at one end of the glass fiber base cloth, and then scraping the foam coating solution to the other end of the glass fiber base cloth by using a scraper so as to uniformly coat the foam coating solution on the surface of the glass fiber base cloth; taking down the glass fiber base cloth, and sequentially carrying out first-stage drying and second-stage drying; and naturally cooling. The fluoropolymer foaming coating composite filter material prepared by the invention has small air permeability and small pore diameter, after the treatment of the foaming coating, the foaming coating liquid partially permeates into the base fabric, so that larger gaps among the fibers which are interwoven longitudinally and transversely are filled, and a microporous film is formed on the surface of the filter material, thereby effectively increasing the interception area and improving the filtering precision and the filtering efficiency.)

一种含氟聚合物发泡涂层复合过滤材料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种含氟聚合物发泡涂层复合过滤材料的制备方法，属于高温烟尘过滤材料技术领域。

背景技术

近年来，我国的工业化水平越来越高，大气环境污染的问题也越来越严峻。同时随着人们环保意识的逐渐增强，严格的新环境保护法的制定和实施，治理大气污染问题更加刻不容缓。大气污染的源头是工业排放的烟尘，因此减少工业烟尘中颗粒物的排放，是解决大气污染的最有效手段之一。

现今，工业上大多采用采用袋式除尘技术过滤高温烟尘。其中以玻璃纤维机织滤袋为核心部件的袋式除尘器，除尘效率高，粉尘适应性强，机械强度大，被广泛应用在水泥、钢铁等生产领域；但其耐折性和耐磨性较差，限制了其进一步使用。聚四氟乙烯(PTFE)因为其良好的耐高温性和化学稳定性，可以与玻璃纤维的性能互补，可用于制备性能优良的高温过滤材料。

但是，聚四氟乙烯纤维的价格高，制作滤袋的成本较高，一般会将玻纤基布进行聚四氟乙烯的后处理。常见的聚四氟乙烯乳液浸渍处理和聚四氟乙烯膜处理，会导致滤料的过滤阻力明显提高，影响滤袋的应用。因此，将聚四氟乙烯材料应用于过滤材料的后处理需要一种更合适的方法来达到预期的效果。

发泡涂层技术是将乳液和其它助剂按照一定比例配置成整理液，通过搅拌使其发泡，得到带有稳定泡沫的发泡涂层整理液，涂覆在织物表面，得到一层微孔结构的膜结构。因此，如何在过滤材料表面形成一层微孔过滤层，并与纤维表面具有较高的粘附牢度，是制备耐高温覆膜滤料的关键。

发明内容

本发明所要解决的是如何通过对烘燥工艺的创新，采用发泡涂层的方法在玻纤基布表面形成一层聚四氟乙烯微孔膜，制备出一种过滤精度高、使用寿命长的高性能耐高温复合过滤材料。

为了解决上述问题，本发明提供了一种含氟聚合物发泡涂层复合过滤材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：将PTFE乳液与聚全氟乙丙烯(FEP)乳液共混后，依次添加增稠剂、发泡剂、稳泡剂，搅拌发泡配制成富含泡沫的发泡涂层溶液；

步骤2)：将玻纤基布裁剪后，平整地铺在涂膜机的操作面上，并固定；

步骤3)：吸取发泡涂层溶液至玻纤基布的一端，然后用刮刀将发泡涂层溶液向玻纤基布的另一端刮涂，使发泡涂层溶液均匀涂覆在玻纤基布表面；

步骤4)：将玻纤基布取下，进行温度较低的第一阶段烘燥；

步骤5)：第一阶段烘燥完毕，立即进行温度较高的第二阶段烘燥；第二阶段烘燥结束，取出发泡涂层玻纤基布室温下自然冷却，即得含氟聚合物发泡涂层复合过滤材料。

优选地，所述步骤1)中的发泡涂层溶液含有以质量百分比计的固含量60wt％的PTFE乳液82％，固含量50wt％的FEP溶液15％，发泡剂1％，稳泡剂0.5％及增稠剂1.5％。

优选地，所述步骤2)中玻纤基布的克重为480g/m²，厚度为0.3mm玻纤机织布。作为滤料基布使用温度高，尺寸稳定，适用于高温烟尘过滤。

优选地，所述步骤2)中玻纤基布的尺寸为(20cm×25cm)～(25cm×25cm)。

优选地，所述步骤3)中刮涂的速度为25mm/s。

优选地，所述步骤4)中第一阶段烘燥的温度为120～160℃，烘燥时间为60～180s。第一阶段用较低温度预烘，主要目的是使水分挥发，发泡涂层液在玻纤基布表面固化，形成微孔膜结构。

更优选地，所述第一阶段烘燥的温度为160℃，烘燥时间为120s。水分完全蒸发，玻纤基布表面的发泡涂层液固化效果好，能够在表面形成微孔膜结构。

优选地，所述步骤5)中第二阶段烘燥的温度为220～310℃，烘燥时间为60～150s。第二阶段采用较高的温度烘燥，主要目的是使泡沫爆裂，并使较低熔点的PEP熔融，较高熔点的PTFE部分熔融，形成开孔状微孔。

更优选地，所述第二阶段烘燥温度为310℃，烘燥时间为60s。在高温下，表面膜上出现了致密的分布均匀的微孔，这些微孔的连续程度高，形成了微孔结构，同时微孔膜能很好的固着在玻纤基布上，牢度高，耐磨性好。

优选地，所述步骤5)制得的含氟聚合物发泡涂层复合过滤材料的平均孔径为0.3～0.7μm，透气率为35～75mm/s。

本发明制备的含氟聚合物发泡涂层复合过滤材料的透气率、孔径均减小，经发泡涂层处理后，发泡涂层液部分渗透进基布中，填补纵横交织的纤维间较大的空隙，且滤料表面形成一层微孔化的薄膜，有效地增加了拦截面积，提高了过滤精度和过滤效率。本发明相比较普通覆膜过滤材料，耐磨性好，粘结牢度高，过滤性能良好，达到了高效低阻的过滤效果。

附图说明

图1为实施例1制备的复合过滤材料的电镜照片；

图2为实施例2制备的复合过滤材料的电镜照片；

图3为实施例3制备的复合过滤材料的电镜照片；

图4为实施例4制备的复合过滤材料的电镜照片。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例1-4

一种含氟聚合物发泡涂层溶液，包括以下以质量百分比计的组份：

固含量60wt％的PTFE乳液：82％；

固含量为50wt％的FEP乳液：15％；

瓜儿豆胶：1.5％；

聚醚改性聚二甲基硅氧烷：0.5％；

月桂酸甲皂：1％。

上述含氟聚合物发泡涂层溶液的制备方法：

1、按照上述配方依次称取PTFE乳液、FEP乳液、

的瓜儿豆胶至塑料容器中，按下打蛋机的第3档速度，搅拌溶液2min，得到增稠的含氟聚合物乳液。

2、依次加入聚醚改性聚二甲基硅氧烷、月桂酸甲皂、的瓜儿豆胶，按下打蛋机的第5档速度，手提打蛋机到一定高度，保证其板框型叶片露出乳液液面的高度为其总高度的

搅拌溶液1.5min，得到发泡的含氟聚合物乳液。

3、将剩余的瓜儿豆胶加入，按下打蛋机的第5档速度，手提打蛋机到一定高度，保证其板框型叶片露出乳液液面的高度为其总高度的搅拌溶液1.5min，得到含氟聚合物发泡涂层溶液。

一种含氟聚合物发泡涂层复合过滤材料的制备方法：

将克重为480g/m²、厚度为0.3mm的玻纤机织布剪成约20cm×25cm的长方形，平整地铺在涂膜机的操作面上，并用胶带固定。用滴管吸取3mL已配制好的含氟聚合物发泡涂层溶液滴在玻纤基布的一端，将刮刀放在滴有含氟聚合物发泡涂层溶液的一端以25mm/s的刮涂速度进行刮涂，使涂层液均匀涂覆在玻纤基布表面。将涂覆均匀的玻纤基布取下，经过两段温度烘燥制备样品。

在不同的烘燥工艺条件下，涂层样品表面出现了孔径大小不一的微孔(如图1所示)，其透气率和平均孔径如表1所示。

表1

实施例	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					第一阶段烘燥温度/℃	120	140	160	160
第一阶段烘燥时间/s	60	130	120	180
					第二阶段烘燥温度/℃	220	250	280	310
第二阶段烘燥时间/s	150	120	100	60
					透气率/mm/s	35	48	58	75
平均孔径/μm	0.30	0.54	0.63	0.70

上述样品性能的测试方法如下：

透气率：参照国家GB/T 5453-1997《纺织品：织物透气性的测定》，采用YG461G全自动透气量仪对滤料试样进行透气率测试，测试单位为mm/s，试样压差为200Pa，试样面积为20cm²，喷嘴型号可根据试样的透气率大小进行自动调整。每种试样分别选取4个不同位置进行测量，得出4组数据求取平均值。

平均孔径：利用美国PMI公司的CFP-1100AI型孔径分析仪并采用气体渗透法(也称泡点发或毛细管流动法)对所制备的发泡涂层试样进行孔径测试。首先将待测试样裁剪成面积尺寸为25mm×25mm的正方形，使用表面张力为20.1mN/m的Silkwick浸润液将其完全润湿后放进试样室，使用不与该浸润液及样品发生反应的气体对样品孔道内的浸润液进行挤压，随着压力的增加，越来越多的通孔逐渐从大到小依次被排空，通过测试气体的压力和流量的变化关系，可以换算得出试样的平均孔径等数据。