CN104245086A - 接缝密封的过滤器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种接缝密封的过滤器,其中所述接缝用包含膨胀含氟聚合物如ePTFE及其共聚物的接缝胶带密封,所述膨胀含氟聚合物具有大于1,950psi的交叉基质模量和小于0.6的焓比。这种接缝密封的过滤器能经受超过50,000次脉冲式喷气或反向空气清洁循环,并且密封的接缝无明显的破裂或剥离。因此,袋形式的接缝密封的过滤器特别适合用于减少水泥袋滤室等的颗粒排放。
Description
技术领域
本发明涉及耐久性的接缝密封的过滤器,特别是过滤袋,其适用于从工业流体物流中过滤颗粒杂质。所述过滤袋特别适合用于过滤和收集水泥厂的袋滤室(baghouse)中颗粒物质(例如粉尘颗粒)的排放。
发明背景
工业流体物流的颗粒物质分离通常使用叠层过滤器完成。这些基于织物的叠层过滤器从物流中移除颗粒。由于颗粒累积在过滤器上导致通过织物的流动或压降阻力变得明显时,必须清洁过滤器,从过滤器上去除颗粒。
工业过滤市场中通常用清洁方法来区分过滤袋类型。最常用的清洁技术类型是反向空气、摇振和脉冲式喷气。反向空气和摇振技术被认为是低能耗的清洁技术。
使用反向空气过滤技术时,颗粒收集在袋内部。清洁时,空气温和地倒流以使袋塌陷并使袋中尘饼破裂,这样粉尘从袋底部离开进入漏斗。
摇振机制也通过袋内部收集来清洁尘饼。所述袋顶部与摆动臂相连,该摆动臂在袋中产生正弦波以移出尘饼。
使用脉冲式喷气过滤时,颗粒被捕获在袋外部。脉冲式喷气清洁技术采用压缩空气的短脉冲,该压缩空气进入滤袋或管的内顶部部分。该清洁脉冲的能量使袋膨胀,敲掉尘饼。所述袋通常会快速回到网笼支承件,并重新执行颗粒收集功能。
三种清洁技术中,脉冲式喷气对过滤器介质产生的应力最大。但是,近年来,出于以下原因工业方法设计师越来越多地选择脉冲式喷气袋滤室用于粉尘收集应用:
1.单元尺寸较小(有时仅为摇振或反向空气尺寸的1/2或1/4),这是由于:
(A)较高的体积空气流/滤布面积比(较高的通过介质的操作速度);以及
(B)在线清洁能以所需的流速设计单元,因此不需要额外的过滤器介质面积来进行离线清洁。
2.最小数量的运动部件。
3.需要替换的袋数量较少。
在脉冲式喷气袋滤室中,所述袋用金属网笼***袋滤室中,金属网笼在其内部以防止其塌陷。包含粉尘的脏空气从袋外侧进入袋滤室,粉尘累积在其表面上。清洁的空气从所述袋中通过并离开袋滤室。当大量粉尘累积在所述袋外侧导致流动通过所述袋的空气量减少时,脉冲式喷气袋滤室发出高压空气脉冲倒流通过所述袋。累积的粉尘被迫离开所述袋,通过高压空气和倒流脉冲引起的袋中运动的组合收集到袋滤室的下部。该清洁方法可以一小时进行数次,以保持足够的通过所述袋的空气流。
以上所述的袋中运动是高压空气对所述袋施加应力的结果。该施加的应力使得所述袋在所有方向上张紧。当接缝受应力时,可能形成泄漏路径,其随着时间扩大,从而导致粉尘从袋滤室逸出。如果接缝处存在缝合孔,但接缝受应力时,缝合孔也可成为随时间扩大的泄漏路径,导致粉尘从袋滤室逸出。接缝本身可以足够强以经受应力不破裂,但是,当向该接缝施用接缝胶带以阻止粉尘进入这些泄漏路径时,接缝胶带应理想地保持在应力状态下基本无破裂、剥离或断裂。
施用于接缝的所有接缝胶带需要在所述袋的寿命期(大于3年)经受重复的袋清洁循环(>50,000)。
但是,现有的用于密封过滤袋接缝的接缝胶带不能在过滤袋寿命期中承受多个脉冲式喷气清洁循环的重复应力。由于接缝几何形状和密封胶带施用于接缝的方式,交叉方向的应力在接缝胶带中聚集。这些应力导致早期裂纹形成,并使接缝中的缝合孔沿着过滤袋的长度暴露出来。这些裂纹和孔都是导致粉尘排放增加的泄漏路径。
因此,用于密封过滤袋接缝的接缝胶带需要经受多个清洁循环(>50,000)而无明显的裂纹或剥离,其中裂纹和剥离使颗粒物质渗透通过所述接缝。
EPA通过了对于已有的和新的颗粒物质源的新的更严厉的法规,以进一步减少水泥厂的颗粒物质排放。为保证满足法规要求,过滤袋制造商需要进一步减少袋滤室过滤袋的排放。
因此,仍存在对接缝密封的过滤袋和用于密封过滤袋接缝的接缝胶带的未解决的需求,所述过滤袋和接缝胶带能经受过滤袋寿命期中多个脉冲式喷气或反向空气清洁循环,并有利地将颗粒排放限制到满足EPA标准的水平。
发明内容
现已有利地发现包含交叉方向基质模量在室温条件下大于约1,950psi且焓比小于0.6的膨胀含氟聚合物的接缝胶带能有利地经受过滤袋寿命期(>3年)内的重复清洁循环(>50,000)。示例性的膨胀含氟聚合物是膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)。
因此,所述接缝胶带特别施用于密封并维持在粉尘排放收集过程中经受重复清洁循环的过滤袋接缝的过滤完整性,从而使本发明的接缝密封的过滤袋与现有的其他过滤袋相比实现其寿命期内较低的粉尘排放。
即使在经受上述多个清洁循环之后,通过本发明方式提供的接缝胶带令人意想不到地基本上无肉眼可见的孔;基本上无可见的裂纹;并且基本上无在超过2500倍的放大条件下扫描电子显微镜可见的泄漏路径,大于或等于2.5μm的粉尘排出物可以通过该泄漏路径渗透所述胶带。
本发明的一个目的是提供一种接缝密封的过滤器,其包括:
(a)过滤器介质,所述过滤器介质具有通过接缝连接的至少两个相邻的边缘部分;以及
(b)接缝胶带,所述接缝胶带包括膨胀含氟聚合物层和用于粘合并密封所述接缝的材料,所述接缝胶带设置在所述接缝上,所述胶带的纵向方向基本平行于所述接缝且交叉方向基本垂直于所述接缝;其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6。
在另一个实施方式中,所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的交叉方向基质模量大于约4,000psi。
在一个更优选的实施方式中,所述膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约8,000psi。
在一个最优选的实施方式中,所述膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约12,000psi。
在另一个实施方式中,所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的焓比小于约0.45。
在一个更优选的实施方式中,所述膨胀含氟聚合物的焓比小于约0.3。
在最优选的实施方式中,所述膨胀含氟聚合物的焓比小于约0.2。
在本发明的另一个实施方式中,用于粘合和密封过滤器接缝的材料包括但不限于连续或不连续的粘合剂层或能用作粘合剂的膨胀含氟聚合物。
相应地,本发明的另一个目的是提供一种过滤器,其包括:
(a)过滤器介质,所述过滤器介质具有通过接缝连接的至少两个相邻的边缘部分;以及
(b)接缝胶带,所述接缝胶带包括能用作粘合并密封所述接缝的粘合剂的膨胀含氟聚合物,所述接缝胶带设置在所述接缝上,所述胶带的纵向方向基本平行于所述接缝且交叉方向基本垂直于所述接缝;其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6。
本发明的一个示例性实施方式是用于水泥袋滤室以过滤和收集粉尘颗粒的接缝密封的过滤袋。
本发明的另一个目的是提供一种制备接缝密封的过滤器的方法,其包括:
(a)提供具有通过接缝连接的至少两个相邻的边缘部分的过滤器介质;
(b)向所述接缝施加接缝胶带,所述接缝胶带包括膨胀含氟聚合物层和用于粘合并密封所述接缝的材料,所述接缝胶带设置在所述接缝上,所述胶带的纵向方向基本平行于所述接缝且交叉方向基本垂直于所述接缝;其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6;以及
(c)将所述接缝胶带的粘合材料密封至所述接缝,以制得接缝密封的过滤器。
本发明的另一个目的是提供一种接缝胶带,其包括膨胀含氟聚合物层和用于粘合并密封接缝的材料,其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6。
用于所述接缝胶带的示例性膨胀含氟聚合物是膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)。
所述接缝胶带特别适用于密封经受重复应力的接缝,所述重复应力会损害接缝的完整性。
在另一个实施方式中,所述接缝胶带可以构造为具有足够的导电性以消除袋的静电荷。消除静电有助于从所述袋中清除尘饼。消除静电可以通过向膨胀含氟聚合物添加导电性碳、金属颗粒等来实现,以使所述接缝胶带具有小于1013欧姆-厘米的电阻率。
通过本发明提供了接缝密封的过滤袋和用于密封所述过滤袋接缝的接缝胶带,它们可以经受所述袋寿命期(>3年)中重复的清洁循环(>50,000),同时基本上保持密封接缝的结构完整性,从而满足新的更严苛的对于水泥厂的袋滤室颗粒排放的EPA排放标准。
考虑到以下详细说明可以更全面地了解本发明的前述内容和其他目的、特性和优点。不过,应明确理解,附图用于说明本发明的目的而不应被理解为对本发明构成限制。
附图简要说明
考虑到以下本发明的详细说明,特别是结合附图,可以更详细地了解本发明的优点,其中:
图1显示用于进行裂纹测试的设备的示意图。
图2显示失效的接缝胶带的ePTFE部分的SEM,其中所述ePTFE的交叉基质模量<1,950psi。
图3显示焓比>0.6的失效的接缝胶带的SEM。
图4显示实施例的构建的示意图。
图5显示通过裂纹测试的接缝胶带的SEM。
发明详述
除非另有限定,在此使用的所有技术和科学术语的含义均与本发明所属领域的普通技术人员的通常理解一致。本文引用的所有文献,包括公开的或相应的美国或外国专利申请,授权的美国或外国专利以及任何其他文献均通过引用将其全文(包括引用文献中所述的所有数据、表格、图片和文本)纳入本文。在图中,为了清晰起见,放大了线、层和区域的厚度。所用附图中相同的附图标记表示相同的元件。本文中使用的术语“一”或“一个”用于描述本发明的元素和组分。这种做法只是为了方便,赋予本发明的普遍性含义。除非另有说明,本文的描述应理解为包括一种或至少一种,单数形式也包括复数。在本文中使用术语“ePTFE”时,应理解为包括膨胀PTFE及其共聚物。
为清楚起见,所述膨胀含氟聚合物制备时即具有横向(transverse)和经向(longitudinal)方向。当接缝胶带施用于过滤器材料时,纵向(lengthwise)用于描述平行于所述接缝的方向,交叉方向(crosswise)用于描述垂直于所述接缝的方向。本发明膨胀含氟聚合物的基质模量的焦点是交叉方向。即,制备得到的接缝胶带可以以膨胀含氟聚合物的经向方向垂直于所述接缝被施用,在这种情况下所述经向基质模量将是交叉基质模量。类似地,如果制备得到的接缝胶带以垂直于所述接缝的横向方向施用,所述横向基质模量将是交叉基质模量。因此,交叉方向基质模量表示以这样的方向制备的接缝胶带的基质模量:所述方向在施用于过滤器介质时垂直于所述接缝。
本发明提供一种接缝密封的过滤器,其中所述接缝用包含膨胀含氟聚合物的接缝胶带进行密封,所述膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6。本发明的接缝密封的过滤器能帮助减少颗粒排放以满足现有的排放标准。
本发明涉及接缝密封的过滤器及其制备方法。本发明提供一种过滤器,其包括具有通过接缝连接的至少两个相邻的边缘部分的过滤器介质;以及包括膨胀含氟聚合物层和用于粘合并密封所述接缝的材料的接缝胶带,所述接缝胶带设置在所述接缝上,所述胶带的纵向方向基本平行于所述接缝且交叉方向基本垂直于所述接缝;其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6。
根据本发明的示例性实施方式是一种过滤器,所述过滤器是用于水泥袋滤室的袋。
在另一个实施方式中,所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的交叉方向基质模量大于约4,000psi。
在一个更优选的实施方式中,所述膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约8,000psi。
在一个最优选的实施方式中,所述膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约12,000psi。
在另一个实施方式中,所述膨胀含氟聚合物的焓比小于约0.45。
在一个更优选的实施方式中,所述膨胀含氟聚合物的焓比小于约0.3。
在最优选的实施方式中,所述膨胀含氟聚合物的焓比小于约0.2。
任何具有接缝的过滤器均适合用于本发明。在脉冲式喷气或反向空气清洁操作中经受重复应力的过滤器,例如在用于从气态物流中过滤和收集颗粒排放物的袋滤室中使用的过滤袋是特别合适的。在一个示例性实施方式中,提供了接缝密封的过滤器,其能在延长的使用期内经受多个清洁循环并保持接缝的结构和过滤完整性。在具体的示例性实施方式中,根据本发明用接缝胶带密封的接缝过滤器能在过滤器的寿命期(>3年)内经受超过50,000次清洁循环,并且密封的接缝基本上无裂纹或剥离,与其它已有的过滤器相比,有利地减少水泥袋滤室操作过程中通过过滤器接缝释放的粉尘排放物。
通过本发明方式提供的用于接缝密封的接缝胶带通过了如下所述的“裂纹测试”。所述接缝胶带中基本上无肉眼可见的裂纹或无2500倍扫描电子显微镜可见的明显泄漏路径(大于2.5μm的粉尘能通过该路径逸出)时,接缝胶带通过所述裂纹测试。
所述过滤器的过滤介质可以是任何合适的过滤器片材,其可以是(特别是通过本发明方式提供的接缝胶带)缝合和/或热密封的。
合适的过滤器介质包括膨胀聚四氟乙烯(ePTFE)、纤维玻璃、芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯或聚苯硫醚的织造物、非织造物或毡材。
用于本发明的合适的过滤袋包括美国专利4,983,434,5,549,966,5,667,611,和5,928,414所述的ePTFE过滤介质,其通过引用纳入本文。除了过滤器介质之外,所述过滤袋可以包括其它层,例如非织造材料如聚丙烯的内部衬里和外部卷绕物。
其它特别适用于本发明的过滤袋包括包含纤维玻璃的过滤袋,特别是ePTFE膜/耐酸纤维玻璃织物过滤袋。迄今为止,没有市售可得的能在所述袋的寿命期(>3年)内可靠地经受重复的袋清洁循环(>50,000)而不在接缝胶带中产生裂纹和剥离的接缝密封的纤维玻璃过滤袋。
所述过滤袋可由一个或多个过滤器介质片形成。使用的片的数量部分取决于过滤袋的最终形状及其用途。大部分情况下,可以仅用一个或两个过滤器介质片制备过滤袋,其能理想地使接缝程度最小化。最优选地,过滤袋由单片过滤介质构建,从而使得存在连接所述片边缘的单个接缝。
连接过滤器介质片的接缝可以通过常规方法例如缝合或热焊接形成。用于连接过滤器介质部分以形成过滤器接缝的线的材料、尺寸和性质取决于过滤器介质,用于形成过滤器的其它材料和过滤器的最终用途。过滤袋上接缝的缝合方式可以变化。例如,所述接缝可以是直线缝合的,并在缝合所述接缝之前过滤介质的边缘之间***粘结剂条带,或者所述接缝可以是包缝缝合的(over-stitched)。优选地,所述接缝是对折缝(felled seam)。
过滤器的接缝用接缝胶带进行密封,所述接缝胶带包括膨胀含氟聚合物层和用于粘合并密封所述接缝的材料,其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6。
膨胀含氟聚合物的示例性实施方式是ePTFE及其共聚物。
在另一个实施方式中,所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的交叉方向基质模量大于约4,000psi。
在一个更优选的实施方式中,所述膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约8,000psi。
在一个最优选的实施方式中,所述膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约12,000psi。
在另一个实施方式中,所述膨胀含氟聚合物的焓比小于约0.45。
在一个更优选的实施方式中,所述膨胀含氟聚合物的焓比小于约0.3。
在最优选的实施方式中,所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的焓比小于约0.2。
用于接缝胶带的ePTFE可以通过美国专利第4,187,390;4,110,392和3,953,566号的描述进行制备,其通过引用纳入本文。
在另一个实施方式中,所述接缝胶带可以构造为具有足够的导电性以消除袋的静电荷。消除静电有助于从所述袋中清除尘饼。消除静电可以通过向膨胀含氟聚合物添加导电性通路(通过添加物质,例如但不限于导电性碳或金属颗粒)来实现,以使所述接缝胶带具有根据如美国专利5,527,569所述的ASTMD257-90测定的小于1013欧姆-厘米的电阻率,其通过引用纳入本文。
现已有利地通过本发明发现包含室温下交叉方向基质模量大于约1,950psi且焓比小于0.6,优选小于约0.3,更优选小于约0.2的膨胀含氟聚合物(优选ePTFE)的接缝胶带可用于密封过滤袋的接缝。本发明的接缝胶带有利地在重复清洁循环之后保持基本上无允许颗粒进入胶带和接缝的裂纹和孔,从而减少颗粒排放物的释放。
令人惊讶地,发现某些具有较高伸长率的ePTFE在室温下失效未通过裂纹测试。本领域技术人员认为承受脉冲应变的能力与失效伸长率有关。更令人惊讶地,高模量(其表示在指定应变下较高的应力)通过该测试。尽管不希望受到任何具体理论的限制,较高的室温伸长率样品与具有大节点的样品相关,所述具有大节点的样品在高温下疲劳时容易产生裂纹。但是,具有高模量的样品意想不到地经受了该测试,这可能是由于原纤重新取向。
原纤重新取向使得接缝胶带伸长但不改变其结构。这些胶带包含很多具有在交叉方向上取向组分的原纤。当这些胶带在交叉方向上受到脉冲和应力时,原纤本身进一步重新取向至交叉方向,使得胶带受到交叉方向的应变但不永久性地改变结构。在某些加热应用,例如脉冲式喷气清洁应用中,温度在200℃以上的情况下,热量可使原纤回到其原始取向,使接缝胶带具有类弹性的性质。由于所述结构在倒流脉冲的应力之后可保持基本不变,当后续的倒流脉冲发生时,所述结构能继续可靠地经受应力而不产生会导致破裂的裂纹。
考虑此理论,若能量化具有所述交叉方向的方向性组分的原纤的量将是有益的。为此目的,可以测量交叉方向基质模量。交叉方向的更多原纤将使接缝胶带刚性更强,增加交叉方向上的基质模量。
为了比较接缝胶带,通过将接缝胶带样品的密度与PTFE全密度进行比较归一化模量表示胶带的膨胀量,其提供基质模量。
膨胀含氟聚合物(优选ePTFE)的交叉方向基质模量可以通过以下方程式定量确定:
其中ECW是交叉模量,是交叉基质模量,ρ是密度。对于PTFE,ρ全密度 含氟聚合物为2.2g/cm3。如果膨胀含氟聚合物不是ePTFE,应使用其它含氟聚合物的相应密度。为测定交叉模量,可以按照测试方法中所述进行拉伸测试。
图5示出由于具有交叉基质模量<1,950psi的ePTFE组分未通过裂纹测试的样品的SEM。
交叉基质模量大于约1,950psi的ePTFE适用于本发明的接缝胶带。
除了具有大于约1,950psi的交叉基质模量之外,适用于接缝密封过滤器的接缝胶带的ePTFE显示非晶态锁定(amorphous locking)并具有特征性的低焓比。
将膨胀产品加热至高于聚(四氟乙烯)的最低晶体熔点时,微晶的几何有序性开始发生紊乱,结晶度降低,同时聚合物的非晶态含量增加,通常增至大于或等于10%。晶体结构中的非晶态区域似乎很大程度上抑制沿微晶晶轴的滑移,似乎锁定原纤和微晶使其抵抗应力下的滑移。因此,可以认为热处理是非晶态锁定方法。非晶态锁定的重要方面是非晶态含量的增加,无论起始树脂的结晶度如何。无论如何解释,超过327℃的热处理令人意想不到地增加了强度,其通常为未热处理材料的两倍。
由于聚(四氟乙烯)聚合物(聚合得到的)的较高熔点范围是约345℃,高于该温度的热处理似乎更有效,虽然暴露时间足够长的话较低的温度是等效的。
用于本发明接缝胶带的ePTFE材料与已知的在过滤袋中使用的胶带相比具有较低的焓比。因此,如下所述,本发明的接缝密封胶带是非晶态锁定的,并具有小于0.6的低焓比。
虽然不希望受到任何具体理论的限制,为什么具有高焓比(>0.6)的ePTFE接缝胶带未通过脉冲的原因与产生泄漏路径的方法有关。具有较高焓比的胶带的节点量较大,所述节点可进一步原纤化。即使它们可具有高交叉基质模量(>1,950psi)以及交叉方向的很多原纤,当这些节点受压时,可以继续原纤化,其最终得到长开孔,颗粒物质可以通过该长开孔逸出。
相比较而言,具有低焓比的胶带的节点更耐进一步原纤化。通过这种方式,具有低焓比能有利地使高基质模量胶带通过原纤重新取向(而非节点原纤化)而重复张紧。
膨胀含氟聚合物(优选ePTFE)的熔融焓比根据下式计算:
其中焓(H)比通过对ePTFE的所有熔融转变温度(327℃,345℃和380℃)的吸热曲线积分来确定,吸热曲线通过测试方法中所述的差示扫描量热法测量。虽然不希望受到任何理论的限制,认为在345℃熔融转变表示能进一步被膨胀的节点。327℃的熔融转变表示不能进一步被膨胀的节点;在380℃的熔融转变表示原纤。
图3显示由于焓比>0.6未通过裂纹测试的接缝胶带的SEM。
图5显示通过裂纹测试的接缝胶带。如图5所示,无2500倍扫描电子显微镜可见的明显泄漏路径,大于2.5μm的粉尘颗粒能通过该泄漏路径逸出。
通过本发明令人惊讶地发现包含交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi、优选大于约4,000psi、最优选大于约12,000psi且焓比小于约0.6、优选小于约0.3、最优选小于约0.2的膨胀含氟聚合物的接缝胶带特别适用于本发明。
膨胀含氟聚合物的最优选实施方式是四氟乙烯(TFE)的均聚物。膨胀含氟聚合物的另一实施方式是TFE与以下一种或多种单体的共聚物,所述单体选自偏二氟乙烯(vinylidene difluoride,VDF)、六氟丙烯(HFP)、氯三氟乙烯(CTFE)、乙烯、偏氟乙烯(vinylidene fluoride,VF)、全氟烷氧基(PFA)、全氟醚或三氟乙烯。
对于接缝胶带的粘合材料,所述粘合材料可以是用于粘合并密封过滤器接缝的热塑性粘合剂的连续或不连续的层。所述粘合剂层可以施用、附连或附着于膨胀含氟聚合物层以形成接缝胶带。粘合剂的不连续层及其形成和施用于膨胀含氟聚合物的方式在美国专利7,306,729号中描述,其通过引用纳入本文。
可以使用任何热塑性粘合剂,只要其熔融温度低于所述膨胀含氟聚合物即可。合适的粘合剂材料包括但不限于四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯/六氟丙烯/偏氟乙烯共聚物(THV)、氯三氟乙烯(CTFE)、或选自下组的聚烯烃:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯四氟乙烯(ETFE)和乙烯氟化乙烯丙烯(EFEP)。粘合剂的优选实施方式是用于高温应用的FEP和PFA。粘合剂最优选的实施方式是FEP。
或者,粘合材料可以是具有粘合剂性质的膨胀含氟聚合物,其粘合剂性质来自膨胀结构本身。
可根据以下方式构造接缝胶带。非膨胀或轻微膨胀(例如2:1膨胀)的PTFE基材层叠在热塑性含氟聚合物膜层上,例如购自美国特拉华州维明顿的E.I.杜邦公司(E.I.duPont and Company of Wilmington,DE)的FEP 100,以形成复合体。在高于热塑性塑料的熔点的温度下进行层叠。层合体在高于热塑性塑料熔点的温度下再进一步拉伸(例如,以2:1至100:1或更高的比例),下拉(draw dowm)复合体为高强度材料。以这种方式加工PTFE的一种合适的方法如戈尔的美国专利3,953,566号所公开,其通过引用纳入本文。这样得到具有极薄膨胀PTFE和FEP层的高强度接缝胶带复合体。
接缝胶带可以施用于过滤器内表面或外表面。优选施用接缝胶带以覆盖过滤袋外表面上的接缝。优选对所述接缝胶带的位置进行设置以使两个相邻边缘部分的重叠位于胶带边缘的中间处。此外,只要可能,所述接缝胶带优选延伸超过缝合孔的端部(如果存在的话)。
图4显示具有接缝的过滤器的构造,所述过滤器具有施用于过滤器接缝的接缝胶带。过滤器700通过缝合在过滤器700的邻接边缘处的对折接缝701来构造。对折接缝701由三排缝线703组成。接缝胶带704在对折接缝701的边缘中部施用于接缝701,这样距交叉方向的边缘为2.5”。所述接缝胶带的横向方向平行于过滤器700的交叉方向,所述接缝胶带的经向方向平行于过滤器700的纵向方向。接缝胶带704粘附于接缝701,防止粉尘颗粒通过接缝701的缝合孔705的泄漏路径。在200℃进行超过50,000次脉冲式喷气或反向空气清洁循环(按照裂纹测试进行)之后,本发明的接缝胶带704有利地基本上无可见裂纹或无明显的2500倍扫描电子显微镜可见的泄漏路径,大于2.5μm的粉尘颗粒能在颗粒过滤操作(例如水泥袋滤室)中通过该泄漏路径逸出,从而有利地减少粉尘排放。过滤器700在纵向反向和交叉方向的维度如图4所示。
对于接缝密封而言,接缝胶带可以如上所述设置在过滤器接缝上,所述胶带的纵向方向基本平行于所述接缝且交叉方向基本垂直于所述接缝。接缝胶带覆盖接缝的过滤器(“样品”)可再放置到热压机中。热压机设置的温度高于粘合剂熔融温度但低于膨胀含氟聚合物的降解温度。热密封所述胶带需要的热量和压强量部分取决于过滤器中使用的具体的热塑性胶带和过滤器介质。施加的热和压力不应该损害过滤器的完整性。可以利用高熔点(高于热压机温度)聚合物片来保护接缝胶带不受热压机板伤害。可以施加足够的热和压力以使粘合剂迁移进入过滤器材料。接着可以从热压机中移出接缝密封的过滤器并使其冷却。或者,膨胀含氟聚合物可用作粘合剂。
或者,可以使用多种接缝密封工业已知的方法将接缝胶带施用于过滤袋,例如但不限于热空气密封机、超声结合或脉冲焊接机。优选的方法是用于制备长接缝的热空气接缝密封机。
根据本发明,令人惊讶地发现具有通过接缝胶带密封接缝的过滤器(特别是过滤袋)能经受>50,000次重复清洁循环而不产生裂纹和剥离,所述接缝胶带包含膨胀含氟聚合物层和粘合剂层,其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物组分的交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6,从而提供水泥袋滤室的低粉尘排放。根据本发明提供的接缝密封的过滤袋能有利地满足新的和已有来源的EPA排放标准。
根据本发明方式提供的过滤袋具有多种合适的终端用途。具体地,过滤袋可用于过滤器漆和涂料,特别是水基漆和底漆、化学品、石化产品、水、水性溶液和悬浮液等。
本发明的过滤袋可用于生产矿物、化学品、金属和能量。
更具体地,本发明的接缝密封的过滤袋可用于过滤和收集水泥厂中使用的袋滤室的颗粒粉尘排放。所述过滤袋的利用不限于这些用途,并包括常规过滤袋的大部分用途。
测试方法
应理解,虽然下文描述了某些方法和设备,但本领域普通技术人员确定适用的任何方法或设备也可采用。
裂纹测试
裂纹测试被设计用来尽可能合理地近似模拟在脉冲式喷气袋滤室的倒流脉冲中施加到过滤袋接缝上的应力。脉冲式喷气袋滤室使用高压体积空气,其被迫进入过滤袋内部以促使袋中机械运动,从而将粉尘敲落至袋外部。研发该测试以模拟施加到5.72”直径纤维玻璃过滤袋上的应力,所述过滤袋受到大体积的5巴空气的脉冲。
图1显示用于进行裂纹测试的测试设备。测试装置器被设计为在添加有环境室的质地分析仪(TA)稳定微***TA.XT(Stable Micro Systems TA.XT)中使用。
测试装置器包括探针(1),其螺旋进入质地分析仪(“TA”)(15)的十字头中。探针弯曲成半径为2.860”,以模拟过滤袋半径。探针的纵向部分应定位为垂直于所示样品的纵向方向。螺钉(2)通过保持棒(3)安装到基底(7),以在装置器中保持测试样品(4)。保持棒(3)的尺寸设计为沿其宽度原位保持样品(4)。四个对齐的栓(5)在基底(7)的固定部分(6)上与保持棒适当对齐。
固定板(8)用于将装置器的基底(7)固定在质地分析仪(15)的基底上。这样固定到质地分析仪上以确保基底保持在探针下的正确位置上。螺钉(9)保持固定板至基底上。
样品(4)负载到装置器(6)中,接缝胶带(20)背离探针(1)。接缝胶带的纵向方向对齐以平行于测试装置器基底(7)的边缘。基底的固定部分(6)和保持棒(3)之间仅有的部分是几英寸的样品。
在200℃的环境室中进行裂纹测试。纤维玻璃过滤袋样品通过向下拧紧保持棒(3)上的螺钉(2)被固定到装置器中。探针(1)以40mm/s的速度运动,直至在袋样品的接缝上施加1kg的力。探针再以40mm/s的速度缩回至原始位置。这记为一个循环。每个测试中探针重复该循环50,000次。
所述接缝胶带中无肉眼可见的裂纹或无2500倍扫描电子显微镜可见的明显泄漏路径(大于2.5μm的粉尘能通过该路径逸出)时,样品通过所述裂纹测试。相反,所述接缝胶带中存在肉眼可见的裂纹或存在2500倍扫描电子显微镜可见的明显泄漏路径(大于2.5μm的粉尘能通过该路径逸出)时,样品未通过所述裂纹测试。
拉伸测试
将膨胀含氟聚合物胶带的样品,例如ePTFE切割成1”x 6”的矩形,使6”部分平行于交叉方向。切割时样品无皱纹。每个被测试的胶带中切割至少三个样品。对样品进行测试,使用梅特勒-托伦脱型AG204天平(Mettler Toledo modelAG204balance)确定其质量,使用固定的Heidenhain型MT 60M卡规(stationaryHeidenhain model MT 60M gage)确定厚度。然后对各样品进行测试,使用英斯特朗型5565抓板(grip plate)确定拉伸性质,使样品各端保持在一面有锯齿另一面为橡胶面的1"(垂直)x 1.5"(水平)抓板之间,以帮助防止样品滑移。抓板之间的卡规长度设置为2.0英寸,十字头速度设定为20英寸/分钟。利用112lb校准的测力传感器进行这些测量,在20次/秒的速率下收集数据。实验室温度为68°F至72°F,以确保结果相当。在交叉方向上测试至少三个样品。用Bluehill 2软件数据分析包进行数据分析。计算应变范围为0.005至0.1英寸时膨胀含氟聚合物的交叉模量。使用下式计算密度:
其中:ρ=密度(g/cm3)
m=质量(g)
l=长度(6cm)
w=宽度(1cm)
t=厚度(cm)
膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量使用以下方程式计算:
其中:
ECW=交叉方向模量(PSI)
ρ全密度含氟聚合物=使用的全密度含氟聚合物的密度;以及
ρ样品=测试样品的密度。
对三个测试样品的交叉方向基质模量进行平均确定最终的交叉方向基质模量。
示差扫描量热法
进行示差扫描量热法(DSC)以确定材料的熔融转变。用来进行这些测试的仪器是TA仪器公司(TA Instruments)的示差扫描量热器(型号#Q2000),使用合适的标准校准,该量热器连接有液氮冷却***(TA LNCS)。
用直径4mm的冲孔机切割ePTFE样品层进行样品制备,使其总重量约为5-10毫克。称量样品的天平是Sartorius MC210P微电子天平。样品切割后立刻放入Tzero铝样品盘(TA P/N 901683.901),将Tzero板盖(TA P/N 901671.901)放置盘顶部,使用样品加压机(TA P/N 901600.901)将板盖原位卷曲。再将该样品放入DSC自动取样机,转移至DSC室进行分析。该系列测试中使用的参比材料是空的Tzero铝样品盘和板盖。
样品和参比盘***所述室之后,用氦气吹扫测试室内和周围的气氛。设置测试循环在-50℃平衡,然后以10℃/分钟的速率升温至+425℃。测试结束后,产生能量输出曲线,显示扫描过程中测量的热流量(以瓦特/克计)(即测试的输出归一化为进行测试的ePTFE样品的实际质量)相比温度。使用TA仪器公司的软件程序通用分析2000(Universal Analysis 2000)(4.7A版)在+310℃和+390℃的测量数据之间画一条线来产生基线。再对测量数据和该基线之间的区域进行积分,以得到焓值(焦耳/克)。再使用以下方程式计算焓比:
其中H是焓。
上面大体描述了本发明,参照以下具体实施例可以更进一步理解本发明,除非另外说明,否则,以下实施例仅仅是出于说明的目的,而不是包括所有例子或构成限制。
实施例
实施例1
为制备根据本发明的ePTFE/FEP复合膜,使用购自美国特拉华州维明顿的E.I.杜邦公司的适用于糊料挤出和膨胀的PTFE细粉末作为原材料。PTFE细粉末与Isopar K(购自美国弗吉尼亚州费尔法克斯市埃克森美孚公司(Exxon MobilCorp.,Fairfax,VA))以0.218g/g细粉末的比例进行掺混。润滑粉末在圆柱体中压缩以形成粒料,放入设置为49℃的炉中足够的停留时间以使粒料至该温度。压缩和受热的粒料再柱塞式挤出以得到胶带,然后压延至其原始厚度的约40%。然后通过加热去除润滑剂。胶带再进行1.4:1比例的经向膨胀。所述胶带再进行横向膨胀(6:1),接着380℃烧结同时使其受限(restrained)。得到的焓比为0.15,得到的横向基质模量为17,819psi。
从得到的膜制备切割物使其宽度与1密耳厚的FEP-100膜(购自美国特拉华州维明顿的杜邦含氟聚合物公司(DuPont Fluoropolymers,Wilmington,DE))匹配。两种材料再与放置在ePTFE材料顶部的FEP膜合并,然后向它们一起施加320℃温度下的1.10:1的横向比。然后将得到的复合辊在横向方向切成约1”。
再从提供的1”狭缝切割得到3”长样品。这样得到横向方向1”宽且经向方向3”长的接缝胶带样品。使用具有如图4所示的三排缝线的对折接缝将过滤器介质的织造的PTFE-涂覆的纤维玻璃6250(购自马里兰州埃克顿的戈尔企业控股股份有限公司(W.L.Gore&Associates,Elkton,MD))的两个边缘缝合在一起。纤维玻璃缝合的袋样品的尺寸为纵向方向3”,横向方向6”,对折接缝的边缘产生距交叉方向的边缘3”的距离。接缝胶带样品放置在对折接缝边缘中部,这样其距交叉方向的边缘2.5”,如图4所示。所述接缝胶带的横向方向平行于纤维玻璃样品的交叉方向,所述接缝胶带的经向方向平行于纤维玻璃样品的纵向方向。合并的接缝胶带和纤维玻璃样品用切削的PTFE覆盖,以防止接缝胶带粘附到加压机平台上。将合并的接缝胶带和纤维玻璃样品放入300℃的加压机10分钟,在接缝胶带的整个区域施加10psi的压力。再将样品从加压机中移出,移出切削的PTFE,使样品冷却不少于5分钟。
然后如裂纹测试所述测试样品。
实施例2
根据实施例1所述方法类似地制备ePTFE/FEP复合胶带。使用购自美国特拉华州维明顿的E.I.杜邦公司的适用于糊料挤出和膨胀的PTFE细粉末作为原材料。PTFE细粉末与Isopar K(购自美国弗吉尼亚州费尔法克斯市埃克森美孚公司(Exxon Mobil Corp.,Fairfax,VA))以0.193g/g细粉末的比例进行掺混。润滑粉末在圆柱体中压缩以形成粒料,放入设置为49℃的炉中足够的停留时间以使粒料至该温度。压缩和受热的粒料再柱塞式挤出成胶带形式。再将胶带合并加倍,并压延至其原始合并厚度的约33%。然后通过加热去除润滑剂。胶带再进行1.73:1比例的经向膨胀。所述胶带再进行横向膨胀(11.7:1),接着380℃烧结同时使其受限(restrained)。得到的材料焓比为0.56,横向方向基质模量为2,211psi。
从得到的膜上得到的切割物制备成在宽度上与1密耳厚匹配。两种材料再与放置在ePTFE材料顶部的FEP膜合并,然后向它们一起施加320℃温度下的1.10:1的横向比。然后将得到的复合辊在横向方向切成约1”。
然后制得接缝胶带,如实施例1所述施加并密封纤维玻璃缝合的袋样品。
然后如裂纹测试所述测试样品。
实施例3
根据实施例1所述方法类似地制备ePTFE/FEP复合胶带。使用购自大金工业公司(Daiken Industries)的适用于糊料挤出和膨胀的PTFE细粉末作为原材料。PTFE细粉末与Isopar K(购自美国弗吉尼亚州费尔法克斯市埃克森美孚公司(Exxon Mobil Corp.,Fairfax,VA))以0.184g/g细粉末的比例进行掺混。润滑粉末在圆柱体中压缩以形成粒料,放入设置为49℃的炉中足够的停留时间以使粒料至该温度。压缩和受热的粒料再柱塞式挤出成胶带形式。然后通过加热去除润滑剂。得到的干燥胶带再进行10:1的经向膨胀比。得到的材料的横向方向基质模量为15,234psi。所述胶带再按照与美国专利5,554,236号所述类似的层叠方式进行层叠。在温度设置为310℃,经向比为1.10:1的条件下,将所述胶带层叠至5.0密耳FEP-100膜的整个受热表面上。在320℃的设定温度下,再向复合胶带施加5:1的横向比。所述材料再进行390℃的烧结设定温度,同时受到限制。得到的复合体的ePTFE部分的横向基质模量为15,234,焓比为0.18。然后将得到的复合辊在横向方向切成约1”。
然后制得接缝胶带,如实施例1所述施加并密封纤维玻璃缝合的袋样品。
然后如裂纹测试所述测试样品。
实施例4
根据实施例1所述方法类似地制备ePTFE/FEP复合胶带。使用购自美国特拉华州维明顿的E.I.杜邦公司的适用于糊料挤出和膨胀的PTFE细粉末作为原材料。PTFE细粉末与Isopar K(购自美国弗吉尼亚州费尔法克斯市埃克森美孚公司(Exxon Mobil Corp.,Fairfax,VA))以0.168g/g细粉末的比例进行掺混。润滑粉末在圆柱体中压缩以形成粒料,放入设置为49℃的炉中足够的停留时间以使粒料至该温度。压缩和受热的粒料再柱塞式挤出成约54密耳厚的胶带形式。该胶带再通过辊两次,首先至25密耳,然后再达到最终的8.5密耳厚度。然后通过加热去除润滑剂。得到的材料的横向方向基质模量为29,050psi。
所述胶带再按照与美国专利5,554,236号所述类似的层叠方式进行层叠。在温度设置为310℃,经向比为1.10:1的条件下,将所述胶带层叠至5.0密耳FEP-100膜的整个受热表面上。在320℃的设定温度下,再向复合胶带施加5:1的横向比。所述材料再进行390℃的烧结设定温度,同时受到限制。该复合体的ePTFE部分的焓比为0.23。然后将得到的复合辊在横向方向切成约1”。
然后制得接缝胶带,如实施例1所述施加并密封纤维玻璃缝合的袋样品。
然后如裂纹测试所述测试样品。
实施例5
为制备根据本发明的ePTFE/FEP复合膜,使用购自美国特拉华州维明顿的E.I.杜邦公司的适用于糊料挤出和膨胀的PTFE细粉末作为原材料。PTFE细粉末与Isopar K(购自美国弗吉尼亚州费尔法克斯市埃克森美孚公司(Exxon MobilCorp.,Fairfax,VA))以0.218g/g细粉末的比例进行掺混。润滑粉末在圆柱体中压缩以形成粒料,放入设置为49℃的炉中足够的停留时间以使粒料至该温度。压缩和受热的粒料再柱塞式挤出成约28密耳厚的胶带。该胶带再放入通过辊以达到11密耳的厚度。然后通过加热去除润滑剂。胶带再进行1.4:1比例的经向膨胀。所述胶带再进行横向膨胀(6:1),接着380℃烧结同时使其受限(restrained)。得到的焓比为0.15,经向方向基质模量为151,356psi。
从得到的膜上得到的切割物制备成在宽度上与实施例1所述的1密耳厚FEP膜匹配。两种材料再与放置在ePTFE材料顶部的FEP膜合并,然后向它们一起施加320℃温度下的1.10:1的横向比。然后将得到的复合辊在经向方向切成约1”。
再从提供的1”狭缝切割得到3”长样品。这样得到经向方向1”宽且横向方向3”长的接缝胶带样品。使用具有如图4所示的三排缝线的对折接缝将过滤器介质的织造的PTFE-涂覆的纤维玻璃6250(购自马里兰州埃克顿的戈尔企业控股股份有限公司(W.L.Gore&Associates,Inc.,Elkton,MD))的两个边缘缝合在一起。纤维玻璃缝合的袋样品的尺寸为纵向方向3”,横向方向6”,对折接缝的边缘产生距交叉方向的边缘3”的距离。接缝胶带样品放置在对折接缝边缘中部,这样其距交叉方向的边缘2.5”,如图4所示。所述接缝胶带的经向方向平行于纤维玻璃样品的交叉方向,所述接缝胶带的横向方向平行于纤维玻璃样品的纵向方向。合并的接缝胶带和纤维玻璃样品用切削的PTFE覆盖,以防止接缝胶带粘附到加压机平台上。将合并的接缝胶带和纤维玻璃样品放入300℃的加压机10分钟,在接缝胶带的整个区域施加10psi的压力。再将样品从加压机中移出,移出切削的PTFE,使样品冷却不少于5分钟。
然后如裂纹测试所述测试样品。
比较例1
根据实施例1所述方法类似地制备ePTFE/FEP复合胶带。使用购自美国特拉华州维明顿的E.I.杜邦公司的适用于糊料挤出和膨胀的PTFE细粉末作为原材料。PTFE细粉末与Isopar K(购自美国弗吉尼亚州费尔法克斯市埃克森美孚公司(Exxon Mobil Corp.,Fairfax,VA))以0.213g/g细粉末的比例进行掺混。润滑粉末在圆柱体中压缩以形成粒料,放入设置为49℃的炉中足够的停留时间以使粒料至该温度。压缩和受热的粒料再柱塞式挤出成约26密耳厚的胶带形式。该胶带再放入通过辊以达到11密耳的厚度。然后通过加热去除润滑剂。胶带再进行1.62:1比例的经向膨胀。所述胶带再进行横向膨胀(11.7:1),接着380℃烧结同时使其受限(restrained)。得到的材料焓比为0.62,横向方向基质模量为53,751psi。
从得到的膜上得到的切割物制备成在宽度上与实施例1所述的1密耳厚FEP膜匹配。两种材料再与放置在ePTFE材料顶部的FEP膜合并,然后向它们一起施加320℃温度下的1.10:1的横向比。然后将得到的复合辊在横向方向切成约1”。
然后制得接缝胶带,如实施例1所述施加并密封纤维玻璃缝合的袋样品。
然后如裂纹测试所述测试样品。
比较例2
根据实施例1所述方法类似地制备ePTFE/FEP复合胶带。使用购自美国特拉华州维明顿的E.I.杜邦公司的适用于糊料挤出和膨胀的PTFE细粉末作为原材料。PTFE细粉末与Isopar K(购自美国弗吉尼亚州费尔法克斯市埃克森美孚公司(Exxon Mobil Corp.,Fairfax,VA))以0.213g/g细粉末的比例进行掺混。润滑粉末在圆柱体中压缩以形成粒料,放入设置为16℃的炉中足够的停留时间以使粒料至该温度。压缩和受热的粒料再柱塞式挤出成约25密耳厚的胶带形式。该胶带再放入通过辊以达到4密耳的厚度。然后通过加热去除润滑剂。然后如专利3,953,566号所述向所述胶带施加2.30:1的经向膨胀。所述材料还经受375℃的烧结温度同时如专利第3,953,566号所述受到1:1的经向限制。得到的材料焓比为0.16,横向方向基质模量为1858psi。
所述胶带再按照与美国专利5,554,236号所述类似的层叠方式进行层叠。在温度设置为310℃,经向比为1.43:1的条件下,将所述胶带层叠至0.5密耳FEP-100膜的整个受热表面上。然后将得到的复合辊在横向方向切成约1”。
然后制得接缝胶带,如实施例1所述施加并密封纤维玻璃缝合的袋样品。
然后如裂纹测试所述测试样品。
表1显示本发明实施例1-5的样品通过了裂纹测试,而比较实施例1和2的样品失败。
表1
表1显示了通过或未通过裂纹测试的胶带的ePTFE组分的交叉方向基质模量和焓比。ePTFE的交叉基质模量和焓比在与FEP合并之前进行测量。表1清楚地显示本发明的具有交叉基质模量大于1,950psi且焓比小于0.60的ePTFE的接缝胶带令人惊讶地且意想不到地通过了裂纹测试。交叉基质模量小于1,950psi或焓比大于0.60的ePTFE胶带未通过上述裂纹测试。
Claims (53)
1.一种过滤器,其包括:
(a)过滤器介质,所述过滤器介质具有通过接缝连接的至少两个相邻的边缘部分;以及
(b)接缝胶带,所述接缝胶带包括膨胀含氟聚合物层和用于粘合并密封所述接缝的材料,所述接缝胶带设置在所述接缝上,所述胶带的纵向方向基本平行于所述接缝且交叉方向基本垂直于所述接缝;其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6。
2.如权利要求1所述的过滤器,其特征在于,所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约4,000psi。
3.如权利要求2所述的过滤器,其特征在于,所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约8,000psi。
4.如权利要求3所述的过滤器,其特征在于,所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约12,000psi。
5.如权利要求1所述的过滤器,其特征在于,所述焓比小于约0.45。
6.如权利要求5所述的过滤器,其特征在于,所述焓比小于约0.3。
7.如权利要求6所述的过滤器,其特征在于,所述焓比小于约0.2。
8.如权利要求1所述的过滤器,其特征在于,所述膨胀含氟聚合物是包含四氟乙烯(TFE)的共聚物。
9.如权利要求9所述的过滤器,其特征在于,所述膨胀含氟聚合物是由四氟乙烯(TFE)与以下一种或多种单体制备的共聚物,所述单体选自下组:偏二氟乙烯(VDF)、六氟丙烯(HFP)、氯三氟乙烯(CTFE)、乙烯、偏氟乙烯(VF)、全氟烷氧基(PFA)、全氟醚和三氟乙烯。
10.如权利要求1所述的过滤器,其特征在于,所述膨胀含氟聚合物是ePTFE。
11.如权利要求1所述的过滤器,其特征在于,所述接缝胶带是导电性的。
12.如权利要求1所述的过滤器,其特征在于,所述粘合材料是连续或不连续的粘合剂层。
13.如权利要求1所述的过滤器,其特征在于,所述膨胀含氟聚合物可用作粘合剂。
14.如权利要求12所述的过滤器,其特征在于,所述粘合剂选自下组:四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯/六氟丙烯/偏氟乙烯共聚物(THV)、氯三氟乙烯(CTFE)、和选自下组的聚烯烃:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯四氟乙烯(ETFE)和乙烯氟化乙烯丙烯(EFEP)。
15.如权利要求14所述的过滤器,其特征在于,所述粘合剂是FEP。
16.如权利要求1所述的过滤器,其特征在于,设置在所述接缝上的所述接缝胶带在200℃进行>50,000次脉冲式喷气清洁循环并通过裂纹测试。
17.如权利要求1所述的过滤器,其特征在于,所述过滤器介质包括ePTFE、纤维玻璃、芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯或聚苯硫醚的织造物、非织造物或毡材。
18.如权利要求1所述的过滤器,其特征在于,所述过滤器是袋。
19.如权利要求1所述的过滤器,其特征在于,所述过滤器是接缝密封的。
20.一种制备接缝密封的过滤器的方法,其包括:
(a)向接缝过滤器施加接缝胶带,所述接缝胶带包括膨胀含氟聚合物和用于粘合所述接缝胶带的材料,所述接缝胶带的纵向方向基本平行于所述接缝且交叉方向基本垂直于所述接缝;其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6;和
(b)将所述接缝胶带的粘合材料密封至所述接缝,以制得接缝密封的过滤器。
21.如权利要求20所述的方法,其特征在于,所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约4,000psi。
22.如权利要求21所述的方法,其特征在于,所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约8,000psi。
23.如权利要求22所述的方法,其特征在于,所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约12,000psi。
24.如权利要求20所述的方法,其特征在于,所述焓比小于约0.45。
25.如权利要求24所述的方法,其特征在于,所述焓比小于约0.3。
26.如权利要求25所述的方法,其特征在于,所述焓比小于约0.2。
27.如权利要求20所述的方法,其特征在于,所述膨胀含氟聚合物是由四氟乙烯(TFE)与以下一种或多种单体制备的共聚物,所述单体选自下组:偏二氟乙烯(VDF)、六氟丙烯(HFP)、氯三氟乙烯(CTFE)、乙烯、偏氟乙烯(VF)、全氟烷氧基(PFA)、全氟醚或三氟乙烯。
28.如权利要求20所述的方法,其特征在于,所述膨胀含氟聚合物是ePTFE。
29.如权利要求20所述的方法,其特征在于,所述接缝胶带是导电性的。
30.如权利要求20所述的方法,其特征在于,所述粘合材料是连续或不连续的粘合剂层。
31.如权利要求20所述的方法,其特征在于,所述膨胀含氟聚合物可用作粘合剂。
32.如权利要求30所述的方法,其特征在于,所述粘合剂选自下组:四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯/六氟丙烯/偏氟乙烯共聚物(THV)、氯三氟乙烯(CTFE)、和选自下组的聚烯烃:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯四氟乙烯(ETFE)和乙烯氟化乙烯丙烯(EFEP)。
33.如权利要求32所述的方法,其特征在于,所述粘合剂是FEP。
34.如权利要求18所述的方法,其特征在于,设置在所述接缝上的所述接缝胶带在200℃进行>50,000次脉冲式喷气清洁循环并通过裂纹测试。
35.如权利要求18所述的方法,其特征在于,所述过滤器介质包括ePTFE、纤维玻璃、芳族聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯或聚苯硫醚的织造物、非织造物或毡材。
36.如权利要求18所述的方法,其特征在于,所述过滤器是袋。
37.一种接缝胶带,所述接缝胶带包括膨胀含氟聚合物层和用于粘合并密封接缝的材料,其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6。
38.如权利要求37所述的接缝胶带,其特征在于,所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约4,000psi。
39.如权利要求38所述的接缝胶带,其特征在于,所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约8,000psi。
40.如权利要求39所述的接缝胶带,其特征在于,所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量大于约12,000psi。
41.如权利要求37所述的接缝胶带,其特征在于,所述焓比小于约0.45。
42.如权利要求41所述的接缝胶带,其特征在于,所述焓比小于约0.3。
43.如权利要求42所述的接缝胶带,其特征在于,所述焓比小于约0.2。
44.如权利要求37所述的接缝胶带,其特征在于,所述膨胀含氟聚合物是由四氟乙烯(TFE)与以下一种或多种单体制备的共聚物,所述单体选自下组:偏二氟乙烯(VDF)、六氟丙烯(HFP)、氯三氟乙烯(CTFE)、乙烯、偏氟乙烯(VF)、全氟烷氧基(PFA)、全氟醚或三氟乙烯。
45.如权利要求37所述的接缝胶带,其特征在于,所述膨胀含氟聚合物是ePTFE。
46.如权利要求37所述的接缝胶带,其特征在于,所述接缝胶带是导电性的。
47.如权利要求37所述的接缝胶带,其特征在于,所述粘合材料是连续或不连续的粘合剂层。
48.如权利要求37所述的接缝胶带,其特征在于,所述膨胀含氟聚合物可用作粘合剂。
49.如权利要求47所述的接缝胶带,其特征在于,所述粘合剂选自下组:四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)、全氟烷氧基聚合物(PFA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯/六氟丙烯/偏氟乙烯共聚物(THV)、氯三氟乙烯(CTFE)、和选自下组的聚烯烃:聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯四氟乙烯(ETFE)和乙烯氟化乙烯丙烯(EFEP)。
50.如权利要求49所述的接缝胶带,其特征在于,所述粘合剂是FEP或PFA。
51.如权利要求50所述的接缝胶带,其特征在于,所述粘合剂是FEP。
52.如权利要求37所述的接缝胶带,其特征在于,所述接缝胶带可经受200℃下≥50,000次脉冲式喷气清洁循环并通过裂纹测试。
53.一种过滤器,其包括:
(a)过滤器介质,所述过滤器介质具有通过接缝连接的至少两个相邻的边缘部分;以及
(b)接缝胶带,所述接缝胶带包括能用作粘合并密封所述接缝的粘合剂的膨胀含氟聚合物,所述接缝胶带设置在所述接缝上,所述胶带的纵向方向基本平行于所述接缝且交叉方向基本垂直于所述接缝;其中所述接缝胶带的膨胀含氟聚合物的交叉方向基质模量在室温下大于约1,950psi且焓比小于0.6。
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