CN111660646A - Ptfe膜与玻纤布热压贴合制备滤料的方法及覆膜机 - Google Patents

Ptfe膜与玻纤布热压贴合制备滤料的方法及覆膜机 Download PDF

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Abstract

本申请公开了PTFE膜与玻纤布热压贴合制备滤料的方法，步骤：(1)将玻纤布进行处理后，得到处理布；(2)采用覆膜机将PTFE膜和处理布贴合在一起，形成为滤料；覆膜机具有第一加热辊、第二加热辊、第三加热辊、第一贴合辊和第二贴合辊，第一贴合辊与第一加热辊之间形成第一通道，第一贴合辊与第二加热辊之间形成第二通道，第二加热辊和第三加热辊之间形成第三通道，第二贴合辊与第三加热辊之间形成第四通道；处理布依次经过第一通道、第二通道和第三通道进行加热后，再和PTFE膜共同经过第四通道后，形成滤料。本申请还公开一种覆膜机。利用本申请，可减少甚至避免玻纤布覆膜滤料在制袋过程中，PTFE膜因脆化而出现开裂的质量问题，以提高玻纤布覆膜滤料的质量。

Description

PTFE膜与玻纤布热压贴合制备滤料的方法及覆膜机
技术领域
本发明涉及一种PTFE膜与玻纤布热压贴合制备滤料的方法及覆膜机。
背景技术
聚四氟乙烯薄膜玻纤布覆膜滤料，广泛应用于工业除尘中，其一般为两层式结构，一层是作为基材的玻纤布，主要采用玻纤机织布，另一层为聚四氟乙烯薄膜(简称为PTFE膜)。
目前，将PTFE膜与玻纤布进行贴合后制备覆膜滤料的方法一般是采用高温热压贴合法，即基材在下方，PTFE膜在上方，PTFE膜经过高温热压辊压烫的方式与基材进行贴合。此方法中，由于PTFE膜直接经过高温热压辊压烫之后，普遍会出现PTFE膜的断裂伸长率衰减严重、柔韧性骤降等问题，这种现象被称为脆化。而且覆膜贴合后所形成的滤料在后道滤袋制作及缝纫过程中又不可避免地需进行折叠、扭转等变形操作。
因此在滤袋的加工过程中，由于PTFE膜的脆化而导致PTFE膜的弹性降低，形变量不足等因素，而无法支持滤袋的折叠、扭转等变形，出现PTFE膜的开裂、破损率较高等问题。
聚四氟乙烯薄膜玻纤布覆膜滤料一般用于小于10mg/Nm3粉尘排放要求的工况，PTFE膜作为粉尘的迎尘面，若PTFE膜出现开裂、破损等疵点会直接影响滤料的过滤效果而导致排放超标。
发明内容
为解决上述问题，本发明首先提出了一种制备滤料的方法，利用该方法，可以有效地减少甚至避免在制备滤料时所产生的脆化现象，提高滤料的质量，具体的技术方案为：
PTFE膜与玻纤布热压贴合制备滤料的方法，其步骤为：
(1)将玻纤布经过浸渍、压轧和烘焙处理后，得到处理布；
(2)采用覆膜机将PTFE膜和处理布贴合在一起，形成为滤料；
该覆膜机具有第一加热辊、第二加热辊和第三加热辊三个加热辊，以及第一贴合辊和第二贴合辊两个贴合辊，第一贴合辊位于第一加热辊和第二加热辊之间，且第一贴合辊与第一加热辊之间形成第一通道，第一贴合辊与第二加热辊之间形成第二通道，第二加热辊和第三加热辊之间形成第三通道，第二贴合辊与第三加热辊之间形成第四通道；三个加热辊均匀钢辊，两个贴合辊均匀橡胶辊；
处理布依次经过第一通道、第二通道和第三通道进行加热后，再和PTFE膜共同经过第四通道后，形成滤料。PTFE膜即为聚四氟乙烯薄膜。
在该方法中，处理布经过多个通道，分别经第一加热辊、第二加热辊和第三加热辊进行加热，使处理布能够得到全面均匀的加热，而PTFE膜仅经过第四通道，最多仅经过第三加热辊的加热，由于大幅度地缩短了PTFE膜的加热时间，最大限度地保留了PTFE膜的原有性能，使在随后的滤袋制作过程中，能够承受反复的折叠、扭曲等操作，提高了滤袋的质量，并提高的滤袋的使用寿命。本申请中的滤料也称为玻纤布覆膜滤料。
进一步，PTFE膜仅经过第四通道，且PTFE膜朝向第二贴合辊，处理布朝向第三加热辊。该设计能够使PTFE膜仅仅经过一次加热，而且在加热时直接贴合在处理布，由于在PTFE膜经过第四通道时，是隔着处理布进行加热，避免了对PTFE膜的直接加热，由于处理布的隔离作用，在处理布与第二贴合辊之间形成一个加热通道，由于处理布上具有由玻纤之间的间隙所形成的大量孔道，在这些孔道中会存留一些空气，因此PTFE膜在经过第四通道时，除了直接与处理布的玻纤直接接触的区域外，是孔道中存留的空气对PTFE膜进行加热，更有利于减少对PTFE膜的直接加热，也更有利于保持PTFE膜原有的性能。
进一步，第一加热辊、第二加热辊和第三加热辊的辊面温度均为350-360℃。在该温度下，不但能够充分地对处理布进行均匀地加热，而且能够使PTFE膜稳定地贴合在处理布上。
具体地，第一贴合辊与第一加热辊之间的压力为0.38-0.42MPa；第一贴合辊与第二加热辊之间的压力为0.38-0.42MPa；第二贴合辊与第三加热辊之间的压力为0.38-0.42MPa。优选第一贴合辊与第一加热辊之间的压力、第一贴合辊与第二加热辊之间的压力、以及第二贴合辊与第三加热辊之间的压力相同。第二加热辊与第三加热辊之间不对处理布进行挤压。
在上述压力范围内，能够保证对处理布的加热，避免处理布的部分区域由于压力不足而产生受热不匀现象，而无法使PTFE膜均匀且稳定地贴合在处理布上。
进一步，为保证贴合质量，PTFE膜与处理布的移动速度相同，且均为7-9m/min。移动速度太快时，对PTFE膜的加热不足，无法使PTFE膜稳定地贴合在处理布上，移动速度太慢时，会对PTFE膜造成过分的加热，使PTFE膜具有产生脆化的趋势，不利于滤料的质量。
具体地，用于玻纤布浸渍的浸渍乳液由如下质量百分的组分混合而成：聚四氟乙烯乳液38-42％、丙烯酸树脂乳液4.5-5.5％、硅烷偶联剂0.2-0.4％和去离子水52-60％；
在浸渍前，首先将玻纤布在290-310℃下进行加热1-2min，脱除玻纤布所含有的防护蜡，形成脱蜡玻纤布；然后再将脱蜡玻纤布经过盛装有浸渍乳液的浸渍槽进行浸渍，吸收浸渍乳液，然后在0.4-0.45MPa压力下进行压扎，压轧后玻纤布的含胶量为7.5-8.5wt％；烘焙温度为250-270℃，烘焙时间为3-5min。浸渍乳液的温度为常温。
由于本申请中，对PTFE膜的加热时间大幅度地缩短，PTFE膜与处理布进行贴合时，温度尚处于较低状态下，无法利用延长贴合时间来保证PTFE膜与处理布之间的牢度，针对这种状况，本申请特设了上述浸渍乳液以及浸渍工艺，利用上述浸渍乳液以及浸渍工艺，会在玻纤表面形成一层复合膜，这层复合膜不但能够对玻纤起到保护作用，增强玻纤的柔软性能，还能够起到粘结PTFE膜的作用，使PTFE膜在仅进行一次挤压的情况下，即可完成与处理布的贴合。
其次，为了使上述各方法能够顺利地实施，本申请还提供了一种覆膜机，其包括第一加热辊、第二加热辊、第三加热辊、第一贴合辊和第二贴合辊，
第一加热辊、第二加热辊、第三加热辊、第一贴合辊和第二贴合辊的中心轴线相互平行，且第一贴合辊、第二加热辊和第三加热辊的中心轴线位于同一水平面，第一加热辊位于第一贴合辊的下方，第二贴合辊位于第三加热辊的下方；
第一贴合辊与第一加热辊之间形成第一通道，第一贴合辊与第二加热辊之间形成第二通道，第二加热辊和第三加热辊之间形成第三通道，第二贴合辊与第三加热辊之间形成第四通道。
进一步，第一加热辊位于第一贴合辊的正下方，第二贴合辊位于第三加热辊的正下方。
在该覆膜机中，第一加热辊位于第一贴合辊的正下方，第二贴合辊位于第三加热辊的正下方。在第一加热辊与第二贴合辊之间具有一个空间，利用该空间可以将PTFE膜引入到第四通道内。
进一步，为避免PTFE膜受到较长时间的加热，当该覆膜机工作时，PTFE膜在第二贴合辊上的包覆角为15-40°。虽然第二贴合辊为非加热辊，但是在长时间的运行过程中，其表面仍具有较高的温度，较大的包覆角仍使PTFE膜受到长时间的加热。在上述包覆角的范围内，可以对PTFE膜进行一定的加热，但又不会对PTFE膜进行长时间的加热，以有效地避免PTFE膜的脆化现象。
附图说明
图1是本发明中覆膜机的结构示意图。
图2为现有技术中覆膜机的结构示意图。
具体实施方式
以下首先对覆膜机进行说明，请参阅图1，该覆膜机包括第一加热辊11、第二加热辊12、第三加热辊13、第一贴合辊16和第二贴合辊17。
第一加热辊11的第一中心轴线101、第二加热辊12的第二中心轴线102、第三加热辊13的第三中心轴线103、第一贴合辊16的第四中心轴线106和第二贴合辊17的第五中心轴线107相互平行，即第一加热辊、第二加热辊、第三加热辊、第一贴合辊和第二贴合辊的中心轴线相互平行。为显示清楚，在图1中，各中心轴线均采用一个小圆圈来表示。
第一贴合辊16、第二加热辊12和第三加热辊13的中心轴线位于同一水平面上，第一加热辊11位于第一贴合辊16的正下方，第二贴合辊17位于第三加热辊13的正下方。
第一贴合辊16与第一加热辊11之间形成第一通道111，第一贴合辊16与第二加热辊12之间形成第二通道112，第二加热辊12和第三加热辊13之间形成第三通道113，第二贴合辊17与第三加热辊13之间形成第四通道114。
在第三加热辊13的背离第一贴合辊16的一侧设置有一卷绕辊19，该卷绕辊用于将滤料卷绕成卷状。
以下对聚四氟乙烯薄膜与玻纤布热压贴合制备滤料的方法进行说明，其步骤为：
(1)将玻纤布经过浸渍、压轧和烘焙处理后，得到处理布21；玻纤布为玻纤机织布；
(2)采用覆膜机将PTFE膜22和处理布21贴合在一起，形成为滤料20，然后用卷绕辊19将滤料卷成卷状。
在制作滤料20时，处理布21依次经过第一通道、第二通道和第三通道进行加热后，再和PTFE膜22共同经过第四通道后，形成滤料20。
本实施例中，PTFE膜22仅经过第四通道，且PTFE膜朝向第二贴合辊17，处理布朝向第三加热辊13。
第一加热辊、第二加热辊和第三加热辊的辊面温度均为360℃。
第一贴合辊与第一加热辊之间的压力为0.40MPa；第一贴合辊与第二加热辊之间的压力为0.40MPa；第二贴合辊与第三加热辊之间的压力为0.40MPa。
PTFE膜与处理布的移动速度相同，且均为8m/min。
本实施例中，PTFE膜在第二贴合辊上的包覆角为35°。
本实施例中，用于玻纤布浸渍的浸渍乳液由如下质量百分的组分混合而成：聚四氟乙烯乳液40％、丙烯酸树脂乳液5％、硅烷偶联剂0.3％和去离子水54.7％。
在浸渍前，首先将玻纤布在300℃下进行加热1min，脱除玻纤布所含有的防护蜡，形成脱蜡玻纤布。然后在常温下，将脱蜡玻纤布经过盛装有浸渍乳液的浸渍槽进行浸渍，吸收浸渍乳液，然后在0.4MPa压力下进行压扎，压轧后玻纤布的含胶量为8wt％。最后进行烘焙，得到处理布，烘焙温度为260℃，烘焙时间为3min。
在以下检测中，按照《GB/T457-2008纸和纸板耐折度的测定》滤料进行耐折性能检测。按照《GB/T 1040.3-2006，GB-T 1040.3-2006塑料拉伸性能的测定第3部分：薄塑和薄片的试验条件》对PTFE膜样进行检测。
对滤料20的检测：
1、耐折性能检测，剪成100cm*1.5cm测试样，在14.72N拉力下在耐折仪上进行疲劳测试，当滤料表面的PTFE膜在折叠过程中出现开裂即记录耐折次数数据，获得耐折次数。
2、力学性能检测，再取上述PTFE膜制成两组述PTFE膜样，其中一组PTFE膜样作为贴合膜样，另一组PTFE膜样作为原始膜样，将不经过浸渍、压轧、烘焙的玻纤布与贴合膜样在上述覆膜机和贴合条件下，进行模拟性假贴合，然后取下贴合膜样进行力学性能测试，并对原始膜样进行力学性能测试。
本实施例的检测结果如下：PTFE膜开裂时耐折次数为1200次；贴合膜样的断裂伸长率相比原始膜样，损失率为径向30％、纬向20％。贴合膜样的断裂伸长率相比原始膜样的损失率按以下公式(1)计算：
A＝(B-C)/B (1)
公式(1)中，A表示贴合膜样的断裂伸长率相比原始膜样的损失率，B表示原始膜样的断裂伸长率，C表示贴合膜样的断裂伸长率。
对比例
取同样的玻纤布采用上述相同的工艺进行防护蜡的脱除、浸渍、压轧和烘焙处理后，得到比较处理布，然后利用现有的覆膜机将比较处理布和比较PTFE膜贴合在一起。请参阅图2，图2为现有技术中覆膜机的结构简图，其包括上下设置的上加热辊53和下贴合辊54，并在上加热辊53的一侧设置有一导向辊55。
比较处理布51和比较PTFE膜52经过上加热辊53和下贴合辊54之间的缝隙后制成比较滤料50，其中比较处理布51朝向下贴合辊54，比较PTFE膜52朝向上加热辊53，即比较PTFE膜52直接接触上加热辊53。上加热辊53的辊面温度为360℃，上加热辊与下贴合辊之间的压力为0.40MPa。其中导向辊55用于调节比较滤料50在上加热辊53上的包覆角。
采用同样的标准和方法对比较滤料50进行检测，比较PTFE膜开裂时耐折次数450次。利用图2所示的覆膜机采用模拟性假贴合方式制作用于对比试验的比较贴合PTFE膜，并进行测试，比较贴合PTFE膜的断裂伸长率相比原始膜样，损失率为径向80％、纬向75％。
上述数据说明，对比例中的比较PTFE膜的断裂伸长率损失较大。即采用现有技术所制作的滤料在制作滤袋的工序中，玻纤机织布发生扭转时，PTFE膜开裂的隐患较大。

Claims (9)

1.PTFE膜与玻纤布热压贴合制备滤料的方法，其特征在于，步骤为：
(1)将玻纤布经过浸渍、压轧和烘焙处理后，得到处理布；
(2)采用覆膜机将PTFE膜和处理布贴合在一起，形成为滤料；
该覆膜机具有第一加热辊、第二加热辊和第三加热辊三个加热辊，以及第一贴合辊和第二贴合辊两个贴合辊，第一贴合辊位于第一加热辊和第二加热辊之间，且第一贴合辊与第一加热辊之间形成第一通道，第一贴合辊与第二加热辊之间形成第二通道，第二加热辊和第三加热辊之间形成第三通道，第二贴合辊与第三加热辊之间形成第四通道；
处理布依次经过第一通道、第二通道和第三通道进行加热后，再和PTFE膜共同经过第四通道后，形成滤料。
2.根据权利要求1所述的方法，
PTFE膜仅经过第四通道，且PTFE膜朝向第二贴合辊，处理布朝向第三加热辊。
3.根据权利要求1所述的方法，
第一加热辊、第二加热辊和第三加热辊的辊面温度均为350-360℃。
4.根据权利要求1所述的方法，
第一贴合辊与第一加热辊之间的压力为0.38-0.42MPa；
第一贴合辊与第二加热辊之间的压力为0.38-0.42MPa；
第二贴合辊与第三加热辊之间的压力为0.38-0.42MPa。
5.根据权利要求1所述的方法，
PTFE膜与处理布的移动速度相同，且均为7-9m/min。
6.根据权利要求1所述的方法，
用于玻纤布浸渍的浸渍乳液由如下质量百分的组分混合而成：聚四氟乙烯乳液38-42％、丙烯酸树脂乳液4.5-5.5％、硅烷偶联剂0.2-0.4％和去离子水52-60％；
在浸渍前，首先将玻纤布在290-310℃下进行加热1-2min，脱除玻纤布所含有的防护蜡，形成脱蜡玻纤布；然后再将脱蜡玻纤布经过盛装有浸渍乳液的浸渍槽进行浸渍，吸收浸渍乳液，然后在0.4-0.45MPa压力下进行压扎，压轧后玻纤布的含胶量为8.0-8.5wt％；烘焙温度为250-270℃，烘焙时间为3-5min。
7.一种覆膜机，其用于权利要求1-6任一项权利要求所述的方法，其特征在于，包括第一加热辊、第二加热辊、第三加热辊、第一贴合辊和第二贴合辊，
第一加热辊、第二加热辊、第三加热辊、第一贴合辊和第二贴合辊的中心轴线相互平行，且第一贴合辊、第二加热辊和第三加热辊的中心轴线位于同一水平面，第一加热辊位于第一贴合辊的下方，第二贴合辊位于第三加热辊的下方；
第一贴合辊与第一加热辊之间形成第一通道，第一贴合辊与第二加热辊之间形成第二通道，第二加热辊和第三加热辊之间形成第三通道，第二贴合辊与第三加热辊之间形成第四通道。
8.根据权利要求7所述的覆膜机，其特征在于，第一加热辊位于第一贴合辊的正下方，第二贴合辊位于第三加热辊的正下方。
9.根据权利要求7或8所述的覆膜机，其特征在于，当该覆膜机工作时，PTFE膜在第二贴合辊上的包覆角为15-40°。
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