耐高温滤料的三防整理工艺探讨

2016-01-28杜梅吕立斌毕红军陈嘉毅马志鹏陆

纺织导报 2015年12期

关键词：涤纶

杜梅+吕立斌+毕红军+陈嘉毅+马志鹏+陆振乾+王爱民+++++王春霞

摘要：采用三防整理剂对耐高温涤纶/液晶聚芳酯滤料进行整理，研究整理液浓度、烘培温度和烘培时间对滤料的防水性、防油性、防污性的影响。利用正交实验分析影响整理效果因素的主次顺序和最佳工艺，测定滤料的接触角和透气率两个指标，采用综合评分法把各指标数值折合为一定标准的分数，然后合并成一个总分进行分析。结果表明，影响因素的主次顺序为整理液浓度、烘焙温度和烘焙时间，三防整理的最佳工艺为整理液浓度25g/L，烘焙温度180℃，烘焙时间1.5min。

关键词：三防整理；涤纶/液晶聚芳酯滤料；接触角；透气率；综合评分法

中图分类号：TS195.6 文献标志码：A

Exploration on Tri-proof Finishing of High Temperature Resistant Filter Fabric

Abstract： The high temperature resistant polyester/Liquid crystal polyarylate filter fabric was finished by tri-proof finishing agent to investigate the influences of finishing liquid concentration， curing temperature and curing time on the water proof and oil resistant of filter fabric. The primary sequence of affecting factors and the optimum process was determined by orthogonal design. The contact angle and air permeability of filter fabric were measured. The comprehensive evaluation method was used. The indexes of contact angle and air permeability were added to arrive at a standard score. It was concluded that the primary sequence was finishing liquid concentration， curing temperature and curing time. The optimum process of tri-proof finishing was obtained as the finishing liquid concentration 25 g/L， curing temperature 180℃ and the curing time 1.5 min.

Key words： tri-proof finishing； polyester/liquid crystal polyarylate filter； contact angle； air permeability； comprehensive evaluation method

近年来，随着下游行业对除尘滤料的功能性要求越来越高，耐高温、耐腐蚀、抗静电、防防油、防污等功能性过滤材料成为研究热点。在利用袋式除尘器处理含湿量大或粘性较大的含尘气体时，粉尘易粘附滤袋，且不易除去，这就要求对滤料进行三防整理，使其表面具有憎水憎油性能，在使用中不易粘附粉尘而堵塞糊袋，使用后容易清灰。现以TK-360含氟三防整理剂采用轧烘焙对耐高温涤纶/液晶聚芳酯滤料进行整理，研究整理液浓度、烘焙温度和时间对其防水性、防油性和防污性的影响，并探索三防整理的最佳工艺。

1 实验部分

1.1 材料与设备

材料：涤纶/液晶聚芳酯滤料，江苏菲特滤料有限公司；TK-360含氟三防整理剂，吴江市金泰克化工助剂有限公司。

设备：HH-S恒温水浴锅，江苏省金坛市正基仪器有限公司；PA-D电动均匀轧车，上海基键测试机械有限公司；JC2000D3接触角测量仪，上海中晨数字技术设备有限公司；YG461E型数字式透气仪，成都名驰仪器有限公司。

1.2 三防整理

配制不同浓度（5、10、15、20、25 g/L）的三防整理液，采用轧烘焙方法对滤料进行三防整理，烘焙温度和烘焙时间分别为160、165、170、175、180 ℃和0.5、1、1.5、2、2.5 min。工艺流程为：浸轧（浸液率60%～70%）→干燥（110℃× 2 min）→烘焙。

1.3 性能测试

（1）防水性测试

通过测定一定大小的水滴在滤料表面形成的角度即接触角来评定滤料防水性。采用JC2000D3接触角测量仪测定涤纶滤料的接触角，将一定大小的滤料置于织物绷床上，使之水平处于绷紧状态，然后将绷床置于垂直于微量进样器的下方样品台上，采用微量进样器将 5 μL的蒸馏水垂直滴在滤料表面，通过调节按钮来获取清晰的图像投影到电脑屏幕上，采用量高法计算接触角。

（2）防油性测试

根据AATCC118-2002标准测定防油分值来评判滤料防油性。分值（50～150分）越高，防油性越好。

（3）防污性测试

根据AATCC130-2000标准测定防污等级来评定滤料防污性。等级（1～5级）越高，防污性越好。

（4）透气性测试

根据GB/T5453—1997测定滤料透气性，通过透气性来评价滤料的过滤效率。测试面积20cm2，压差200Pa。

2 结果与讨论

2.1 整理液浓度对滤料性能的影响

采用不同整理液浓度对滤料进行三防整理时，烘焙温度和烘焙时间分别为160℃和0.5min。整理液浓度对三防性能的影响见表 1。

由表1可知，随着整理液浓度增加，含氟整理剂在纤维表面增多，纤维表面能降低，使滤料的三防性能明显上升，随着整理液浓度增加到15～20g/L后，整理剂在纤维表面达到饱和，即使继续提高整理液的浓度，滤料的三防性不再发生明显变化。

2.2 烘焙温度和烘焙时间对滤料性能的影响

在整理液浓度为5g/L时，分别在不同烘焙温度（时间定为0.5min）和烘焙时间（温度定为160℃），考察两个因素对滤料三防性能的影响，结果见表2、表 3。

分析表 2、表 3 数据可知，较短的烘焙时间和较低的烘焙温度会导致含氟整理剂在滤料表面成膜不均匀，三防效果增加不明显。反之，过长的焙烘时间和过高的烘焙温度，会影响滤料本身的性能，因此，理想的焙烘温度为175℃，时间为2min。

2.3 最佳工艺探讨

本正交试验的试验指标是接触角和透气率两个指标，采用综合评分法进行分析，把接触角和透气率两个指标数值折合为标准分数，然后合并成一个总分，总分越大表示试验结果越好。

式（1）中，X表示接触角值；Y表示对应评分数值；X小为最小接触角值，其对应评分数为0分；X大为最大接触角值，其对应评分数为10分。

式（2）中，X表示透气率；Y表示对应评分数值；Z小为最小透气率，其对应评分数为0分；Z大为最大透气率，其对应评分数为10分。

按表4设计正交试验，防水性和透气性结果见表5。

表5中，极差R越大表示该列因素的数值在试验范围内的变化，会导致总分在数值上有更大变化。根据极差的大小，影响滤料防水性和透气性的主次顺序为整理液浓度、烘焙温度和烘焙时间。由于总分越大越好，所以应选择整理液浓度、烘焙温度和烘焙时间列中最大值对应的水平，由此确定最优方案为A3B3C2，即整理液浓度25g/L，烘焙温度180℃，烘焙时间1.5min。

3 结论

耐高温涤纶/液晶聚芳酯滤料经含氟整理剂TK-360整理后具有较好的防水、防油、防污效果。随整理液浓度、烘焙温度和烘焙时间增加，整理后滤料的三防效果先上升后趋于稳定。采用正交试验和综合评分法，直观分析得出影响三防整理效果因素的主次顺序为整理液浓度、烘焙温度和烘焙时间，最佳工艺参数为整理液浓度25g/L，烘焙温度180℃，烘焙时间1.5min。

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