玻纤布滤料覆膜工艺研究

2022-03-11陶英杰

玻璃纤维 2022年1期

魏涛，肖尧，朱聪，陶英杰

（南京玻璃纤维研究设计院有限公司，南京 210012）

0 前言

在水泥、炭黑等行业，工业滤袋除尘一般会选用玻纤类覆膜滤料，该类覆膜滤料综合了玻璃纤维和 PTFE薄膜的优点, 具有耐高温、除尘效率高、表面过滤易清灰、除尘阻力低且稳定和使用寿命长的优良特性［1-4］。但是，目前国内在这一产品的生产过程中仍存在很多问题, 例如玻璃纤维布与 PTFE薄膜的结合程度不高，薄膜的微孔率难以保证，玻璃纤维基材与膜结合后膜的透气率降低等问题，这些问题会减少滤料的使用寿命，升高运行阻力［5-6］。因此，对玻璃纤维的处理以及膜与基材高温热压复合工艺的研究是当今重点［7-10］。

1 实验准备

1.1 原料与设备

1.1.1 原料

实验玻纤素布：单位面积质量750 g/m2的无碱玻纤布，四川省玻纤集团；

TF乳液：质量分数35%的聚四氟乙烯乳液，杜邦公司；

O乳液：质量分数3%的苯甲基硅油乳液，巴斯夫股份公司；

R乳液：质量分数3%的催化剂，杜邦公司；

D乳液：质量分数3%的稳定剂，巴斯夫股份公司。

1.1.2 设备

浸渍处理机组；高温热压覆膜机组。

1.2 实验过程

实验采用的处理基材为单位面积质量 750 g/m2，幅宽163 cm的无碱玻纤布，先进行素布热清洗工序，将上述乳液按照一定比例混合，并搅拌均匀，将热清洗布分别经过上述处理配方乳液进行浸渍处理，并通过挤料压轧装置控制含胶量为12%。再将上述玻纤布处理样与PTFE薄膜进行覆合，通过控制变量法，改变覆膜工艺，具体覆膜工艺见表1。具体生产工艺流程见图1。

表1 覆膜工艺

图1 生产工艺流程

1.3 实验方法

透气率按照 GB/T 5453-1997 《纺织品织物透气性的测定》测试；断裂强力按照 GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能》测试；覆膜牢度测试。

2 实验结果与分析

2.1 覆膜滤料表面外观测试

图2表示覆膜滤料经过高温热压后，PTFE 表面完整地覆合在基布表面，而且可以看到试样表面存在规则的压点。由于机织布存在经纬纱交织的组织结构，薄膜与基布表面凸起的经纬纱接触，在高温热压条件下产生黏结，正是这些黏结区域给覆膜滤料提供较好的黏结牢度。

图2 覆膜滤料表面图

2.2 不同覆膜速度对膜的透气率及覆膜牢度影响

将处理布与膜进行覆合，测试不同覆膜速度下膜的透气率、膜与基材的覆合牢度及膜的孔径，测试结果见图3、图4。

图3 不同覆膜速度下膜的透气率

图4 不同覆膜速度下膜的孔径及覆膜牢度

由图3、图4可知，随着车速的提高，膜的透气率呈上升趋势。这是因为当车速过低时，热压时间过长，会导致薄膜中部分原纤结构发生熔融，堵塞一部分微孔结构，冷却后固化形成带状结构，造成微孔平均孔径下降，因此透气率下降。随着热压时间的增加，膜与玻纤基布接触点的黏结效果越好，因此滤料的覆膜牢度随着覆膜速度的上升呈下降趋势；当覆膜速度达到8 m/min后，牢度下降到0.3 MPa，膜与基材容易脱落，因此考虑透气与牢度方面，覆膜速度7~8 m/min比较适宜。

2.3 不同覆膜温度对膜的透气率及覆膜牢度影响

将处理布与膜进行覆合，测试不同覆膜温度下膜的透气率、膜与基材的覆合牢度及膜的孔径，测试结果见图5、图6。

图5 不同覆膜温度下膜的透气率

图6 不同覆膜温度下膜的孔径及覆膜牢度

由图5、图6知，随着温度的升高，膜的透气率呈现先上升后下降趋势，在363 ℃时透气率达到最大值，但当温度继续上升后，膜的透气率开始下降，这是因为当温度进一步升高时，PTFE成为熔融状态，导致薄膜微孔受到堵塞，平均孔径下降，透气率下降。结合牢度与透气，覆膜温度在350~360 ℃区间比较适宜。

2.4 不同覆膜压力对膜的透气率及覆膜牢度影响

将处理布与膜进行覆合，测试不同覆膜压力下膜的透气率、膜与基材的覆合牢度及膜的孔径，测试结果见图7、图8。

图7 不同覆膜压力下膜的透气率

图8 不同覆膜压力下膜的孔径及覆膜牢度

由图7、图8知，随着覆膜压力的升高，膜的透气率呈下降趋势，这是因为压力加剧薄膜微孔的堵塞，导致薄膜孔径变小，透气率随之下降。覆膜牢度随着压力的升高而升高，这是因为随着压力的增大，膜与玻纤基布经纬纱的接触面积增大，使得覆膜牢度大大提高；当覆膜压力达到0.3 MPa后，覆膜牢度可达到0.3 MPa，此时的透气也比较高。因此适宜的覆膜压力在0.3~0.4 MPa。