耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料發(fā)明內(nèi)容

耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料專利目的

《耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料》提出一種耐高溫（190℃以上）聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料，它不但可提高和改善玻璃纖維織物基布的耐酸、耐堿、耐折性能，同時(shí)提高玻璃纖維織物基布與聚四氟乙烯膜覆合牢固度，延長(zhǎng)在190℃以上高溫環(huán)境中的使用壽命，滿足高溫?zé)煔膺^(guò)濾行業(yè)的使用需要。

耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料技術(shù)方案

《耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料》包括玻璃纖維基布和聚四氟乙烯表面膜，其特征在于：首先用后處理劑對(duì)玻璃纖維基布進(jìn)行浸漬、烘干、后處理，然后與聚四氟乙烯表面膜進(jìn)行高溫?zé)釅海缓筇幚韯┌ê酆衔?、含氟硅烷偶?lián)劑、成膜劑，其組份如下（重量百分比）：含氟聚合物乳液8-20％含氟硅烷偶聯(lián)劑0.2-2.0％成膜劑乳液或水溶液1-8％；余量水。

在該發(fā)明中含氟聚合物為以下品種之一：1）THV（四氟乙烯、六氟丙烯與偏氟乙烯的共聚物）；2）PFA（四氟乙烯與全氟乙烯的共聚物）；3）FEP（四氟乙烯與六氟丙烯的共聚物）；4）PTFE（聚四氟乙烯）；5）以上四種物質(zhì)的混合物，其中按重量百分比計(jì)算THV、PFA、FEP各占5～15％，PTFE占55～85％。含氟聚合物的固含量按重量百分比計(jì)算為50～60％。

含氟硅烷偶聯(lián)劑為N-全氟烷基磺?；⒈已趸柰椋―F-922）偶聯(lián)劑。硅烷偶聯(lián)劑Y_nSiX（_4-n）（n＝1-3）對(duì)玻纖布表面處理時(shí)，首先X基團(tuán)水解形成反應(yīng)性Si-OH基團(tuán)，接著Si-OH基團(tuán)與玻纖布表面的Si-OH基團(tuán)發(fā)生脫水反應(yīng)，形成鍵合的硅氧烷鍵。含氟聚合物與硅烷偶聯(lián)劑中含氟的Y基團(tuán)產(chǎn)生極性吸附，從而發(fā)生高分子鏈物理纏繞；同時(shí)含氟聚合物中氟原子提供未共用電子對(duì)與硅烷偶聯(lián)劑中含氨基團(tuán)提供氫原子而形成氫鍵結(jié)合，從而將含氟聚合物與硅烷偶聯(lián)劑連接到一起。硅烷偶聯(lián)劑在玻璃纖維布和含氟聚合物之間起到“橋梁”似的作用，將玻璃纖維布與含氟聚合物兩種物質(zhì)緊密的連接在一起。

成膜劑為以下品種之一：1）聚氨酯；2）聚丙烯酸酯，按重量百分比計(jì)算固含量為38-40％的乳液或水溶液。

眾所周知，玻璃纖維是一種無(wú)機(jī)材料，聚四氟乙烯是一種化學(xué)惰性很強(qiáng)的有機(jī)材料，兩者通過(guò)一般的高分子膠粘劑覆合，牢固度顯然不夠，很容易出現(xiàn)脫膜、裂膜等問(wèn)題，尤其在高溫條件下使用，問(wèn)題更為突出。該發(fā)明通過(guò)后處理劑的處理，在玻璃纖維基布上就形成了一層帶有含氟聚合物、含氟偶聯(lián)劑的薄膜。此薄膜不但有常規(guī)后處理所產(chǎn)生的優(yōu)良的耐酸、耐堿、耐折性能，從而提高防污、憎油、防腐效果，更重要的是此薄膜中的含氟聚合物與聚四氟乙烯膜都屬于有機(jī)高分子材料，具有相同的極性，熔點(diǎn)和熔融黏度均相近，更易于融合到一起。含氟聚合物和聚四氟乙烯膜在高溫加熱下，高分子鏈的活性增強(qiáng)，更有利于高分子鏈在兩高分子物質(zhì)表面互相滲透、纏繞、連結(jié)。從而達(dá)到與膨化微孔聚四氟乙烯薄膜在高溫?zé)釅簵l件下熔融覆合，有效地解決了玻璃纖維這一無(wú)機(jī)材料與聚四氟乙烯這種有機(jī)惰性材料牢固結(jié)合的難題。從表1-6中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，它的最高使用溫度可達(dá)260℃；覆合牢度在0.50-0.80兆帕之間，超過(guò)了2005年10月前已有產(chǎn)品水平（國(guó)家環(huán)?？偩职l(fā)布的《環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品認(rèn)定技術(shù)要求袋式除塵器用覆膜濾料》規(guī)定覆合牢度大于或等于0.025兆帕）。

耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料改善效果

《耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料》采用的膨化微孔聚四氟乙烯薄膜，微孔直徑約為0.2～3微米，因此在使用過(guò)程中，對(duì)1微米以上的粉塵可以做到100％的收集，對(duì)1微米以下的微細(xì)粉塵可以達(dá)到99％以上的收塵效率。另外該發(fā)明采用的薄膜在保證微孔直徑的情況下，提高了孔隙率，孔隙率達(dá)90％以上，從而提高了其透氣性。同時(shí)由于聚四氟乙烯材料本身固有的表面光滑性能等特點(diǎn)，使得覆合后的聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料，具有優(yōu)良的“表面過(guò)濾”特性，避免傳統(tǒng)深層過(guò)濾帶來(lái)的濾料堵塞現(xiàn)象，過(guò)濾阻力低，清灰次數(shù)少，因此延長(zhǎng)了覆膜過(guò)濾材料的使用壽命，原產(chǎn)品在一般的工況條件下使用壽命只有1年，現(xiàn)在可以使用3年。其他有關(guān)性能指標(biāo)見(jiàn)表6。

此外，其外表美觀、過(guò)濾效果好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在濾料市場(chǎng)脫穎而出，深受歡迎，廣泛應(yīng)用于水泥、冶金等行業(yè)的煙塵凈化及物料回收。

玻璃纖維布與高分子聚四氟乙烯薄膜覆合濾料，是2005年10月前研制出的一種新型過(guò)濾材料，它充分發(fā)揮了無(wú)機(jī)材料（玻璃纖維）和有機(jī)材料（聚四氟乙烯）各自的性能優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)相互之間的不足，協(xié)同作用產(chǎn)生了很好的綜合效應(yīng)。

名稱為《聚四氟乙烯（PTFE）復(fù)合膜的過(guò)濾材料》的中國(guó)專利（申請(qǐng)?zhí)枮?3129430.8），披露了一種空氣過(guò)濾行業(yè)用聚四氟乙烯復(fù)合膜的過(guò)濾材料，它由玻璃纖維、聚四氟乙烯兩種材料復(fù)合而成，其中玻璃纖維為基布，聚四氟乙烯為表面膜，由粘接劑將兩者粘結(jié)而成。它的粘接劑為聚砜、尼龍N6、聚偏二氟乙烯中任意一種的高分子化合物。我們?cè)趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn)，用上述高分子化合物膠粘而成的覆膜濾料不適合在高溫環(huán)境下（190℃以上）長(zhǎng)期使用。因?yàn)?，?90℃以上的環(huán)境中使用時(shí)，膠粘劑便開(kāi)始熔化，熔化后的膠粘劑會(huì)從薄膜的微孔中滲出，滲出的膠水造成大量的灰塵粘在濾料的表面上，很難清除，并且會(huì)越聚越多。這時(shí)由于膠粘劑已經(jīng)熔化，因而覆膜濾料的基布與表面膜間的復(fù)合牢固度降低，粘在表面膜上的灰塵很快便會(huì)將表面膜從基布上拉下來(lái)，造成大量灰塵粘在濾袋基布表面，并很快將濾袋堵死而使其失去過(guò)濾功效。

1、《耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料》包括玻璃纖維基布和聚四氟乙烯表面膜，其特征在于：首先用后處理劑對(duì)玻璃纖維基布進(jìn)行浸漬、烘干處理，然后與聚四氟乙烯表面膜進(jìn)行190℃以上熱壓復(fù)合；所述后處理劑包括含氟聚合物、含氟硅烷偶聯(lián)劑、成膜劑，其重量百分比組份如下：含氟聚合物乳液8-20％；含氟硅烷偶聯(lián)劑0.2-2.0％；成膜劑乳液或水溶液1-8％；余量水。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料，其特征在于，含氟聚合物為以下品種之一：1）四氟乙烯、六氟丙烯與偏氟乙烯共聚物；2）四氟乙烯與全氟乙烯的共聚物；3）四氟乙烯與六氟丙烯的共聚物；4）聚四氟乙烯；5）以上四種物質(zhì)的混合物，其中按重量百分比計(jì)算前三種各占5～15％，第四種占55～85％。

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料，其特征在于：含氟聚合物的固含量按重量百分比計(jì)算為50～60％。

4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料，其特征在于：含氟硅烷偶聯(lián)劑為N-全氟烷基磺酰基、丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑。

5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料，其特征在于：成膜劑為以下品種之一：1）聚氨酯；2）聚丙烯酸酯。

6、根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料，其特征在于：成膜劑固含量按重量百分比計(jì)算為38-40％。

7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料，其特征在于，用后處理劑對(duì)玻璃纖維基布進(jìn)行浸漬、烘干處理時(shí)的技術(shù)參數(shù)如下：浸漬處理速度為1-3米/分鐘，烘干溫度為220-320℃，共烘三遍。

8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料，其特征在于，玻璃纖維基布和聚四氟乙烯表面膜高溫?zé)釅簭?fù)合的參數(shù)如下：溫度260-370℃；壓力3-5兆帕；在熱壓輥上處理的速度是1-3米/分鐘。

9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料，其特征在于：聚四氟乙烯表面膜微孔直徑Φ＝0.2-3μ，孔隙率達(dá)90％以上。

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)《耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料》作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

1、配制含氟聚物的后處理劑。

實(shí)施例1-22的后處理劑具體配方見(jiàn)表1-5。按重量百分比計(jì)算稱料，攪拌均勻后置于幅寬2m化學(xué)處理爐的浸料槽中。

2、用步驟1制得的后處理劑對(duì)玻璃纖維布進(jìn)行后處理。

將無(wú)堿膨體紗玻璃纖維布穿過(guò)儲(chǔ)布架，經(jīng)過(guò)均速（2米/分鐘）放布裝置到裝有后處理劑的梯形浸料槽，玻璃纖維布浸漬后進(jìn)入熱風(fēng)烘箱，在處理爐（溫度為220-320℃）中烘干處理，在經(jīng)過(guò)三遍熱烘以后再經(jīng)過(guò)恒張力控制裝置，由收卷裝置收卷。

3、覆合。在熱壓輥前，將膨化微孔聚四氟乙烯薄膜（市售，規(guī)格FM10（F）-4-120A））展開(kāi)，鋪在經(jīng)過(guò)步驟2處理的玻璃纖維布上，以均勻的速度（2米/分鐘）通過(guò)高溫?zé)彷佭M(jìn)行熱壓覆合。

表1中的實(shí)施例1-4，熱壓溫度為320℃，熱壓壓力為5兆帕；表2中的實(shí)施例5-7，熱壓溫度為260℃，熱壓壓力為5兆帕；表3中的實(shí)施例8-11，熱壓溫度為280℃，熱壓壓力為4兆帕；表4中的實(shí)施例12-15，熱壓溫度為370℃，熱壓壓力為3兆帕；表5中的實(shí)施例16-19，熱壓溫度為300℃，熱壓壓力為3兆帕。

表1-5中原料組份配比均為重量百分比，其中四氟乙烯、六氟丙烯與偏氟乙烯共聚物（THV）固含量為50％，四氟乙烯與全氟乙烯共聚物（PFA）固含量為50％，四氟乙烯與六氟丙烯共聚物（FEP）固含量為50％，聚四氟乙烯PTFE固含量為60％，聚氨酯的固含量為40％，聚丙烯酸酯固含量為38％。

注：在該表中的THV、PET、FEP、PTFE混合液中THV、PFA、FEP各占混合體總量的10％，PTFE占混合體的70％。

2009年，《耐高溫聚四氟乙烯覆膜過(guò)濾材料》獲得第六屆江蘇省專利項(xiàng)目獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)。

聚四氟乙烯過(guò)濾材料PTF}}, Filler material是由聚四氟乙烯多孔材料制成。由干聚四氟乙烯的高溫戮度大。只能制成開(kāi)孔型的多孔材料。

制造方法有模壓法和拉伸法兩種二聚四氟乙烯多孔材料具有一般過(guò)濾材料所不及的特性，能耐腐蝕，有低禪熱系數(shù)、柔軟而富有彈性，還是一種良好的隔熱襯 墊材料。

行業(yè)內(nèi)使用覆膜品類如下：

覆膜板①LG高光膜

表面效果晶瑩亮麗、變幻多彩、長(zhǎng)久不變色。柔軟的手感，多彩的表面花色，環(huán)保、防潮、防腐、易清洗、重量輕、防火性能好。最好的覆膜產(chǎn)品，價(jià)格高，壽命在20-30年

覆膜板②其他進(jìn)口膜

國(guó)產(chǎn)珠光覆膜鋁扣板、進(jìn)口珠光覆膜鋁扣板、LG珠光覆膜鋁扣板（覆膜鋁扣板依次往后使用壽命和性能又逐漸增強(qiáng)）

覆膜板③國(guó)產(chǎn)膜

膜厚度一般在0.1-0.3毫米之間。一般知名品牌的基材厚度0.1-0.2毫米之間。

板子厚些視覺(jué)效果更挺闊，但也不是越厚越好，0.6毫米以上足夠，一般知名品牌的覆膜板厚度在0.7毫米左右。判斷厚度最簡(jiǎn)單的方法就是拿起來(lái)晃晃看板子是否有韌性。一些商家說(shuō)自己的板子厚，但一晃就亂顫；有的板子雖然厚度可以，但很大比例是所覆的膜的厚度。覆膜的厚薄可以從扣板的截口處觀察。但準(zhǔn)確厚度，得用卡尺來(lái)測(cè)量，目測(cè)或手感誤差較大。