高柔韌性玻纖布濾料后處理技術(shù)研究

魏 濤，高明偉，陳昊光，婁正博

（中材科技股份有限公司，南京 210012）

0 前言

在水泥、炭黑等行業(yè)，工業(yè)濾袋除塵一般會選用玻纖類濾料，玻纖濾料與化纖濾料相比，具有成本低、耐熱性高、機(jī)械強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但其主要缺點(diǎn)之一即是耐屈饒性較差［1-5］。濾料在使用過程中，除塵過程中含有噴吹清灰工序，清灰的形式有震打、反吸風(fēng)、反吹風(fēng)、脈沖等，這些清灰形式使得濾袋在使用過程中受到一定程度的頻繁折疊，所以玻纖布濾料耐折性能的提高可大大延長其使用壽命［6-10］。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)玻纖素布：單位面積質(zhì)量750 g/m2的無堿玻纖布。

TF乳液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%的聚四氟乙烯乳液；

TFO乳液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的苯甲基硅油乳液；

TFP乳液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的氨基硅油乳液；

TFQ乳液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的石蠟乳液。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

浸漬處理機(jī)組；高溫?zé)釅焊材C(jī)組。

1.2 實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)處理的基材為克重750 g/m2，幅寬163 cm的無堿玻纖布，通過熱脫浸潤劑工序，進(jìn)行400 ℃分別高溫烘焙60 s、90 s、120 s、150 s、180 s、210 s、240 s、270 s等，制得8種不同熱處理時間的玻纖布處理熱清洗布。

將TF乳液分別與O乳液、P乳液、Q乳液進(jìn)行1∶1 混合，并攪拌均勻，制備成4 種處理配方乳液：TF乳液、TFO乳液、TFP乳液、TFQ乳液。

將8 種玻纖布處理熱清洗布分別經(jīng)過4 種處理配方乳液進(jìn)行浸漬處理，并通過擠料壓軋裝置控制含膠量為12%。再對32 種玻纖布處理樣與PTFE薄膜進(jìn)行覆合，制得32 種處理布的覆膜濾料。具體生產(chǎn)工藝流程見圖1。

圖1 生產(chǎn)工藝流程

1.3 性能測試

單位面積質(zhì)量的測定按照 GB/T 9914.3-2013《增強(qiáng)制品試驗(yàn)方法》測試；厚度按照 GB/T 3820-1997 《紡織品和紡織制品厚度的測定》測試；透氣率按照 GB/T 5453-1997 《紡織品 織物透氣性的測定》測試；斷裂強(qiáng)力按照 GB/T 3923.1-2013《紡織品 織物拉伸性能》測試；耐折性能依照ASTM D2176-16《Standard Test Method for Folding Endurance of Paper and Plastics Film by the M.I.T.Tester》耐折測試方法進(jìn)行檢測。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 熱清洗布?xì)執(zhí)剂?/h3>

素布前熱脫浸潤劑工序，在400 ℃下分別烘焙60 s、90 s、120 s、150 s、180 s、210 s、240 s、270 s等，對8 種不同熱烘焙時間下制得的浸漬熱清洗布，分別進(jìn)行殘?zhí)剂繙y試，測試結(jié)果見圖2。

由圖2 可看出素布前熱脫浸潤劑在400 ℃時，隨著熱處理時間的延長，殘?zhí)剂肯陆第厔菝黠@，在熱處理時間60～150 s，殘?zhí)剂砍手本€下降趨勢，當(dāng)達(dá)到150 s之后，殘?zhí)剂肯陆第厔轀p緩，在270 s時，殘?zhí)剂窟_(dá)到實(shí)驗(yàn)過程的最低值，結(jié)果為0.22%。

圖2 不同熱處理時間下浸漬熱清洗布的殘?zhí)剂?/p>

2.2 耐折性能

對400 ℃下分別烘焙60 s、90 s、120 s、150 s、180 s、210 s、240 s、270 s等8 種不同熱處理時間下制得的浸漬熱清洗布，分別經(jīng)過TF乳液、TFO乳液、TFP乳液、TFQ乳液浸漬并210 ℃烘焙5 min，處理后耐折性能結(jié)果見圖3，處理后的纖維表面結(jié)構(gòu)見圖4。

圖3 不同熱處理時間的熱清洗布經(jīng)4種乳液處理后的耐折性能

由圖3 可看出不同熱處理時間的熱清洗布經(jīng)過TF乳液、TFO乳液、TFP乳液、TFQ乳液浸漬后，均呈現(xiàn)出耐折性能先上升再降低的趨勢，說明素布表面的殘?zhí)剂康母叩涂赡軙绊懞筇幚砼浞焦δ苄灾鷦┰诶w維表面的包覆效果，但是隨著素布的熱處理時間逐漸延長至210 s后，耐折性能開始出現(xiàn)衰減。圖4 為不同熱處理時間的纖維表面結(jié)構(gòu)SEM圖，可以看出纖維在240 s時有輕微的損傷，在270 s時纖維有部分?jǐn)嗔眩虼四驼坌阅艹霈F(xiàn)衰減可能和玻纖基材在高溫下的時間延長，纖維表面出現(xiàn)裂紋破損有關(guān)。

經(jīng)比較，可看出熱清洗布經(jīng)過TFP乳液浸漬后的耐折性能具有明顯優(yōu)勢，在210 s制得浸漬熱清洗布經(jīng)TFP乳液處理后，耐折次數(shù)達(dá)到5.8 萬次左右。

3 結(jié)論

通過對制得的8 種不同熱處理時間的玻纖布處理熱清洗布?xì)執(zhí)剂糠治觯约敖?jīng)過TF乳液、TFO乳液、TFP乳液、TFQ乳液4 種乳液分別浸漬處理后的耐折性能對比研究，得出以下結(jié)論：

（1）素布前熱脫浸潤劑在400 ℃時，隨著熱處理時間越長，殘?zhí)剂肯陆第厔菝黠@，當(dāng)熱處理時間60～150 s，殘?zhí)剂砍手本€下降趨勢，當(dāng)達(dá)到150 s之后，殘?zhí)剂肯陆第厔轀p緩，在270 s時，殘?zhí)剂窟_(dá)到最低值0.22%。

圖4 不同熱處理時間的纖維表面結(jié)構(gòu)SEM 圖

（2）8 種不同熱處理時間的熱清洗布經(jīng)過TF乳液、TFO乳液、TFP乳液、TFQ乳液浸漬后，均呈現(xiàn)出耐折性能先上升再降低的趨勢，說明素布表面的殘?zhí)剂康母叩涂赡軙绊懞筇幚砼浞焦δ苄灾鷦┰诶w維表面的包覆效果，殘?zhí)剂康慕档鸵哺谌橐航n后的處理效果體現(xiàn)。但是隨著熱處理時間持續(xù)增加150～210 s之后，玻璃纖維表面可能會出現(xiàn)裂紋，從而使基材處理后的力學(xué)性能出現(xiàn)衰減。

（3）熱清洗布在400 ℃下，熱處理時間達(dá)到180 s時，TFP乳液、TFO乳液浸漬處理后的耐折性能達(dá)到最高值，耐折次數(shù)分別為2萬次、2.8 萬次左右。熱清洗布熱處理時間達(dá)到210 s時，TFP乳液、TFQ乳液浸漬處理后的耐折性能達(dá)到最高值，耐折次數(shù)分別為5.8 萬次、3.1 萬次左右。

（4）熱清洗布經(jīng)過TFP乳液浸漬后的耐折性能具有明顯優(yōu)勢，在400 ℃、210 s制得浸漬熱清洗布經(jīng)TFP乳液處理后，耐折次數(shù)達(dá)到5.8 萬次左右。因此氨基硅油乳液與聚四氟乙烯乳液的共混乳液對改善玻纖的柔韌性有一定增效，且用400 ℃、210 s制得的浸漬熱清洗布再通過TFP乳液處理可獲得高柔韌性玻纖布濾料。