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(huì)選用玻纖類(lèi)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(guò)程中，除塵過(guò)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(guò)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(zhǎng)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：?jiǎn)挝幻娣e質(zhì)量750 g/m2的無(wú)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(guò)程

實(shí)驗(yàn)處理的基材為克重750 g/m2，幅寬163 cm的無(wú)堿玻纖布，通過(guò)熱脫浸潤(rùn)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(shí)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(guò)4 種處理配方乳液進(jìn)行浸漬處理，并通過(guò)擠料壓軋裝置控制含膠量為12%。再對(duì)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(jiàn)圖1。

圖1 生產(chǎn)工藝流程

1.3 性能測(cè)試

單位面積質(zhì)量的測(cè)定按照 GB/T 9914.3-2013《增強(qiáng)制品試驗(yàn)方法》測(cè)試；厚度按照 GB/T 3820-1997 《紡織品和紡織制品厚度的測(cè)定》測(cè)試；透氣率按照 GB/T 5453-1997 《紡織品 織物透氣性的測(cè)定》測(cè)試；斷裂強(qiáng)力按照 GB/T 3923.1-2013《紡織品 織物拉伸性能》測(cè)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(cè)試方法進(jìn)行檢測(cè)。

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(rùn)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(duì)8 種不同熱烘焙時(shí)間下制得的浸漬熱清洗布，分別進(jìn)行殘?zhí)剂繙y(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2 可看出素布前熱脫浸潤(rùn)劑在400 ℃時(shí)，隨著熱處理時(shí)間的延長(zhǎng)，殘?zhí)剂肯陆第厔?shì)明顯，在熱處理時(shí)間60～150 s，殘?zhí)剂砍手本€(xiàn)下降趨勢(shì)，當(dāng)達(dá)到150 s之后，殘?zhí)剂肯陆第厔?shì)減緩，在270 s時(shí)，殘?zhí)剂窟_(dá)到實(shí)驗(yàn)過(guò)程的最低值，結(jié)果為0.22%。

圖2 不同熱處理時(shí)間下浸漬熱清洗布的殘?zhí)剂?/p>

2.2 耐折性能

對(duì)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(shí)間下制得的浸漬熱清洗布，分別經(jīng)過(guò)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(jiàn)圖3，處理后的纖維表面結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。

圖3 不同熱處理時(shí)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(shí)間的熱清洗布經(jīng)過(guò)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(shì)，說(shuō)明素布表面的殘?zhí)剂康母叩涂赡軙?huì)影響后處理配方功能性助劑在纖維表面的包覆效果，但是隨著素布的熱處理時(shí)間逐漸延長(zhǎng)至210 s后，耐折性能開(kāi)始出現(xiàn)衰減。圖4 為不同熱處理時(shí)間的纖維表面結(jié)構(gòu)SEM圖，可以看出纖維在240 s時(shí)有輕微的損傷，在270 s時(shí)纖維有部分?jǐn)嗔?，因此耐折性能出現(xiàn)衰減可能和玻纖基材在高溫下的時(shí)間延長(zhǎng)，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(guò)TFP乳液浸漬后的耐折性能具有明顯優(yōu)勢(shì)，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(wàn)次左右。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)制得的8 種不同熱處理時(shí)間的玻纖布處理熱清洗布?xì)執(zhí)剂糠治觯约敖?jīng)過(guò)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(duì)比研究，得出以下結(jié)論：

（1）素布前熱脫浸潤(rùn)劑在400 ℃時(shí)，隨著熱處理時(shí)間越長(zhǎng)，殘?zhí)剂肯陆第厔?shì)明顯，當(dāng)熱處理時(shí)間60～150 s，殘?zhí)剂砍手本€(xiàn)下降趨勢(shì)，當(dāng)達(dá)到150 s之后，殘?zhí)剂肯陆第厔?shì)減緩，在270 s時(shí)，殘?zhí)剂窟_(dá)到最低值0.22%。

圖4 不同熱處理時(shí)間的纖維表面結(jié)構(gòu)SEM 圖

（2）8 種不同熱處理時(shí)間的熱清洗布經(jīng)過(guò)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(shì)，說(shuō)明素布表面的殘?zhí)剂康母叩涂赡軙?huì)影響后處理配方功能性助劑在纖維表面的包覆效果，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(shí)間持續(xù)增加150～210 s之后，玻璃纖維表面可能會(huì)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(shí)間達(dá)到180 s時(shí)，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(wàn)次、2.8 萬(wàn)次左右。熱清洗布熱處理時(shí)間達(dá)到210 s時(shí)，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(wàn)次、3.1 萬(wàn)次左右。

（4）熱清洗布經(jīng)過(guò)TFP乳液浸漬后的耐折性能具有明顯優(yōu)勢(shì)，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(wàn)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(duì)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(guò)TFP乳液處理可獲得高柔韌性玻纖布濾料。