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一种针刺滤布及其制作方法

2021-04-08 07:45:39

一种针刺滤布及其制作方法

  技术领域

  本发明涉及过滤材料领域,具体涉及一种针刺滤布及其制作方法。

  背景技术

  众所周知,针刺滤布是一种过滤材料,多用于过滤空气中的颗粒或使固液分离,由于其具有较大的孔隙和较高的孔隙率而被广泛应用于化工、陶瓷、石油、医药、食品、冶炼等领域,现有的针刺滤布由于孔隙大,难以过滤细小颗粒物,过滤效果差,且现有的针刺滤布不具有耐高温及防火防静电的特性,难以满足越发严格的环保要求和安全生产的要求,急需一种孔隙小、能够过滤细小颗粒物、具有耐高温及防火防静电特性的针刺滤布及其制作方法。

  发明内容

  本发明的目的是为了克服现有技术的缺点,提供一种过滤效果好、具有耐高温及防火防静电特性的针刺滤布及其制作方法。

  为达到上述目的,本发明采用的技术方案中的产品是,一种针刺滤布,所述针刺滤布具有多层结构,包括:

  基布层;

  设置在所述基布层上表面的第一纤维层;

  设置在所述第一纤维层上表面的聚四氟乙烯层;

  设置在所述基布层下表面的第二纤维层;

  所述第一纤维层与所述基布层、所述基布层与所述第二纤维层互相交叉铺网而成,所述第一纤维层、所述基布层、所述第二纤维层之间通过针刺勾连加固;

  所述第一纤维层和/或所述第二纤维层中包含导电纤维;

  所述聚四氟乙烯层由热压后复合在所述第一纤维层上表面的聚四氟乙烯薄膜构成。

  优选地,所述第一纤维层/所述第二纤维层还包含有聚四氟乙烯纤维和聚苯硫醚纤维。

  进一步优选地,所述聚四氟乙烯纤维与所述聚苯硫醚纤维的质量比为1:1,所述导电纤维与所述聚四氟乙烯或所述聚苯硫醚纤维的质量比为1:25-2:25。优选地,所述基布层为高强基布材料,所述基布层的面密度为100-140g/m2。

  进一步优选地,所述针刺滤布的面密度为680-720 g/m2,所述针刺滤布的厚度为2-3mm,所述针刺滤布的经向拉伸强力为1000-1100N,所述针刺滤布的纬向拉伸强力为1200-1300N,所述针刺滤布的透气率为50-80%。

  为达到上述目的,本发明采用的技术方案中的方法是,制作上述任意一种针刺滤布的制作方法,包括以下步骤:

  a.将聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维和导电纤维按比例放入混棉机中进行开松混合,然后送入梳理机中梳理成网,经铺网机交叉铺网制成所述第一纤维层和所述第二纤维层;

  b.将基布卷退卷后得到的基布层放入所述第一纤维层和所述第二纤维层之间,然后所述第一纤维层、所述基布层、所述第二纤维层整体送入针刺机进行针刺,使所述第一纤维层和所述第二纤维层分别针刺勾连在所述基布层的上下表面,得到初级产品;

  c.将所述初级产品送入烘箱进行热风加固,使所述第一纤维层和所述第二纤维层收缩,从而固定在所述基布层的上下表面,得到中级产品;

  d.对所述中级产品的上下表面进行烧毛作业后,将聚四氟乙烯薄膜热压复合在所述中级产品的上表面,得到所述针刺滤布。

  优选地,所述步骤b和所述步骤c之间还具有步骤s,所述步骤s是指将所述步骤b中得到的所述初级产品浸入聚四氟乙烯乳液,使聚四氟乙烯乳液完全渗透进所述初级产品的孔隙中。

  进一步优选地,所述聚四氟乙烯乳液由聚四氟乙烯和水充分混合后形成,所述聚四氟乙烯和水的重量比为1:3-2:3。

  进一步优选地,所述聚四氟乙烯乳液由聚四氟乙烯、导电剂和水充分混合后形成,所述聚四氟乙烯和水的重量比为1:3-2:3,所述导电材料与所述四氟乙烯的重量比为1:20-1:10。

  进一步优选地,所述导电材料为石墨或碳纳米管中的任意一种或其混合物。

  由于上述技术方案的运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:

  本发明提供的针刺滤布,通过将第一纤维层与基布层、基布层与第二纤维层互相交叉铺网,并使第一纤维层、基布层、第二纤维层之间通过针刺勾连加固,在不改变针刺滤布孔隙率的前提下,减小了针刺滤布的孔隙,增强了针刺滤布的过滤效果;通过在第一纤维层的上表面设置聚四氟乙烯层,能够利用聚四氟乙烯强度高、耐高温的特性使针刺滤布具有耐高温的特性;通过使用包含导电纤维的第一纤维层/第二纤维层,能够利用导电纤维的导电特性,使得针刺滤布具有防静电的效果,在带电颗粒被针刺滤布过滤时,能够消除带电颗粒上的电荷,避免因静电颗粒引发的起火现象;本发明还提供一种制作上述针刺滤布的制作方法,该方法简单方便,良品率高,易于推广使用。

  附图说明

  图1为本发明中针刺滤布的剖视示意图。

  其中:10.针刺滤布;100.基布层;200.第一纤维层;300.第二纤维层;400.聚四氟乙烯层。

  具体实施方式

  下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

  需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

  如图1所示,本发明提供的针刺滤布10具有多层结构,包括:基布层100、第一纤维层200、第二纤维层300和聚四氟乙烯层400,其中,第一纤维层200设置在基布层100的上表面,第二纤维层300设置在基布层100的下表面,聚四氟乙烯层400设置在第一纤维层200的上表面,第一纤维层200与基布层100、基布层100与第二纤维层300之间互相交叉铺网而成,第一纤维层200、基布层100、第二纤维层300之间通过针刺勾连加固。

  第一纤维层200和第二纤维层300的组成成分相同,下面以第一纤维层200为例进行说明,第一纤维层200包含有导电纤维、聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维,其中,聚四氟乙烯纤维与聚苯硫醚纤维的质量比为1:1,导电纤维与聚四氟乙烯的质量比为3:50;采用导电纤维的作用在于,利用导电纤维导电特性,在针刺滤布10过滤带电颗粒时,消除带电颗粒上的电荷,避免因带电颗粒引发的起火现象;采用聚四氟乙烯纤维的作用在于,利用聚四氟乙烯纤维耐高温、耐腐蚀、强度高的特性,使得针刺滤布10能够适应250℃的高温环境,并耐酸碱腐蚀,还具有经向拉伸强力达到1000N、纬向拉伸强力达到1200N的特性;采用聚苯硫醚纤维的作用在于,利用聚苯硫醚纤维能够在180-200℃温度范围使用、耐酸碱腐蚀、相对聚四氟乙烯价格更为低廉的特征,在基本不改变针刺滤布10耐高温、耐酸碱腐蚀、高强度特性的同时,大幅度降低针刺滤布10的原材料成本;当然,导电纤维、聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维的质量比可根据实际需求进行调整。

  聚四氟乙烯层400由热压后复合在第一纤维层200上表面的聚四氟乙烯薄膜构成,设置聚四氟乙烯层400的作用在于,使针刺滤布10的上表面更加光滑,将其作为迎风面时,摩擦阻力更小;并且,能够通过调整聚四氟乙烯层400的厚度,微调针刺滤布10的透气率。

  在本实施例中,基布层100采用高强度基布材料制成,基布层100的面密度为120-130g/m2,针刺滤布10的面密度为680-720 g/m2,厚度为2.6±0.2mm,透气率为75%。

  本发明还提供一种制作上述针刺滤布的制作方法,包括以下步骤:

  a.将聚四氟乙烯纤维、聚苯硫醚纤维和导电纤维按比例放入混棉机中进行开松混合,然后送入梳理机中梳理成网,经铺网机交叉铺网制成所述第一纤维层和所述第二纤维层;

  b.将基布卷退卷后得到的基布层放入所述第一纤维层和所述第二纤维层之间,然后所述第一纤维层、所述基布层、所述第二纤维层整体送入针刺机进行针刺,使所述第一纤维层和所述第二纤维层分别针刺勾连在所述基布层的上下表面,得到初级产品;

  c.将所述初级产品送入烘箱进行热风加固,使所述第一纤维层和所述第二纤维层收缩,从而固定在所述基布层的上下表面,得到中级产品;

  d.对所述中级产品的上下表面进行烧毛作业后,将聚四氟乙烯薄膜热压复合在所述中级产品的上表面,得到所述针刺滤布。

  优选地,所述步骤b和所述步骤c之间还具有步骤s,所述步骤s是指将所述步骤b中得到的所述初级产品浸入聚四氟乙烯乳液,使聚四氟乙烯乳液完全渗透进所述初级产品的孔隙中。

  进一步优选地,所述聚四氟乙烯乳液由聚四氟乙烯和水充分混合后形成,所述聚四氟乙烯和水的重量比为1:2。

  进一步优选地,所述聚四氟乙烯乳液由聚四氟乙烯、导电剂和水充分混合后形成,所述聚四氟乙烯和水的重量比为1:2,所述导电材料与所述四氟乙烯的重量比为1:15。

  进一步优选地,所述导电材料为石墨或碳纳米管中的任意一种或其混合物。

  由于增加了步骤s,能够将聚四氟乙烯颗粒渗透至所述初级产品的孔隙中,通过调整聚四氟乙烯乳液中聚四氟乙烯的含量,能够根据需求方便的调整针刺滤布的透气性能;在进行步骤a和步骤b的过程中,存在部分导电纤维互相之间不导通的现象,使得针刺滤在消除静电时的效果相对较差,当步骤s中采用含有导电剂的聚四氟乙烯乳液时,能够将导电剂移送至部分互相之间不导通的导电纤维之间,提升导电纤维之间的导电性能,提高针刺滤布在消除静电时的效果,并且能够根据实际需求,在不改变制作方法的前提下,通过调整聚四氟乙烯乳液中导电剂的含量,调整针刺滤布的防静电特性。

  上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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