玻纖布濾料覆膜工藝研究

魏 濤，肖 堯，朱 聰，陶英杰

（南京玻璃纖維研究設(shè)計院有限公司，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覆膜濾料，該類覆膜濾料綜合了玻璃纖維和 PTFE薄膜的優(yōu)點, 具有耐高溫、除塵效率高、表面過濾易清灰 、除塵阻力低且穩(wěn)定和使用壽命長的優(yōu)良特性［1-4］。但是，目前國內(nèi)在這一產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中仍存在很多問題, 例如玻璃纖維布與 PTFE薄膜的結(jié)合程度不高，薄膜的微孔率難以保證，玻璃纖維基材與膜結(jié)合后膜的透氣率降低等問題，這些問題會減少濾料的使用壽命，升高運行阻力［5-6］。因此，對玻璃纖維的處理以及膜與基材高溫?zé)釅簭?fù)合工藝的研究是當(dāng)今重點［7-10］。

1 實驗準(zhǔn)備

1.1 原料與設(shè)備

1.1.1 原料

實驗玻纖素布：單位面積質(zhì)量750 g/m2的無堿玻纖布，四川省玻纖集團；

TF乳液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%的聚四氟乙烯乳液，杜邦公司；

O乳液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的苯甲基硅油乳液，巴斯夫股份公司；

R乳液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的催化劑，杜邦公司；

D乳液：質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的穩(wěn)定劑，巴斯夫股份公司。

1.1.2 設(shè)備

浸漬處理機組；高溫?zé)釅焊材C組。

1.2 實驗過程

實驗采用的處理基材為單位面積質(zhì)量 750 g/m2，幅寬163 cm的無堿玻纖布，先進行素布熱清洗工序， 將上述乳液按照一定比例混合，并攪拌均勻， 將熱清洗布分別經(jīng)過上述處理配方乳液進行浸漬處理，并通過擠料壓軋裝置控制含膠量為12%。再將上述玻纖布處理樣與PTFE薄膜進行覆合，通過控制變量法，改變覆膜工藝，具體覆膜工藝見表1。具體生產(chǎn)工藝流程見圖1。

表1 覆膜工藝

圖1 生產(chǎn)工藝流程

1.3 實驗方法

透氣率按照 GB/T 5453-1997 《紡織品 織物透氣性的測定》測試；斷裂強力按照 GB/T 3923.1-2013《紡織品 織物拉伸性能》測試；覆膜牢度測試。

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 覆膜濾料表面外觀測試

圖2表示覆膜濾料經(jīng)過高溫?zé)釅汉?，PTFE 表面完整地覆合在基布表面，而且可以看到試樣表面存在規(guī)則的壓點。由于機織布存在經(jīng)緯紗交織的組織結(jié)構(gòu)，薄膜與基布表面凸起的經(jīng)緯紗接觸，在高溫?zé)釅簵l件下產(chǎn)生黏結(jié)，正是這些黏結(jié)區(qū)域給覆膜濾料提供較好的黏結(jié)牢度。

圖2 覆膜濾料表面圖

2.2 不同覆膜速度對膜的透氣率及覆膜牢度影響

將處理布與膜進行覆合，測試不同覆膜速度下膜的透氣率、膜與基材的覆合牢度及膜的孔徑，測試結(jié)果見圖3、圖4。

圖3 不同覆膜速度下膜的透氣率

圖4 不同覆膜速度下膜的孔徑及覆膜牢度

由圖3、圖4可知，隨著車速的提高，膜的透氣率呈上升趨勢。這是因為當(dāng)車速過低時，熱壓時間過長，會導(dǎo)致薄膜中部分原纖結(jié)構(gòu)發(fā)生熔融，堵塞一部分微孔結(jié)構(gòu)，冷卻后固化形成帶狀結(jié)構(gòu)，造成微孔平均孔徑下降，因此透氣率下降。隨著熱壓時間的增加，膜與玻纖基布接觸點的黏結(jié)效果越好，因此濾料的覆膜牢度隨著覆膜速度的上升呈下降趨勢；當(dāng)覆膜速度達到8 m/min后，牢度下降到0.3 MPa， 膜與基材容易脫落，因此考慮透氣與牢度方面，覆膜速度7~8 m/min比較適宜。

2.3 不同覆膜溫度對膜的透氣率及覆膜牢度影響

將處理布與膜進行覆合，測試不同覆膜溫度下膜的透氣率、膜與基材的覆合牢度及膜的孔徑，測試結(jié)果見圖5、圖6。

圖5 不同覆膜溫度下膜的透氣率

圖6 不同覆膜溫度下膜的孔徑及覆膜牢度

由圖5、圖6知，隨著溫度的升高，膜的透氣率呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，在363 ℃時透氣率達到最大值，但當(dāng)溫度繼續(xù)上升后，膜的透氣率開始下降，這是因為當(dāng)溫度進一步升高時，PTFE成為熔融狀態(tài)，導(dǎo)致薄膜微孔受到堵塞，平均孔徑下降，透氣率下降。結(jié)合牢度與透氣，覆膜溫度在350~360 ℃區(qū)間比較適宜。

2.4 不同覆膜壓力對膜的透氣率及覆膜牢度影響

將處理布與膜進行覆合，測試不同覆膜壓力下膜的透氣率、膜與基材的覆合牢度及膜的孔徑，測試結(jié)果見圖7、圖8。

圖7 不同覆膜壓力下膜的透氣率

圖8 不同覆膜壓力下膜的孔徑及覆膜牢度

由圖7、圖8知，隨著覆膜壓力的升高，膜的透氣率呈下降趨勢，這是因為壓力加劇薄膜微孔的堵塞，導(dǎo)致薄膜孔徑變小，透氣率隨之下降。覆膜牢度隨著壓力的升高而升高，這是因為隨著壓力的增大，膜與玻纖基布經(jīng)緯紗的接觸面積增大，使得覆膜牢度大大提高；當(dāng)覆膜壓力達到0.3 MPa后，覆膜牢度可達到0.3 MPa，此時的透氣也比較高。因此適宜的覆膜壓力在0.3~0.4 MPa。

3 結(jié)論

通過對不同覆膜工藝下的膜性能分析得出以下結(jié)論：

（1）不同覆膜工藝對膜的透氣及覆膜牢度均存在不同程度的影響。比較適宜的覆膜工藝參數(shù)為350~360 ℃、7~8 m/min、0.3~0.4 MPa。

（2）膜透氣率隨著覆膜速度的上升呈上升趨勢， 由3.2 cm/s上升至3.7 cm/s；覆膜牢度隨著覆膜速度的上升呈下降趨勢。

（3）隨著覆膜溫度的升高，膜的透氣率呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，在363 ℃時透氣率達到最大值3.86 cm/s；覆膜牢度呈先升高后下降的趨勢。

（4）膜透氣率隨著覆膜壓力的升高呈下降趨勢，由4.1 cm/s下降至3.6 cm/s；覆膜牢度隨著壓力的升高而提升。