本發(fā)明涉及過濾材料，尤其涉及具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、袋式除塵器以其高效的除塵能力、簡單的結(jié)構(gòu)和便捷的維護(hù)方式，在燃煤電廠、鋼鐵冶煉、水泥生產(chǎn)、玻璃制造等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，在實際運行中，由于工況條件復(fù)雜多變，濾袋常常受到濕氣、油霧、高溫等因素的綜合影響，導(dǎo)致濾料性能下降甚至失效。其中，“糊袋”問題尤為突出，已成為限制袋式除塵器穩(wěn)定運行的主要難題之一?！昂爆F(xiàn)象指的是在高濕度環(huán)境或含油性物質(zhì)的煙氣條件下，粉塵與濾料迎塵面或內(nèi)部纖維產(chǎn)生粘結(jié)，堵塞濾料孔隙，造成透氣性急劇下降，設(shè)備阻力顯著增加的情況。這不僅直接影響除塵器的運行效率，還會增加能源消耗，縮短濾袋壽命，甚至引發(fā)系統(tǒng)停機和頻繁更換濾袋的高昂維護(hù)成本。

2、目前，行業(yè)內(nèi)針對“糊袋”問題主要采用涂層與浸漬處理，添加化學(xué)拒水防油劑，覆膜處理等方法，盡管上述技術(shù)在一定程度上緩解了“糊袋”問題，但其效果往往受到使用環(huán)境的限制，尤其在高溫、高濕或含油環(huán)境下，常規(guī)的處理方式，現(xiàn)有濾袋材料的防結(jié)露和抗粘附能力難以長期穩(wěn)定保持，經(jīng)過現(xiàn)場應(yīng)用反饋及實驗室高溫測試下，發(fā)現(xiàn)在一定的溫度下防水及防油等級容易失效。因此，迫切需要一種兼具抗結(jié)露、自清潔能力和耐久防油性能的新型過濾材料，以滿足復(fù)雜工況下的使用需求，并有效解決“糊袋”問題。

3、公開號為cn115970395a的中國專利公開了一種滌綸濾料防水耐磨處理方法及制備的濾料，該方法制備并使用納米級二氧化硅氣凝膠/防水防油復(fù)合浸漬液對滌綸濾料浸漬處理，實現(xiàn)了滌綸濾料的濾料耐磨性和防水性能的同時增加，該專利的主要關(guān)注點可能是在實現(xiàn)濾料耐磨性和防水性能的同時提升，但是忽略對濾料的防油性能的關(guān)注以及高溫下的長期有效性。

4、公開號為cn102392355a的中國專利公開了一種拒水防油易清灰濾料制備方法，該方法采用ptfe乳液與長鏈烷基硅油進(jìn)行復(fù)合對濾料進(jìn)行普通浸漬處理，實現(xiàn)拒水防油性能。但是在實際的工業(yè)環(huán)境中，粉塵的成分復(fù)雜多樣，含有粘性成分、化學(xué)活性物質(zhì)等僅僅依靠?ptfe?乳液的拒水防油性來抗糊袋是不夠全面的，ptfe?乳液的拒水防油性能無法有效阻止粉塵的團(tuán)聚和粘結(jié)，從而仍然會出現(xiàn)糊袋現(xiàn)象。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的是解決上述技術(shù)問題，提供具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料及其制備方法，通過特定的表面處理，以有效克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，滿足復(fù)雜工況需求并解決?“糊袋”?難題。

2、為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述的技術(shù)要求，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料，所述過濾材料由濾料主體及由表面處理層組成；所述濾料主體是采用針刺工藝制備而成的濾氈；

3、所述表面處理層至少含有一種成分，該成分為包含碳原子直鏈的全氟和多氟烷基化合物，化合物均勻覆蓋在纖維層表面，該化合物在濾料固體附著量為5～40g/m2；表面處理成分在表面0-50微米厚度處的纖維表面均勻覆蓋，且覆蓋纖維表面至少90%的面積；在表面向下50-100微米厚度處，表面處理成分覆蓋纖維表面至少75%的面積；在表面向下200微米以下厚度處，表面處理成分覆蓋纖維表面小于等于20%的面積。

4、所述表面處理層中的碳原子直鏈的全氟和多氟烷基化合物優(yōu)選為六個以上碳原子直鏈形態(tài)。

5、所述表面處理層中還含有一種有機氟硅改性丙烯酸酯類化合物，這種改性劑為防污柔軟復(fù)合改性劑，固體附著量為2～10g/m2。

6、所述表面處理層中還含有一種乙氧基類非離子型氟碳表面活性劑，固體附著量為1～3g/m2。

7、構(gòu)成濾料主體纖維優(yōu)選為pps纖維、芳綸纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、聚酰亞胺、聚四氟乙烯等中的一種或多種混合物。

8、制備上述的具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料的方法，包括以下步驟：

9、步驟一：濾料主體制備，選取纖維與基布，將短纖維經(jīng)過開松、混合、精開松、梳理、鋪網(wǎng)、加基布、針刺制成半成品針刺氈，單位克重控制在400～900g/m2，根據(jù)需要對制備好的濾氈進(jìn)行燒毛、壓光、熱定型等不同方式后處理；

10、步驟二：表面涂層處理液制備，按濾料表面固體附著質(zhì)量進(jìn)行配置：碳原子直鏈的全氟和多氟烷基化合物5～40g/m2，有機氟硅改性丙烯酸酯類化合物2～10g/m2，乙氧基類非離子型氟碳表面活性劑1～3g/m2，配置的處理液中還可以選擇加入一些交聯(lián)劑、穩(wěn)定劑，其余為水；

11、步驟三：表面涂層噴涂，通過噴涂方式均勻涂布在耐高溫纖維層表面，噴涂布過程中的噴涂距離在15cm-30cm之間，噴涂傾斜角以垂直于濾料為標(biāo)準(zhǔn)前后偏轉(zhuǎn)小于等于45度，相對濕度在40%～70%之間，環(huán)境溫度控制在10℃～35℃之間；

12、步驟四：對制備好的過濾材料進(jìn)行烘干定型處理，以提高其性能穩(wěn)定性；烘干定型溫度優(yōu)選為三個溫度區(qū)間：一區(qū)：80℃～120℃，處理時間為1～2分鐘；二區(qū)：120℃～160℃，處理時間為1～2分鐘；三區(qū)：160℃～220℃，處理時間為5～10分鐘。

13、上述步驟二中的交聯(lián)劑優(yōu)選為硅烷偶聯(lián)劑，添加含量為1-3%；穩(wěn)定劑優(yōu)選為丁基羥基茴香醚（bha）或bht（叔丁基對苯二酚）的一種，添加含量為0.5-2%。

14、具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料，基于gb/t4745-2012《紡織品?防水性能的檢測和評價?沾水法》測試該過濾材料的防水等級與防油等級，濾料拒水等級達(dá)4級以上，防油等級可達(dá)7級以上。

15、具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料，采用vdi3926-1:2004《testing?ofcleanable?filter?media?-?standard?test?for?the?evaluation?of?cleanable?filtermedia》進(jìn)行過濾性能評價，除塵率可達(dá)99.99％以上。

16、與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明的有益效果：

17、1.本發(fā)明表面處理層在濾料表面實現(xiàn)梯度覆蓋，可以實現(xiàn)更高等級防水、防油與防污性能，能夠有效提升過濾材料在復(fù)雜工況下的性能，在高溫、高濕或含油環(huán)境下，具備良好的抗結(jié)露、自清潔、防水防油及過濾等綜合性能，可以實現(xiàn)濾袋材料的防結(jié)露和抗粘附能力長期穩(wěn)定保持，有效抑制濾袋糊袋；

18、2.本發(fā)明濾料拒水等級達(dá)4級以上，防油等級可達(dá)7級以上，能夠有效降低出口濃度，增加循環(huán)時間，除塵率可達(dá)99.99％以上，在工業(yè)除塵及民用領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料，其特征在于：所述過濾材料由濾料主體及由表面處理層組成；所述濾料主體是采用針刺工藝制備而成的濾氈，所述表面處理層至少含有一種成分，該成分為包含碳原子直鏈的全氟和多氟烷基化合物，化合物均勻覆蓋在纖維層表面，該化合物在濾料固體附著量為5～40g/m2；表面處理成分在表面0-50微米厚度處的纖維表面均勻覆蓋，且覆蓋纖維表面至少90%的面積；在表面向下50-100微米厚度處，表面處理成分覆蓋纖維表面至少75%的面積；在表面向下200微米以下厚度處，表面處理成分覆蓋纖維表面小于等于20%的面積。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料，其特征在于：所述表面處理層中的碳原子直鏈的全氟和多氟烷基化合物優(yōu)選為六個以上碳原子直鏈形態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料，其特征在于：所述表面處理層中還含有有機氟硅改性丙烯酸酯類化合物，固體附著量為2～10g/m2。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料，其特征在于：表面處理層中還含有乙氧基類非離子型氟碳表面活性劑，固體附著量為1～3g/m2。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料，其特征在于：構(gòu)成所述濾料主體的纖維為pps纖維、芳綸纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維、聚酰亞胺、聚四氟乙烯中的一種或多種混合物。

6.一種制備如權(quán)利要求?1-5?任一項所述的具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料的方法，其特征在于：包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料的制備方法，其特征在于：步驟二中的交聯(lián)劑優(yōu)選為硅烷偶聯(lián)劑，添加含量為1-3%；穩(wěn)定劑優(yōu)選為丁基羥基茴香醚（bha）或bht（叔丁基對苯二酚）的一種，添加含量為0.5-2%。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料，其特征在于：基于gb/t4745-2012測試該過濾材料的防水等級與防油等級，過濾材料拒水等級達(dá)4級以上，防油等級達(dá)7級以上。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料，其特征在于：所述過濾材料的過濾性能評價，采用vdi3926-1:2004進(jìn)行測試，除塵率達(dá)99.99％以上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了具有抗結(jié)露和自清潔性能的除塵過濾材料及其制備方法，涉及過濾材料技術(shù)領(lǐng)域，該過濾材料由濾料主體及表面處理層組成，濾料主體纖維可選自多種材料，表面處理層主要由含有碳原子直鏈的全氟和多氟烷基化合物、有機氟硅改性丙烯酸酯類化合物及乙氧基類非離子型氟碳表面活性劑構(gòu)成，制備方法包括濾料主體制備、表面涂層處理液制備、表面涂層噴涂及烘干定型處理等。本發(fā)明能夠有效提升過濾材料在復(fù)雜工況下的性能，在高溫、高濕或含油環(huán)境下，具備良好的抗結(jié)露、自清潔、防水防油及過濾等綜合性能。濾料拒水等級達(dá)4級以上，防油等級可達(dá)7級以上，能夠有效降低出口濃度，增加循環(huán)時間，除塵率可達(dá)99.99%以上。

技術(shù)研發(fā)人員：尹修陽,馮陽,王鋒華,徐彪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇奧凱環(huán)境技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/10