一种玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及聚四氟乙烯空气滤芯技术领域，具体涉及一种玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料及其制备方法，该制备方法在聚四氟乙烯滤芯材料制备过程中加入了短切玻璃纤维、铜粉、抗氧剂、以及由活性炭、补强剂和氟表面活性剂制得的氟改性粉末，得到的玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料对容尘量、膜层强度、过滤效率有较大改善，有利于避免膜层击穿，延长其使用寿命，同时保持其较低的阻力、较好的过滤精度。制得的滤芯材料，相比传统的玻璃纤维膜具有更低的过滤阻力、更高的过滤精度，从而有效节省能耗；且相比传统的聚四氟乙烯膜，容尘量更高、膜层强度更好、过滤效率更好，使用寿命更长。使用寿命更长。

【技术实现步骤摘要】
一种玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚四氟乙烯空气滤芯
，具体涉及一种玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]早期的空气过滤装置中的过滤介质，多采用棉花、玻纤棉或活性炭等进行堆积，这些过滤装置存在过滤精度差、过滤效率低、使用寿命短、初始阻力高、能耗大的问题。现有技术中，在过滤装置中广泛采用膜式滤芯，膜式滤芯采用的过滤介质主要有聚偏二氟乙烯微孔膜、聚四氟乙烯膜等高分子材料、玻璃纤维膜等无机材料、或者由熔喷布贴合PET膜组成的膜材；因滤料积尘后增加了滤网的接触阻留效，同时还会因为尘粒的荷电作用使其他尘粒在已阻留的尘粒上积集起来，从而提高滤网的过滤效率。
[0003]但从现有空气过滤器的膜滤芯看，玻璃纤维膜虽然容尘量好，但玻璃纤维膜的阻力最高，达到300Pa，这会导致能耗更大；熔喷布贴合PET膜组成的膜材虽然阻力低、能降低能耗，是当前的主流产品，但容尘量较低，耐候性差，过滤精度不足、过滤效率不稳定；而聚四氟乙烯膜等高分子材料，虽然阻力不高、过滤精度较好，但容尘量最差，且膜层强度脆弱，当灰尘积集到一定极限时，积集的灰尘会发生飞散，或因膜层两侧压差过大，击穿膜层，造成过滤效率严重下降，缩短了聚四氟乙烯膜等高分子材料的使用寿命，增加了过滤器的维护费用。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的之一在于提供一种玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料的制备方法，聚四氟乙烯滤芯材料制备过程中加入了短切玻璃纤维、铜粉、抗氧剂、以及由活性炭、补强剂和氟表面活性剂制得的氟改性粉末，得到的玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料对容尘量、膜层强度、过滤效率有较大改善，有利于避免膜层击穿，延长其使用寿命，同时保持其较低的阻力、较好的过滤精度。
[0005]本专利技术的目的之二在于提供一种玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料，相比传统的玻璃纤维膜具有更低的过滤阻力、更高的过滤精度，从而有效节省能耗；且相比传统的聚四氟乙烯膜，容尘量更高、膜层强度更好、过滤效率更好，使用寿命更长。
[0006]本专利技术的目的之一通过下述技术方案实现：一种玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料的制备方法，包括如下步骤：
[0007]取活性炭、补强剂和氟表面活性剂高速分散均匀，得到氟改性粉末；
[0008]向氟改性粉末中加入聚四氟乙烯粉末、短切玻璃纤维、铜粉和抗氧剂高速分散均匀，得到混合粉末；
[0009]混合粉末经筛分、模压、烧结和冷却形成半成品；
[0010]半成品经车削、压延、双向拉伸和热定型处理，制得玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料。
[0011]本专利技术的玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料的制备方法，其中，以聚四氟乙烯粉末为主体树脂，加入由以活性炭、补强剂和氟表面活性剂高速分散制得的氟改性粉末，活性炭能有效提高吸附膜层对VOC的吸附性能，对容尘量有促进作用，加入的补强剂与铜粉协同作用增加滤芯材料的韧性和刚性，既提高滤芯材料的抗拉强度防止滤芯材料断裂，又能保证滤芯材料抗压强度，有利于避免膜层击穿，延长其使用寿命，在氟表面活性剂的改性作用下，增大了活性炭和补强剂在聚四氟乙烯粉末的分散性和结合性，进一步强化活性炭和补强剂在聚四氟乙烯粉末的作用；加入的短切玻璃纤维，有利于增强抗裂性，而且半成品经车削、压延、双向拉伸和热定型处理后短切玻璃纤维大多部分裸露于膜层表面，以便截留灰尘，与活性炭共同作用，对滤芯材料容尘量的提高有较大促进作用。加入的抗氧剂，有利于提高滤芯材料的耐候性；混合粉末经筛分、模压、烧结和冷却形成半成品，以便后续加工成膜；半成品经车削、压延、双向拉伸和热定型处理后，得到的玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料具有微孔透气特性，微孔孔径达到0.1
‑
0.3μm。
[0012]优选的，所述活性炭为经过硅烷偶联剂浸泡后干燥处理的改性活性炭；所述补强剂为炭黑、云母粉、滑石粉或蒙脱土中的至少一种。
[0013]采用上述技术方案，具有烷基链结构的改性活性炭有利于降低活性炭混合过程中团聚，提高其在聚四氟乙烯滤芯材料中的分散均匀性，整体改善滤芯材料的容尘量和吸附效果。采用的补强剂提高滤芯材料的韧性、冲击强度、抗疲劳强度，与铜粉协同作用增加滤芯材料的韧性和刚性，既提高滤芯材料的抗拉强度防止滤芯材料断裂，又能保证滤芯材料抗压强度，有利于避免膜层击穿，延长其使用寿命，更优选的，所述补强剂为炭黑、滑石粉和蒙脱土按重量比3
‑
5:1:1
‑
2混合而成；所述活性炭的粒径为50
‑
80μm，所述补强剂的粒径为10
‑
30μm。
[0014]优选的，所述氟表面活性剂为阴离子碳氟表面活性剂和/或非离子碳氟表面活性剂；所述抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂168按重量比2
‑
3:1混合而成。
[0015]采用上述技术方案，在氟表面活性剂的改性作用下，增大了活性炭和补强剂在聚四氟乙烯粉末的分散性和结合性，进一步强化活性炭和补强剂在聚四氟乙烯粉末的作用；具体地，所述阴离子碳氟表面活性剂包括但不限于FS
‑
62、FSP、FS
‑
60和FSE中的至少一种；所述非离子碳氟表面活性剂包括但不限于FS
‑
31、FSN
‑
100、FS
‑
3100和FS
‑
300中的至少一种。更优选的，所述氟表面活性剂为阴离子碳氟表面活性剂FS
‑
62和非离子碳氟表面活性剂FS
‑
3100按重量比3:1
‑
2混合而成。
[0016]优选的，所述聚四氟乙烯粉末的粒径为10
‑
50μm，所述短切玻璃纤维的短切长度为1.5
‑
3mm。
[0017]采用上述技术方案，聚四氟乙烯粉末的粒径控制在10
‑
50μm，以便模压成坯、双向拉伸出具有微孔透气特性的滤芯材料。短切玻璃纤维采用的短切长度在1.5
‑
3mm。
[0018]优选的，所述铜粉为黄铜粉和/或紫铜粉，所述铜粉的目数为300
‑
600目。
[0019]进一步的，所述铜粉为黄铜粉和紫铜粉以重量比8
‑
12:1混合而成，两者协同作用，提高其一定的刚性强度，避免积尘击穿滤芯材料，控制铜粉的目数为300
‑
600目，以便其与聚四氟乙烯粉末混合后模压成坯，避免铜粉粒径过大降低铜粉在滤芯材料的分散程度而影响整体刚性性能。
[0020]优选的，高速分散是在高速混合机以1000
‑
1300rpm转速下混合3
‑
8min。
[0021]采用上述技术方案，保障整体分散均匀，提高滤芯材料整体的性能。
[0022]优选的，所述筛分为将混合粉末过30
‑
50目筛处理；所述模压为将混合粉末置于模具中模压成坯；所述烧结是将所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：取活性炭、补强剂和氟表面活性剂高速分散均匀，得到氟改性粉末；向氟改性粉末中加入聚四氟乙烯粉末、短切玻璃纤维、铜粉和抗氧剂高速分散均匀，得到混合粉末；混合粉末经筛分、模压、烧结和冷却形成半成品；半成品经车削、压延、双向拉伸和热定型处理，制得玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料。2.根据权利要求1所述的一种玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料的制备方法，其特征在于：所述活性炭为经过硅烷偶联剂浸泡后干燥处理的改性活性炭；所述补强剂为炭黑、云母粉、滑石粉或蒙脱土中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料的制备方法，其特征在于：所述氟表面活性剂为阴离子碳氟表面活性剂和/或非离子碳氟表面活性剂；所述抗氧剂为抗氧剂1076和抗氧剂168按重量比2
‑
3:1混合而成。4.根据权利要求1所述的一种玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料的制备方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯粉末的粒径为10
‑
50μm，所述短切玻璃纤维的短切长度为1.5
‑
3mm。5.根据权利要求1所述的一种玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料的制备方法，其特征在于：所述铜粉为黄铜粉和/或紫铜粉，所述铜粉的目数为300
‑
600目。6.根据权利要求1所述的一种玻纤复合聚四氟乙烯滤芯材料的制备方法，其特征在于：高速分散是在高速混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张武，彭道远，赵吉鹏，
申请(专利权)人：东莞市艾尔佳过滤器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：