一种玻纤表面处理剂及其在制备PTFE-玻纤复合滤料中的应用

技术领域

本发明涉及表面处理剂技术领域，具体涉及一种玻纤表面处理剂及其在制备PTFE-玻纤复合滤料中的应用。

背景技术

玻璃纤维布作为当前主流的除尘滤袋，具有表面光滑，与粉尘摩擦系数小等特点，有利于后续粉尘的剥离，其优异的化学稳定性可以应对除了高温强碱和氢氟酸以外具有腐蚀性的烟尘环境，此外，布料的主要成分是二氧化硅，是地壳中含量最丰富的元素，原料的来源广泛且价格低廉，因此玻纤布被认为是一种非常理想的过滤材料。

但玻璃纤维布作为滤料也存在以下不足，一方面，布料的耐折和耐磨性差，在使用过程中容易磨损、折断，影响材料的使用寿命；另一方面，常规的玻纤滤料不耐水解，不足以应对垃圾焚烧锅炉、燃煤电厂等化学成分复杂的高温环境。

为了让玻纤布的实用性得到真正体现，需要对其进行表面处理，增强材料的耐磨性和化学稳定性，PTFE乳液是玻纤滤布常用的树脂涂层，其分子链呈螺旋构象能够保护内部材料不受外界侵扰，玻纤在涂层保护下耐候性明显增强。然而，玻纤表面浸润剂的存在导致PTFE的粘接难度大大提高，需要去除浸润剂后才能覆膜，在公开号为CN108411633A的中国发明专利中提到的热处理会导致浸润剂氧化变色，引起布面发黄；而在公开号为CN107010847B的中国发明专利中介绍了一些添加剂，如硅烷偶联剂使用不当会造成布料的颜色加深，这些方法制备的产品都会影响颜色，不能满足消费者对产品的外观要求；并且在配方中加入了表面活性剂，导致浸渍工艺等待消泡的时间较长，且产生大量气泡使得布面的颜色和性能较差，以上种种都对产品的外观和性能造成了不良影响，说明当前PTFE-玻纤复合滤料的表面处理剂配方和制备工艺等方面还存在一些不足，需要进一步完善。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供了一种玻纤表面处理剂及其在制备PTFE-玻纤复合滤料中的应用，其解决了现有技术中存在的PTFE-玻纤复合滤料的玻纤表面处理剂性能以及制备工艺中存在不足的问题。

一种玻纤表面处理剂，包括硅烷偶联剂0.2-0.7％、PTFE浓缩分散液20-40％、渗透剂0.1-0.5％、氨基保护剂0.1-5％以及消泡剂0.1-5％，余量为纯水。

优选地，所述氨基保护剂的含量为0.5-3％。

优选地，所述消泡剂的含量为1-4％。

优选地，所述氨基保护剂为二碳酸二叔丁酯、氯甲酸苄酯以及对甲氧基苄基溴中的一种。

优选地，所述消泡剂为乳化硅油、聚二甲基硅氧烷以及聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种。

本发明还提供了一种制备PTFE-玻纤复合滤料中的方法，包括以下步骤：

(1)在脱蜡槽中配置脱蜡溶液，并在清洗槽中加入纯水；

(2)将原布浸泡在脱蜡槽内2-7min进行脱蜡，同时保持脱蜡槽的温度为50-80℃，得到蜡含量低于0.3％的布料；

(3)将脱蜡完成的布料过清洗槽进行清洗；

(4)将清洗完成的布料放入120℃中的烘箱内干燥10min；

(5)将干燥完成的布料浸入玻纤表面处理剂中；

(6)将布料置于250℃的烘箱中烘干10min，得到成品布。

优选地，步骤(1)中的脱蜡溶液包括脱蜡剂以及纯水，所述脱蜡剂包括强碱5-15％以及渗透剂3-10％。

优选地，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

优选地，步骤(3)中在使用清洗槽对布料进行清洗时，需要每隔1小时对清洗槽的PH值进行测量。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、玻纤表面处理剂加入了氨基保护剂，用于保护偶联剂中所含的氨基在高温条件下不被氧化，避免生成偶氮类物质引起布料发黄。

2、玻纤表面处理剂加入了消泡剂，一方面可以帮助浸渍槽内的乳液快速消泡，缩短静置时间，提高生产效率，另一方面能够减少生产过程中产生的气泡，有助于乳液在玻纤布表面均匀分布，提高和改善产品的外观和性能。

3、并且本发明中的玻纤表面处理剂中的固含量相对较低，固含量为15-35％。

4、采用溶液浸泡脱蜡的方法替代传统热处理，避免原布在脱蜡过程中浸润剂氧化引起布料黄变，有效改善了产品的外观；

5、同时当清洗槽中的纯水测得的PH达到10以上时，将该纯水分为两部分，一部分稀释后重新使用，另一部分在添加适量脱蜡剂后可以作为脱蜡槽的补充液，提高原料的使用率，降低废液处理费用，节省生产成本，避免环境污染；

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述：

实施例1

配制玻纤表面处理剂，先对偶联剂进行预水解，预水解过程先加入乙酸和纯水，然后再将混合酸液缓慢加入偶联剂中。取0.2％的预水解产物加入一定量的纯水，然后依次加入40％PTFE浓缩分散液、0.1％的渗透剂、1％的乳化硅油、0.5％的二碳酸二叔丁酯以及一定量的纯水，搅拌均匀使得最终乳液的固含量为18％。将宽幅为1650mm的E型玻璃原布以2m/s的线速度运行，在脱蜡槽停留4min，其中脱蜡溶液中氢氧化钠的质量分数为8％，渗透剂的质量分数为5％，脱蜡槽温度为70℃，过清洗槽，每隔1h取样测试清洗槽PH值，随后将布料在120℃烘箱中干燥10min，脱蜡后的布料浸渍在先前配置好的玻纤表面处理剂中，最后将布料在250℃烘箱中烘干10min，得到成品布。

实施例2

配制玻纤表面处理剂，先对偶联剂进行预水解，预水解过程先加入乙酸和纯水，然后再将混合酸液缓慢加入偶联剂中。取0.5％的预水解产物加入一定量的纯水，然后依次加入30％PTFE浓缩分散液、0.3％的渗透剂、1.5％的聚二甲基硅氧烷、2％的氯甲酸苄酯和一定量的纯水，搅拌均匀使得最终乳液的固含量为22％。将宽幅为1650mm的E型玻璃原布以2m/s的线速度运行，在脱蜡槽停留7min，其中脱蜡溶液中氢氧化钠的质量分数为5％，渗透剂的质量分数为3％，脱蜡槽温度为80℃，过清洗槽，每隔1h取样测试清洗槽PH值，随后将布料在120℃烘箱中干燥10min，脱蜡后的布料浸渍在先前配置好的玻纤表面处理剂中，最后将布料在250℃烘箱中烘干10min，得到成品布。

实施例3

配制玻纤表面处理剂，先对偶联剂进行预水解，预水解过程先加入乙酸和纯水，然后再将混合酸液缓慢加入偶联剂中。取0.7％的预水解产物加入一定量的纯水，然后依次加入20％PTFE浓缩分散液、0.5％的渗透剂、3％的乳化硅油、2.5％的对甲氧基苄基溴和一定量的纯水，搅拌均匀使得最终乳液的固含量为28％。将宽幅为1650mm的E型玻璃原布以2m/s的线速度运行，在脱蜡槽浸泡2min，其中脱蜡溶液中氢氧化钠的质量分数为15％，渗透剂的质量分数为10％，脱蜡槽温度为50℃，过清洗槽，每隔1h取样测试清洗槽PH值，随后将布料在120℃烘箱中干燥10min，脱蜡后的布料浸渍在先前配置好的玻纤表面处理剂中，最后将布料在250℃烘箱中烘干10min，得到成品布。

实施例4

配制玻纤表面处理剂，先对偶联剂进行预水解，预水解过程先加入乙酸和纯水，然后再将混合酸液缓慢加入偶联剂中。取0.4％的预水解产物加入一定量的纯水，然后依次加入25％PTFE浓缩分散液、0.2％的渗透剂、4％的聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、3％的二碳酸二叔丁酯和一定量的纯水，搅拌均匀使得最终乳液的固含量为23％。将宽幅为1650mm的E型玻璃原布以2m/s的线速度运行，在脱蜡槽停留3min，其中脱蜡溶液中氢氧化钾的质量分数为10％，渗透剂的质量分数为7％，脱蜡槽温度为60℃，过清洗槽，每隔1h取样测试清洗槽PH值，随后将布料在120℃烘箱中干燥10min，脱蜡后的布料浸渍在先前配置好的玻纤表面处理剂中，最后将布料在250℃烘箱中烘干10min，得到成品布。

对比例1

在实施例1中不添加氨基保护剂二碳酸二叔丁酯，补充等质量的纯水，其余条件相同。

对比例2

在实施例2中不添加消泡剂聚二甲基硅氧烷，补充等质量的纯水，表面处理剂配制好后静置5h消泡，浸渍过程发现玻纤布两面有密集气泡。

对比例3

将实施例3中的脱蜡方式改为热处理，其余条件相同，脱蜡后玻纤布发黄。

对比例4

将实施例4中的脱蜡溶液改为纯水，其余条件相同。

实施例和对比例的外观性能测试结果在表1中，行业要求克重介于760-820g/m2，硬度低于10，油含量介于9％-13％，拉伸强度大于2400N/25mm，耐老化大于80％。

表1成品布外观和性能测试结果

其中上述各项测试的测试标准为：

克重测试：GB/T 9914.3(ISO 3374)

硬挺度测试：ASTM D4032-08(2012)

油含量测试：GB/T 9914.2(ISO 1887)

拉伸强度测试：GB/T 7689.5(ISO 4606)

耐老化测试：将玻纤布在200℃烘箱放置30天，测试经向和纬向拉伸强度的保留率。

固含量测试：取一定量的PTFE乳液在100℃烘箱中烘干至恒重，计算剩余固体质量占初始质量的比值。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。