聚苯硫醚滤料表面聚四氟乙烯涂层工艺与性能研究

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聚苯硫醚(PPS)纤维拥有耐高温、不燃、力学性能优良、抗化学腐蚀等性能,使得其在高温烟气过滤中得到广泛应用。然而,PPS材料在工作过程当中极容易遭到氧化破坏,缩短其使用寿命。针对这一情况,实际生产中采用具有优异化学稳定性的聚四氟乙烯(PTFE)分散液(涂层剂)对聚苯硫醚滤料进行浸渍涂层整理,对聚苯硫醚过滤材料起到保护作用。但是聚四氟乙烯涂层剂不能在滤料纤维表面形成完整连续的薄膜,并且与基体的粘结性能差,氧化性气体、酸碱液滴、高温粉尘能够对滤料造成损害,缩短滤料使用寿命。因此,需要完善PTFE涂层剂的配方,提高其成膜性和粘结性能,从而使涂层整理后的聚苯硫醚过滤材料拥有更好的性能。本课题在纯PTFE涂层剂中添加一定比例的水性环氧树脂、粘合剂,复配研制出PTFE复合涂层剂。在聚苯硫醚过滤材料表面进行PTFE浸渍涂层整理,通过单因素试验并配合正交试验确定了较优的涂层工艺,并对涂层整理后的滤料进行相关性能测试和评价。在纯PTFE涂层剂中添加一定比例粘合剂和水性环氧树脂,制成PTFE复合涂层剂。并对PTFE复合涂层剂干燥后所成薄膜进行薄膜厚度、力学性能、抗氧化性和PTFE复合涂层剂粘结性能进行测试。综合分析得出较优的PTFE复合涂层剂配方,按重量计:75份PTFE分散液,20份粘合剂,5份水性环氧树脂。以聚苯硫醚过滤材料的孔径作为评价指标,通过单因素实验和正交试验,确定聚苯硫醚过滤材料PTFE涂层整理的焙烘工艺,通过试验得出较优的PTFE涂层整理工艺,即整理液浓度70g/L,焙烘温度200℃,焙烘时间7min。此PTFE涂层工艺条件下得到的聚苯硫醚过滤材料的平均孔径最小。采用PTFE复合涂层剂,并按照较优的涂层整理工艺对聚苯硫醚过滤材料进行涂层整理。对整理后的滤料进行相关性能测试,得到如下结果:通过扫描电镜观察发现聚苯硫醚过滤材料的表面的纤维之间有连续的薄膜存在,并且在单根纤维上面也被覆着一层连续均匀的薄膜;滤料的平均孔径达到了27.67μm,孔径分布较均匀;过滤效率测试得,当过滤粒子的粒径≥0.3μm时,过滤效率达到34.04%,当过滤粒子≥2μm时,过滤效率达到95.02%,当过滤粒子≥10.0μm时,过滤效率达到97.86%。聚苯硫醚过滤材料的抗氧化性能和耐磨性能都有一定提高;经拒水拒油性能测试表明,涂层整理后的聚苯硫醚过滤材料的拒水性能为3级,不拒油。综合各试验结果,得到较优的PPS滤料表面PTFE涂层整理工艺:PTFE复合涂层整理剂浓度70g/L,轧余率:70-80%,焙烘温度为200℃,焙烘时间为7min,其中PTFE复合涂层剂的配方为:按重量计,75份PTFE分散液,20份粘合剂,5份水性环氧树脂。
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