高柔韧性玻纤布滤料后处理技术研究

魏 涛，高明伟，陈昊光，娄正博

（中材科技股份有限公司，南京 210012）

0 前言

在水泥、炭黑等行业，工业滤袋除尘一般会选用玻纤类滤料，玻纤滤料与化纤滤料相比，具有成本低、耐热性高、机械强度高、尺寸稳定性好等优点，但其主要缺点之一即是耐屈饶性较差［1-5］。滤料在使用过程中，除尘过程中含有喷吹清灰工序，清灰的形式有震打、反吸风、反吹风、脉冲等，这些清灰形式使得滤袋在使用过程中受到一定程度的频繁折叠，所以玻纤布滤料耐折性能的提高可大大延长其使用寿命［6-10］。

1 实验部分

1.1 材料与设备

1.1.1 实验材料

实验玻纤素布：单位面积质量750 g/m2的无碱玻纤布。

TF乳液：质量分数35%的聚四氟乙烯乳液；

TFO乳液：质量分数3%的苯甲基硅油乳液；

TFP乳液：质量分数3%的氨基硅油乳液；

TFQ乳液：质量分数3%的石蜡乳液。

1.1.2 实验设备

浸渍处理机组；高温热压覆膜机组。

1.2 实验过程

实验处理的基材为克重750 g/m2，幅宽163 cm的无碱玻纤布，通过热脱浸润剂工序，进行400 ℃分别高温烘焙60 s、90 s、120 s、150 s、180 s、210 s、240 s、270 s等，制得8种不同热处理时间的玻纤布处理热清洗布。

将TF乳液分别与O乳液、P乳液、Q乳液进行1∶1 混合，并搅拌均匀，制备成4 种处理配方乳液：TF乳液、TFO乳液、TFP乳液、TFQ乳液。

将8 种玻纤布处理热清洗布分别经过4 种处理配方乳液进行浸渍处理，并通过挤料压轧装置控制含胶量为12%。再对32 种玻纤布处理样与PTFE薄膜进行覆合，制得32 种处理布的覆膜滤料。具体生产工艺流程见图1。

图1 生产工艺流程

1.3 性能测试

单位面积质量的测定按照 GB/T 9914.3-2013《增强制品试验方法》测试；厚度按照 GB/T 3820-1997 《纺织品和纺织制品厚度的测定》测试；透气率按照 GB/T 5453-1997 《纺织品 织物透气性的测定》测试；断裂强力按照 GB/T 3923.1-2013《纺织品 织物拉伸性能》测试；耐折性能依照ASTM D2176-16《Standard Test Method for Folding Endurance of Paper and Plastics Film by the M.I.T.Tester》耐折测试方法进行检测。

2 实验结果与分析

2.1 热清洗布残碳量

素布前热脱浸润剂工序，在400 ℃下分别烘焙60 s、90 s、120 s、150 s、180 s、210 s、240 s、270 s等，对8 种不同热烘焙时间下制得的浸渍热清洗布，分别进行残碳量测试，测试结果见图2。

由图2 可看出素布前热脱浸润剂在400 ℃时，随着热处理时间的延长，残碳量下降趋势明显，在热处理时间60～150 s，残碳量呈直线下降趋势，当达到150 s之后，残碳量下降趋势减缓，在270 s时，残碳量达到实验过程的最低值，结果为0.22%。

图2 不同热处理时间下浸渍热清洗布的残碳量

2.2 耐折性能

对400 ℃下分别烘焙60 s、90 s、120 s、150 s、180 s、210 s、240 s、270 s等8 种不同热处理时间下制得的浸渍热清洗布，分别经过TF乳液、TFO乳液、TFP乳液、TFQ乳液浸渍并210 ℃烘焙5 min，处理后耐折性能结果见图3，处理后的纤维表面结构见图4。

图3 不同热处理时间的热清洗布经4种乳液处理后的耐折性能

由图3 可看出不同热处理时间的热清洗布经过TF乳液、TFO乳液、TFP乳液、TFQ乳液浸渍后，均呈现出耐折性能先上升再降低的趋势，说明素布表面的残碳量的高低可能会影响后处理配方功能性助剂在纤维表面的包覆效果，但是随着素布的热处理时间逐渐延长至210 s后，耐折性能开始出现衰减。图4 为不同热处理时间的纤维表面结构SEM图，可以看出纤维在240 s时有轻微的损伤，在270 s时纤维有部分断裂，因此耐折性能出现衰减可能和玻纤基材在高温下的时间延长，纤维表面出现裂纹破损有关。

经比较，可看出热清洗布经过TFP乳液浸渍后的耐折性能具有明显优势，在210 s制得浸渍热清洗布经TFP乳液处理后，耐折次数达到5.8 万次左右。

3 结论

通过对制得的8 种不同热处理时间的玻纤布处理热清洗布残碳量分析，以及经过TF乳液、TFO乳液、TFP乳液、TFQ乳液4 种乳液分别浸渍处理后的耐折性能对比研究，得出以下结论：

（1）素布前热脱浸润剂在400 ℃时，随着热处理时间越长，残碳量下降趋势明显，当热处理时间60～150 s，残碳量呈直线下降趋势，当达到150 s之后，残碳量下降趋势减缓，在270 s时，残碳量达到最低值0.22%。

图4 不同热处理时间的纤维表面结构SEM 图

（2）8 种不同热处理时间的热清洗布经过TF乳液、TFO乳液、TFP乳液、TFQ乳液浸渍后，均呈现出耐折性能先上升再降低的趋势，说明素布表面的残碳量的高低可能会影响后处理配方功能性助剂在纤维表面的包覆效果，残碳量的降低也更利于乳液浸渍后的处理效果体现。但是随着热处理时间持续增加150～210 s之后，玻璃纤维表面可能会出现裂纹，从而使基材处理后的力学性能出现衰减。

（3）热清洗布在400 ℃下，热处理时间达到180 s时，TFP乳液、TFO乳液浸渍处理后的耐折性能达到最高值，耐折次数分别为2万次、2.8 万次左右。热清洗布热处理时间达到210 s时，TFP乳液、TFQ乳液浸渍处理后的耐折性能达到最高值，耐折次数分别为5.8 万次、3.1 万次左右。

（4）热清洗布经过TFP乳液浸渍后的耐折性能具有明显优势，在400 ℃、210 s制得浸渍热清洗布经TFP乳液处理后，耐折次数达到5.8 万次左右。因此氨基硅油乳液与聚四氟乙烯乳液的共混乳液对改善玻纤的柔韧性有一定增效，且用400 ℃、210 s制得的浸渍热清洗布再通过TFP乳液处理可获得高柔韧性玻纤布滤料。