用于改善滤料表面的涂层组合物及用其形成涂层的方法.pdf

本发明公开了一种用于改善滤料表面的涂层组合物及用其形成涂层的方法。本发明提供的用于改善滤料表面的涂层组合物包括聚四氟乙烯水分散液、增稠剂、发泡剂、水，可在滤料的表层形成一层30~80g/m2致密的聚四氟乙烯保护层，改善滤料的耐化学性能和表面效果，提高滤料的清灰性能，并在一定程度上提高滤料的过滤精度，延长滤料的清灰周期，提高滤料使用寿命。

1、  用于改善滤料表面的涂层组合物，包括占重量百分比50~95％的重量百分比浓度为30％~50％的聚四氟乙烯水分散液、0.1~1％发泡剂和0.5～3％增稠剂和1~46％水。

2、  根据权利要求1中所述的用于改善滤料表面的涂层组合物，其特征在于：聚四氟乙烯水分散液为阴离子型聚四氟乙烯水分散液、阳离子型聚四氟乙烯水分散液或非离子型聚四氟乙烯水分散液中的一种。

3、  根据权利要求2中所述的用于改善滤料表面的涂层组合物，其特征在于：发泡剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、季铵化合物、苯扎氯铵、苯扎溴铵或松香皂类发泡剂中的一种。

4、  根据权利要求2中所述的用于改善滤料表面的涂层组合物，其特征在于：发泡剂优选为苯扎氯铵或苯扎溴铵。

5、  根据权利要求3或4中所述的用于改善滤料表面的涂层组合物，其特征在于：增稠剂为淀粉、果胶、琼脂、明胶、海藻脂、角叉胶、糊精、黄耆胶、多糖素衍生物、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、低分子聚乙烯蜡或聚丙烯酰胺中的一种。

6、  根据权利要求3或4中所述的用于改善滤料表面的涂层组合物，其特征在于：增稠剂优选为分子量为4000~15000的甲基纤维素或羧甲基纤维素。

7、  根据权利要求6中所述的用于改善滤料表面的涂层组合物，其特征在于：最优选占重量百分比75％的重量百分比浓度为40％的聚四氟乙烯水分散液、0.5％苯扎氯铵或苯扎溴铵、1.5％分子量为8000~10000的甲基纤维素或羧甲基纤维素和23％水组成。

8、  一种使用涂层组合物的形成涂层的方法，包括以下步骤：将占重量百分比50~95％的重量百分比浓度为30％~50％的聚四氟乙烯水分散液、0.1~1％发泡剂和0.5~3％增稠剂、1~46％水均匀混合配成浆液，向浆液中输入压缩空气，剪切进行发泡；将泡沫涂到滤料，经轧辊后高温烧结。

9、  根据权利要求8中所述的使用涂层组合物的形成涂层的方法，其特征在于：将占重量百分比50~95％的重量百分比浓度为30％~50％的聚四氟乙烯水分散液、0.1~1％发泡剂和0.5~3％增稠剂、1~46％水加入搅拌器中均匀混合配成浆液，通过螺杆泵将浆液输送到发泡机的混合乳化头；向混合乳化头中输入压缩空气，对浆料进行剪切发泡；而后将泡沫输送到轧车，通过轧车上喷嘴的往复运动将泡沫涂覆到滤料表层，滤料经轧辊后烧结。

10、  根据权利要求9中所述的使用涂层组合物的形成涂层的方法，其特征在于：使用3000rpm～10000rpm的转速对浆料进行剪切发泡。

用于改善滤料表面的涂层组合物及用其形成涂层的方法
技术领域
本发明涉及涂层组合物及用其形成涂层的方法，特别地涉及一种用于改善滤料表面的涂层组合物及用其形成涂层的方法。
背景技术
随着世界范围内环保意识和要求的不断增强以及科学技术的不断进步，科研人员不懈地研究和利用一切可能的材料和方法，开发新的、更有效的过滤材料以提高滤料的耐化学性能、清灰性能、延长滤料的清灰周期及使用寿命，或改善现有的滤料性质，而过滤材料所选用的原料种类和材料形成的结构形式又是达到上述目的的重要保证。高性能化滤料的开发和发展，使过滤领域在技术性和功能性上都有了引人注目的提升。在清洁处理燃煤锅炉、垃圾焚烧、金属冶炼、水泥、化工等高尘、高腐蚀性环境时，特别需要耐高温、耐腐蚀，并具有高过滤性能的过滤材料。过滤材料质量好坏和设计合理性，直接决定着过滤的有效性和经济可行性。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于改善滤料表面的涂层组合物，以解决现有技术中存在的上述问题。本发明中的涂层组合物可在滤料的表层形成一层致密的聚四氟乙烯保护层，改善滤料的耐化学性能、表面效果和清灰性能，延长滤料的清灰周期及使用寿命。
本发明还有一个目的是提供一种使用涂层组合物的形成涂层的方法。
本发明采用的技术方案如下：
用于改善滤料表面的涂层组合物，包括占重量百分比50～95％的重量百分比浓度为30％～50％的聚四氟乙烯水分散液、0.1～1％发泡剂和0.5～3％增稠剂和1～46％水。
上述配比的涂层组合物可在滤料的表层形成一层30～80g/m2致密的聚四氟乙烯保护层，改善滤料的耐化学性能和表面效果，提高滤料的清灰性能，延长滤料的清灰周期及使用寿命，并最终降低过滤的能耗和运行成本。
前述用于改善滤料表面的涂层组合物中，聚四氟乙烯水分散液为阴离子型聚四氟乙烯水分散液、阳离子型聚四氟乙烯水分散液或非离子型聚四氟乙烯水分散液中的一种。
前述用于改善滤料表面的涂层组合物中，发泡剂可以为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、季铵化合物、苯扎氯铵、苯扎溴铵或松香皂类发泡剂中的一种。发泡剂具有较高的表面活性，能有效降低液体的表面张力，形成气泡。由于苯扎氯铵或苯扎溴铵具有一定的消毒能力，不易引起霉变，故优选使用苯扎氯铵或苯扎溴铵。
前述用于改善滤料表面的涂层组合物中，增稠剂可以为淀粉、果胶、琼脂、明胶、海藻脂、角叉胶、糊精、黄耆胶、多糖素衍生物、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、低分子聚乙烯蜡或聚丙烯酰胺中的一种，优选使用可人工合成的甲基纤维素或羧甲基纤维素，最优选为分子量在4000～15000的甲基纤维素或羧甲基纤维素，在保证涂层组合物性能的同时，降低生产成本。
前述用于改善滤料表面的涂层组合物中，还可以包括微量不影响涂层组合物性能的其他任何物质。
前述用于改善滤料表面的涂层组合物最优选由占重量百分比75％的重量百分比浓度为40％的非离子型聚四氟乙烯水分散液、0.5％苯扎氯铵或苯扎溴铵、1.5％分子量为8000～10000的甲基纤维素或羧甲基纤维素和23％水组成。
一种使用涂层组合物的形成涂层的方法，包括以下步骤：
将占重量百分比50～95％的重量百分比浓度为30％～50％的聚四氟乙烯水分散液、0.1～1％发泡剂和0.5～3％增稠剂、1～46％水均匀混合配成浆液，向浆液中输入压缩空气，剪切进行发泡；将泡沫涂到滤料，经轧辊后高温烧结。
以聚四氟乙烯水分散液为主要原料，通过配浆、发泡、涂层、高温烧结等工序后，在滤料的表层形成一层30～80g/m²致密的聚四氟乙烯保护层，聚四氟乙烯水分散液中的细微颗粒状物质涂敷在滤料表面或填充在滤料空隙后，增大了滤料的比表面积，使孔隙变小，在一定程度上提高了滤料的过滤精度。
前述使用涂层组合物的形成涂层的方法中，将占重量百分比50～95％的重量百分比浓度为30％～50％的聚四氟乙烯水分散液、0.1～1％发泡剂和0.5～3％增稠剂、1～46％水加入搅拌器中均匀混合配成浆液，通过螺杆泵将浆液输送到发泡机的混合乳化头；向混合乳化头中输入压缩空气，对浆料进行剪切发泡；而后将泡沫输送到轧车，通过轧车上喷嘴的往复运动将泡沫涂覆到滤料表层，滤料经轧辊后烧结。
前述使用涂层组合物的形成涂层的方法中，使用3000rpm～10000rpm的转速对浆料进行剪切发泡。
在上述方法中，可通过调节螺杆泵的转速、混合乳化头剪切频率和压缩气体的流量控制发泡效果，并可通过调整喷嘴的往复速度及压辊的线速，控制聚四氟乙烯发泡涂层的涂布量。将轧辊后的滤料送入烘箱在200℃～300℃进行烧结，使聚四氟乙烯涂层牢固地附着在滤料表层，在滤料的表层形成一层均匀、牢固、致密的聚四氟乙烯涂层。
具体实施方式
通过下面给出的本发明实施例可进一步了解本发明，以下实施例仅为本发明的几个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
实施例1
将500g重量百分比浓度为50％的阴离子型聚四氟乙烯水分散液、10g苯扎氯铵和30g羧甲基纤维素和460g水加入搅拌器中均匀混合配成浆液，通过螺杆泵以40rpm的转速将浆液输送到发泡机的混合乳化头；混合乳化头中输入流量为600L/h的压缩空气，用3500rpm的转速对浆料进行高速剪切发泡，混合乳化头使用冷却水进行冷却；通过管道将泡沫输送到轧车，轧车上喷嘴以3m/min的速度往复运动将泡沫均匀涂覆到滤料表层，滤料经压辊以4m/min的速度轧辊后，在滤料表层形成一层均匀的聚四氟乙烯涂层；将轧辊后的滤料送入烘箱，在250℃高温烧结，使聚四氟乙烯涂层牢固地附着在滤料表层，形成一层均匀、牢固、致密的聚四氟乙烯涂层。
实施例2
将950g重量百分比浓度为40％的阳离子型聚四氟乙烯水分散液、10g苯扎溴铵、30g甲基纤维素和10g水加入搅拌器中均匀混合配成浆液，通过螺杆泵以20rpm的转速将浆液输送到发泡机的混合乳化头；混合乳化头中输入流量为600L/h的压缩空气，用3000rpm的转速对浆料进行高速剪切发泡，混合乳化头使用冷却水进行冷却；通过管道将泡沫输送到轧车，轧车上喷嘴以3m/min的速度往复运动将泡沫均匀涂覆到滤料表层，滤料经压辊以4m/min的速度轧辊后，在滤料表层形成一层均匀的聚四氟乙烯涂层；将轧辊后的滤料送入烘箱，在250℃高温烧结，使聚四氟乙烯涂层牢固地附着在滤料表层，形成一层均匀、牢固、致密的聚四氟乙烯涂层。
实施例3
将950g重量百分比浓度为30％的阳离子型聚四氟乙烯水分散液、1g苯扎溴铵、5g甲基纤维素和44g水加入搅拌器中均匀混合配成浆液，通过螺杆泵以30rpm的转速将浆液输送到发泡机的混合乳化头；混合乳化头中输入流量为600L/h的压缩空气，用10000rpm的转速对浆料进行高速剪切发泡，混合乳化头使用冷却水进行冷却；通过管道将泡沫输送到轧车，轧车上喷嘴以3m/min的速度往复运动将泡沫均匀涂覆到滤料表层，滤料经压辊以4m/min的速度轧辊后，在滤料表层形成一层均匀的聚四氟乙烯涂层；将轧辊后的滤料送入烘箱，在250℃高温烧结，使聚四氟乙烯涂层牢固地附着在滤料表层，形成一层均匀、牢固、致密的聚四氟乙烯涂层。
实施例4
将750g重量百分比浓度为40％的非离子型聚四氟乙烯水分散液、5g苯扎溴铵、15g甲基纤维素和230g水加入搅拌器中均匀混合配成浆液，通过螺杆泵以30rpm的转速将浆液输送到发泡机的混合乳化头；混合乳化头中输入流量为600L/h的压缩空气，用8000rpm的转速对浆料进行高速剪切发泡，混合乳化头使用冷却水进行冷却；通过管道将泡沫输送到轧车，轧车上喷嘴以3m/min的速度往复运动将泡沫均匀涂覆到滤料表层，滤料经压辊以4m/min的速度轧辊后，在滤料表层形成一层均匀的聚四氟乙烯涂层；将轧辊后的滤料送入烘箱，在250℃高温烧结，使聚四氟乙烯涂层牢固地附着在滤料表层，形成一层均匀、牢固、致密的聚四氟乙烯涂层。
本发明对实施例1、实施例2、实施例3和实施例4制得的发泡涂层组合物的滤料的质量指标进行了测试，结果如表1所示：
表1  涂层组合物的检测结果