一、水泥粉塵治理應(yīng)用玻纖濾料現(xiàn)狀分析

我國水泥產(chǎn)量已躍居世界第一。水泥在原料和熟料加工過程中產(chǎn)生大量粉塵，成為工業(yè)粉塵一大源頭，這些粉塵過濾、捕集不但具有很好經(jīng)濟(jì)效益，而且有巨大的環(huán)保和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。我國早在上世紀(jì)七十年代玻纖濾料就在水泥袋式除塵上獲得成功應(yīng)用，目前應(yīng)用于水泥行業(yè)立窯和蓖冷機(jī)上的玻纖濾材仍以平幅玻纖過濾袋為主。

平幅玻纖過濾袋是我國第二代玻纖過濾材料，是七十年代研發(fā)成功的，生產(chǎn)中采用的是我國最通用的也是最為成熟的石蠟型浸潤劑，該浸潤劑為我國玻纖行業(yè)建立之初，在原蘇聯(lián)引進(jìn)配方基礎(chǔ)上改進(jìn)和完善的，這種浸潤劑以固色劑為成膜組分，以變壓器油、石蠟等油脂類為潤滑組分，這是一種優(yōu)良的紡織型浸潤劑，具有良好的拉絲成型工藝性和退、并、捻、整經(jīng)、織造等良好紡織工藝性能，目前國內(nèi)大多坩堝法玻纖生產(chǎn)廠家仍以它為紡織型浸潤劑，生產(chǎn)各類玻纖紡織產(chǎn)品，國內(nèi)玻纖濾材生產(chǎn)廠家也用它來生產(chǎn)平幅玻纖過濾材料。

這種石蠟型浸潤劑，由于其潤滑組分為油脂類，潤滑性能良好，但是它的存在不利于玻纖與其它基體材料粘合(它成為類似脫模劑)，而且這種浸潤劑沒有偶聯(lián)組分，不是增強(qiáng)型浸潤劑，用它生產(chǎn)的玻纖不能用作增強(qiáng)材料。由于玻纖本身一些性能不足(如耐磨、耐折性能欠佳)，所以用作粉塵過濾時(shí)，它必須進(jìn)行表面化學(xué)處理，浸涂上一些物料(如硅油、PTFE、石墨等)，以彌補(bǔ)、改善這些性能不足。從這個(gè)角度看，玻璃纖維過濾材料，經(jīng)過表面化學(xué)處理，可以看作是一種復(fù)合材料(輕涂復(fù)層)，那么，用石蠟浸潤劑生產(chǎn)的玻纖素布，由于存在石蠟等潤滑組分，不利于玻纖布與PTFE、石墨等粘合，必須事先把它去除。國內(nèi)通常采用熱清洗方法。

熱清洗是玻纖布通過熱處理爐，在高溫下，去除其表面浸潤劑的方法。這里，熱清洗又稱之為脫蠟，它可分為低溫?zé)崆逑?、中溫?zé)崆逑春透邷責(zé)崆逑?，玻纖濾材熱清洗采用中溫?zé)崆逑?，即熱處理爐溫度控制在 420—450℃。玻纖素布通過熱處理爐，在420一450℃溫度下去除拉絲過濾涂覆在玻纖表面的石蠟浸潤劑。

在熱清洗時(shí)，玻纖經(jīng) 420—450℃溫度，一般情況下，石蠟、變壓器油等有機(jī)物會(huì)燃燒。去除之，但玻纖經(jīng)歷這一高溫，強(qiáng)度要下降30％以上，其次，熱清洗雖然對織物起到了定紋作用，但是玻纖柔軟性下降，不利于保障玻纖濾材性能。第三，進(jìn)行熱清洗要耗費(fèi)大量電能(目前國內(nèi)玻纖熱處理爐均用電作能源)，既增加了生產(chǎn)工序、設(shè)備和人力，增加生產(chǎn)成本(每熱清洗1m玻纖布需電費(fèi)0.10元)，而且降低強(qiáng)度等。因而研究玻纖過濾材料用紡織增強(qiáng)型浸潤劑具有重大意義。

二、玻纖過濾材料用紡織增強(qiáng)型浸潤劑的研發(fā)

國內(nèi)未見玻纖平幅過濾布用紡織增強(qiáng)型浸潤劑研發(fā)報(bào)導(dǎo)，國外發(fā)達(dá)國家早就使用紡織增強(qiáng)型浸潤劑生產(chǎn)玻纖過濾材料。

本公司（安徽省績溪縣華林玻璃纖維有限公司）多年生產(chǎn)玻纖過濾材料，對玻纖平幅過濾袋使用石蠟型浸潤劑生產(chǎn)存在優(yōu)缺點(diǎn)有較深理解，為了適應(yīng)國家節(jié)約能源要求，為了進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，我們開展了紡織型增強(qiáng)浸潤劑研究。

用來生產(chǎn)玻纖過濾材料的紡織增強(qiáng)型浸潤劑基本要求是：①滿足玻纖拉絲工藝要求，達(dá)到石蠟型浸潤劑的拉絲工藝性能。②滿足玻纖退、并、整經(jīng)、織造工藝要求，達(dá)到石蠟型浸潤劑紡織工藝性能。③保證玻纖過濾布在表面化學(xué)處理與處理液各組分粘結(jié)良好。④總成本不高于或略高于原生產(chǎn)成本。也就是說，該浸潤劑既要具備紡織型浸潤劑性能又要具備增強(qiáng)型浸潤劑性能，因研究技術(shù)難度遠(yuǎn)大于二者。

1、組分選擇

1)成膜組分選擇

成膜組分在玻纖浸潤劑中尤其在增強(qiáng)型浸潤劑中占有十分重要的地位。它的性能直接影響纖維成膜好壞，影響纖維集束性，影響纖維加工工藝性能乃至制品性能高低。例如選擇合適的成膜劑，它能在玻纖表面形成強(qiáng)度好、韌性高、連續(xù)均勻的膜，因而能對玻纖進(jìn)行保護(hù)，以免在加工過濾中受到損傷，選擇合適成膜劑，它能使玻纖在復(fù)合材料中由于成膜劑與基體材料相容性能，發(fā)揮玻纖增強(qiáng)作用，提高復(fù)合材料力學(xué)性能。目前玻纖行業(yè)增強(qiáng)型浸潤劑成膜組分主要有：環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、聚乙酸乙烯脂、聚氧脂和丙烯酸類。從玻纖過濾布表面化學(xué)處理液組分及過濾布性能要求，我們選擇環(huán)氧樹脂作用為本潤滑劑成膜組分。

因?yàn)椴＠w拉絲采用水溶液作浸潤劑，所以環(huán)氧樹脂不能直接用作浸潤劑成膜劑，它必須是水溶性環(huán)氧樹脂，而國產(chǎn)水溶性環(huán)氧樹脂分子量偏小，且因乳化劑質(zhì)量和乳化設(shè)備工藝等局限，往往質(zhì)量不高。環(huán)氧樹脂必須先進(jìn)行乳化才能應(yīng)用到玻纖浸潤劑中，而乳化后乳液粒度直接影響浸潤劑質(zhì)量，而它又受乳化劑、乳化設(shè)備、乳化工藝直接影響，所以必須選擇合適乳化劑，并使用合適乳化劑量，選擇高剪切力乳化設(shè)備，控制好乳化工藝，才能獲得良好水溶性環(huán)氧樹脂乳液。其次用作玻纖浸潤劑作成膜劑還要求較高耐剪切力和耐熱穩(wěn)定性，因此我們選擇進(jìn)口高質(zhì)量的環(huán)氧樹酯作成膜劑，選擇高性能二種乳化劑，采用高剪切力的羅斯攪拌器，因而確保了高性能環(huán)氧樹脂乳液作成膜劑。

2)偶聯(lián)劑選擇

浸潤劑中含有偶聯(lián)劑組分是增強(qiáng)型浸潤劑區(qū)別于其它類型浸潤劑要點(diǎn)，偶聯(lián)劑在玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料中的作用是達(dá)到玻纖與復(fù)合基體材料實(shí)現(xiàn)鏈連接，建立起良好的界面層，大大提高玻纖與基體材料粘結(jié)力，大大提高制品力學(xué)性能。其次偶聯(lián)劑還能修補(bǔ)、填平玻纖在拉絲過程中因熱應(yīng)力產(chǎn)生的微裂紋，提高玻纖本身強(qiáng)度。玻纖行業(yè)常用的偶聯(lián)劑有：絡(luò)合物偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑等。絡(luò)合物偶聯(lián)劑因含有重金屬絡(luò)，目前玻纖行業(yè)較少應(yīng)用，而鈦酸酯偶聯(lián)劑一般應(yīng)用于改善無機(jī)填料與基體樹脂混合工藝性、增加填料量，所以玻纖行業(yè)也很少采用。而硅烷偶聯(lián)劑發(fā)展很快，品種又很多，是玻纖行業(yè)普遍采用的偶聯(lián)劑。我們采用硅烷偶聯(lián)劑。由于硅烷偶聯(lián)劑在浸潤劑中作用非同小可，因此，我們選擇時(shí)十分慎重，目前國產(chǎn)偶聯(lián)劑也不少，但質(zhì)量參差不齊，不少純度達(dá)不到要求，質(zhì)量難以保證，硅烷偶聯(lián)劑、品種很多，如KH550、KH560、KH570等，我們根據(jù)玻纖過濾材料表面化學(xué)處理浸漬液組分及性能。在應(yīng)用一些國產(chǎn)KH570效果欠佳的情況下，我們采用美國進(jìn)口KH570，經(jīng)試用，效果良好。

3)潤滑劑選擇

潤滑劑主要起潤滑作用，保護(hù)纖維在成型和加工過程中盡量減少磨損，由于潤滑劑本身吸水性較強(qiáng)，而且在制品中可能影響纖維與基體樹脂粘結(jié)，影響制品性能，故而在一般弱強(qiáng)型浸潤劑中用量較小，只要滿足玻纖成型加工就可以了。但對本項(xiàng)目來講，潤滑劑作用遠(yuǎn)重要于普遍增強(qiáng)型浸潤劑，我們這種玻纖是應(yīng)用于袋式過濾材料，需要經(jīng)歷拉絲、退、并、整經(jīng)、織造、表面處理、縫制等多道紡織和加工工序，因此本浸潤劑既是紡織型浸劑(它必須具備增強(qiáng)材料性能要求)，所以它在選用浸潤劑時(shí)，既要潤滑性能良好，又要與其它組分匹配，且不影響材料增強(qiáng)效果。在選用浸潤劑量時(shí)，要大于普通增強(qiáng)型浸潤劑，但用量也不能太大，否則對性能有影響，用于增強(qiáng)型浸潤劑的潤滑組分，為各種胺化物、衍生物、脂肪酸復(fù)合物、聚氨酯類以及一些表面活性劑，基于本項(xiàng)目為紡織增強(qiáng)型浸潤劑，我們選擇2—3種高性能陽離子型或非離子型潤滑劑，以保證生產(chǎn)出來的玻纖柔軟、滑爽，紡織加工工藝性能良好。

2、配方：

成膜劑(3—5)％

偶聯(lián)劑(0.3—0.5)％

潤滑劑(1—2)％

其它組分(O.3—0.5)％

水余量

三、應(yīng)用

經(jīng)過進(jìn)行多輪配方拉絲、紡織加工、表面化學(xué)處理試驗(yàn)，最后確定上述基本配方，該配方具備：

1、滿足拉絲工藝要求，滿筒率高，毛絲少，作業(yè)性能良好，單紗較用石蠟型浸潤劑生產(chǎn)單紗柔軟。

2、經(jīng)退、并、整經(jīng)工藝考核，證明紗線滑爽，工藝性能良好，加工產(chǎn)生毛絲很少。

3、經(jīng)織造工序考核，證明布面毛絲少，柔軟性和手感均優(yōu)于石蠟型浸潤劑生產(chǎn)產(chǎn)品。與石蠟型浸潤劑生產(chǎn)玻纖素布相比，緯向強(qiáng)度提高13—15％，經(jīng)向強(qiáng)度提高20—25％。

4、經(jīng)表面處理考核，證明玻纖布與浸潰液中PTFE、硅油、石墨等粘結(jié)良好，布的手感明顯優(yōu)于石蠟型，強(qiáng)度提高30—40％。

5、濾袋掛袋應(yīng)用

由于濾材柔軟，耐磨、耐折性能提高，掛袋應(yīng)用表明，它完全滿足水泥行業(yè)消煙除塵工藝和質(zhì)量要求，此次我們又引進(jìn)進(jìn)口高性能防水、防油材料，對于水泥行業(yè)高濕度、易結(jié)露工況除塵完全可以勝任，并已見成效。

四、結(jié)論

l、本紡織增強(qiáng)型浸潤劑，拉絲及紡織工藝性能良好，滿筒率高，毛絲少，與石蠟型浸潤劑生產(chǎn)用規(guī)格過濾素布相比，緯向強(qiáng)度高13—15％，證明該浸潤劑是一種性能優(yōu)良的紡織型浸潤劑。

2、經(jīng)表面化學(xué)處理試驗(yàn)，證明該浸潤生產(chǎn)玻纖濾材，浸漬液中PTFE、硅油、石墨等組分粘結(jié)良好，處理布手感比石蠟型浸潤劑生產(chǎn)過濾布柔軟，強(qiáng)度提高30~40％。

3、經(jīng)掛袋應(yīng)用，證明用該浸潤劑生產(chǎn)的濾袋，強(qiáng)度高、耐磨、耐折性良好，滿足水泥行業(yè)消煙除塵過濾工況和技術(shù)要求，且提高濾袋壽命。

4、本項(xiàng)目為國內(nèi)首先應(yīng)用紡織增強(qiáng)型浸潤劑生產(chǎn)玻纖平幅和膨體紗過濾材料，不但節(jié)約大量能源，減少投資，減少生產(chǎn)工序，降低生產(chǎn)成本，而且提高濾袋強(qiáng)度和耐磨耐折性能，提高濾袋壽命，具有良好社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

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