一种高效油气分离过滤材料的制备方法与流程

本发明涉及玻璃纤维材料的加工，具体涉及一种高效油气分离过滤材料的制备方法。

背景技术：

1、玻璃纤维是非常好的金属材料替代材料，随着国民经济的不断发展，玻璃纤维已成为建筑、交通、电子、电气、化工、冶金、环境保护、国防等行业必不可少的原材料。中国玻璃纤维行业近几年的快速发展，动力来自国内和国外两个市场的拉动。国际市场的扩大，既有总需求增长的因素，也有来自国际企业前期因利润率较低退出行业后，给国内企业在国际市场留下的发展空间；而国内市场的增长，则是来自下游消费行业的快速发展。中国玻璃纤维经过了50多年的发展，已经颇具规模。长远来看，中东、亚太基础设施的加强和改造，对玻纤需求增加了很大的数量，随着全球在玻纤改性塑料、运动器材、航空航天等方面对玻纤的需求不断增长，行业前景乐观。目前，高端玻纤过滤材料的关键技术都掌握在欧美少数公司手中。产品的差距集中体现在：过滤效率、进气阻力和使用寿命等方面，这是一个涉及造纸、机械、气溶胶、流体力学、纤维物理化学、高分子化学等多学科的创新性系统集成工作。玻纤滤材是洁净室高效过滤器的核心材料件，是电子行业(集成电路、新型显示、太阳能电池、半导体照明等)、医疗行业(制药及器械和医院)、食品加工、航空航天和精密制造等行业发展的核心基础支撑。燃气轮机空气过滤、液压过滤、油气分离领域合计年用量在2000～4000吨，产品毛利80％左右。以天然气终端销售(加气站)为例，目前全国共有加气站约3.2万个。加气站在给汽车加气的过程中，天然气含油已经成为行业性顽疾。加气站油气分离滤芯的市场规模约3～5亿元/年，对应玻纤过滤材料约6000～8000万元/年。这类细分市场可以采用直接生产销售滤芯的模式以实现规模和利润的最大化。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种能有效解决油气分离外层浆料容易引起堵孔并导致油气分离内层过滤性能下降的问题，从而提升油气分离过滤材料的整体过滤性能，油气分离外层抗水等级达12级，环境耐久性好的高效油气分离过滤材料的制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种高效油气分离过滤材料的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤s1，改性油气分离内层浆料的制备：

4、步骤s11：取50～55重量份的直径在3～5μm的玻璃纤维、40～45重量份的直径在8～10μm的玻璃纤维、10～15重量份的直径在23～25μm的玻璃纤维，混合均匀，得到油气分离内层混合纤维；

5、步骤s12：取所述油气分离内层混合纤维，放入第一改性液中浸渍5～8h，取出，干燥，得到所述改性油气分离内层浆料；所述第一改性液按重量份计，包括：水：100份、全氟聚醚：4～6份、硅烷偶联剂kh-500：12～15份、硅油：3～5份、聚乙二醇：3～5份；

6、步骤s2，改性油气分离内层浆料的分散：将所述改性油气分离内层浆料送入分散器中打浆分散，改性油气分离内层浆料浓度控制在6～8wt％，得到分散的内层浆料；

7、步骤s3，改性油气分离外层浆料的制备：

8、步骤s31：取50～55重量份的硫酸盐木浆、10～15重量份的亚硫酸盐木浆、3～5重量份的直径在23～25μm的玻璃纤维，混合均匀，得到油气分离外层浆料；

9、步骤s32：取所述油气分离外层浆料，放入第二改性液中，浸渍90～110min，取出，干燥，得到所述改性油气分离外层浆料；所述第二改性液按重量份计，包括：水：100份、聚四氟乙烯乳液：6～8份。

10、步骤s4，改性油气分离外层浆料的分散：将所述改性油气分离外层浆料投入碎浆设备，改性油气分离外层浆料浓度控制在10～13wt％，在600～800rpm的转速下碎浆分散20～25min；再在1200～1500rpm的转速下碎浆30～35min，得到分散的外层浆料；

11、步骤s5，冲浆上网，脱水成型：

12、步骤s51：将分散的内层浆料均匀溢流至成型网的磨损面上，经第一真空抽吸，得到第一湿纸幅；

13、步骤s52：对所述第一湿纸幅施防水防油胶料，经第二真空抽吸，得到施胶的第一湿纸幅；

14、步骤s53：将所述分散的外层浆料均匀溢流在所述施胶的第一湿纸幅表面，经第三真空抽吸至含水率将至40～45％，得到湿纸页；

15、步骤s6，进行增强改性处理：将所述湿纸页于-20～-25℃条件下冷冻20～24h，取出，静置至室温，再对所述湿纸页进行烘干固化，即得所述高效油气分离过滤材料。

16、进一步地，所述步骤s11中，取52～55重量份的直径在3～5μm的玻璃纤维、42～45重量份的直径在8～10μm的玻璃纤维、13～15重量份的直径在23～25μm的玻璃纤维，混合均匀，得到油气分离内层混合纤维。

17、进一步地，所述步骤s12中，取所述油气分离内层混合纤维，放入第一改性液中浸渍6～8h，取出，干燥，得到所述改性油气分离内层浆料；所述第一改性液按重量份计，包括：水：100份、全氟聚醚：5～6份、硅烷偶联剂kh-500：14～15份、硅油：4～5份、聚四氟乙烯乳液：7～8份、聚乙二醇：4～5份。

18、进一步地，所述步骤s2中，将所述改性油气分离内层浆料送入分散器中打浆分散，改性油气分离内层浆料浓度控制在7～8wt％，得到分散的内层浆料。

19、进一步地，所述步骤s31中，取52～55重量份的硫酸盐木浆、13～15重量份的亚硫酸盐木浆、4～5重量份的直径在23～25μm的玻璃纤维，混合均匀，得到油气分离外层浆料。

20、进一步地，所述步骤s32中，取所述油气分离外层浆料，放入第二改性液中，浸渍100～110min，取出，干燥，得到所述改性油气分离外层浆料；所述第二改性液按重量份计，包括：水：100份、盐酸：7～8份。

21、进一步地，所述步骤s4中，将所述改性油气分离外层浆料投入碎浆设备，改性油气分离外层浆料浓度控制在11～13wt％，在700～800rpm的转速下碎浆分散22～25min；再在1300～1500rpm的转速下碎浆32～35min，得到分散的外层浆料。

22、进一步地，所述步骤s52中，取100重量份的丙烯酸树脂、6～8重量份的含氟防水防油剂、0.5～0.8重量份的磺酸盐型阴离子表面活性剂、0.4～0.6重量份的三聚氰胺，搅拌均匀，得到所述防水防油胶料。

23、进一步地，所述步骤s53中，将所述分散的外层浆料均匀溢流在所述施胶的第一湿纸幅表面，经第三真空抽吸至含水率将至43～45％，得到湿纸页。

24、进一步地，所述步骤s6中，将所述湿纸页于-22～-25℃条件下冷冻22～24h，取出，静置至室温，再对所述湿纸页进行烘干固化，即得所述高效油气分离过滤材料。

25、本发明一种高效油气分离过滤材料的制备方法，制备得到的高效油气分离过滤材料的主要技术指标如下：

26、 序号 性能 单位 油气分离内层 油气分离外层 1 定量 g/m2 90 86.7 2 透气度 mm/s 140 204-210 3 纵向抗张强度 kn/m 1.20 1.22 4 厚度 mm 0.43 0.35 5 0.3um过滤效率 ％ 90.28％ 78.50％ 6 过滤阻力 pa 88.6 56.8 7 抗水等级 --- 3级 12级 8 loi ％ 5.7 4.7

27、。

28、本发明一种高效油气分离过滤材料的制备方法，优化油气分离内外层浆料组成配比、浆料分散工艺及干燥固化工艺，解决了油气分离外层浆料容易引起堵孔并导致油气分离内层过滤性能下降的问题，对0.3微米颗粒的过滤效率更高，在5-20cm/s流速下的过滤阻力更小，从而提升油气分离过滤材料的整体过滤性能；且优化后，油气分离外层抗水等级达12级，环境耐久性好，能满足更苛刻环境的使用需求。