專利名稱：一種不銹鋼網(wǎng)燒結(jié)聚四氟乙烯膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高溫除塵、油水分離網(wǎng)膜，尤其涉及一種用于電力變壓器、大型液 壓設(shè)備、發(fā)電廠機(jī)組及鋼鐵行業(yè)壓機(jī)中油水分離和各種工業(yè)窯爐煙氣除塵的不銹鋼網(wǎng)燒結(jié) 聚四氟乙烯膜及制備方法。
背景技術(shù)：
發(fā)電廠機(jī)組透平油、變壓器油、鋼鐵行業(yè)壓機(jī)油、大型液壓設(shè)備的液壓油以及各種 機(jī)械的潤(rùn)滑油等。使用一段時(shí)間后，油中水分增加，油逐漸乳化變質(zhì)，一是加速了機(jī)器零部 件、管件腐蝕，二是使油的性能變差，失去原有的功能，當(dāng)今各廠家相繼推出的各種各樣的 脫水裝置1)聚結(jié)分離式凈油機(jī)，采用進(jìn)口紙質(zhì)濾材，進(jìn)行表面破乳、聚結(jié)、分離，實(shí)現(xiàn)油水 分離，該機(jī)一是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壽命短，不能再生使用，價(jià)格貴，維修費(fèi)用高；二是此材料耐溫性 能差，不能處理高粘度油品；三是對(duì)一些原始油中含水量很大，處理后油中含水量要求不高 (^ IOOppm)的工況下使用很有效，但對(duì)處理后菲燃料油中含水量要求不<40ppm的指標(biāo)很 難達(dá)到，特別是對(duì)變壓器油，互感器油等中含水要求< IOppm的油品那就更困難了，即使是 美國(guó)PALL公司聚結(jié)分離式凈油機(jī)，對(duì)透平油處理后，油中含水量為彡50ppm(游離水)，而且 價(jià)格昂貴。2)真空凈油機(jī)，多級(jí)真空凈油機(jī)，乃至超級(jí)油凈化裝置等，機(jī)構(gòu)復(fù)雜龐大，價(jià)格很 高，運(yùn)行費(fèi)用大，操作復(fù)雜，要達(dá)到彡lOppm，甚至彡4ppm那也是相當(dāng)困難的。另外，各種高溫?zé)煔?、廢氣的排放或利用，都需要過(guò)濾凈化。旋風(fēng)除塵和電除塵后 的氣體不能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。而袋式除塵器使用溫度< 260°C，一些高爐煙氣，工業(yè)窯爐 煙氣的處理，有些還需要加前置冷卻器以適應(yīng)濾袋的耐溫要求，浪費(fèi)能源，增加成本，并有 二次污染，雖然不銹鋼纖維燒結(jié)氈濾材能耐高溫(< 60(TC )，也能達(dá)到排放要求，但價(jià)格 高，使用壽命短，運(yùn)行維修費(fèi)昂貴，使用領(lǐng)域受到限制。目前，國(guó)內(nèi)油水分離工藝中全部采用 進(jìn)口紙質(zhì)表面破孔、聚結(jié)、分離的原理，長(zhǎng)期使用的經(jīng)驗(yàn)證明耐溫性能差、使用壽命短，不能 再生使用、價(jià)格高等問(wèn)題而確定的研究課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決電力變壓器油的分離，大型液壓設(shè)備的油水分離，發(fā)電廠機(jī)組的 透平油回收使用及鋼鐵行業(yè)壓機(jī)油的油水分離的難題；本發(fā)明的目的是提供一種長(zhǎng)期有效 的油水分離材料，該油水分離材料有效孔徑高，且孔徑穩(wěn)定，與基材的結(jié)合強(qiáng)度堅(jiān)固，不易 剝離，耐溫性能高、使用壽命長(zhǎng)、價(jià)格低、并能反復(fù)沖洗使用的不銹鋼網(wǎng)燒結(jié)聚四氟乙烯膜 及其制備方法；本發(fā)明的另一目的是提供一種制備工藝簡(jiǎn)單、制作成本低廉的不銹鋼網(wǎng)燒 結(jié)聚四氟乙烯膜制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是以下述方式實(shí)現(xiàn)的一種不銹鋼網(wǎng)多孔聚四氟乙烯膜，它采 用不銹鋼網(wǎng)作為基材，經(jīng)過(guò)聚四氟乙烯乳液浸漬、燒結(jié)，在不銹鋼網(wǎng)表面形成多孔聚四氟乙 烯膜，其特征在于多孔聚四氟乙烯膜孔徑為0. 5 2μπι。所述的多孔聚四氟乙烯膜孔徑為 0. 5 0. 7 μ m，每平方厘米多孔聚四氟乙烯膜至少7000萬(wàn)個(gè)孔。所述多孔聚四氟乙烯膜孔徑為1 2 μ m，每平方厘米多孔聚四氟乙烯膜至少3500萬(wàn)個(gè)孔。所述聚四氟乙烯分子量至 少為230萬(wàn)，聚四氟乙烯顆粒直徑平均1. 5 3 μ m。一種不銹鋼網(wǎng)多孔聚四氟乙烯膜制備方法，它采用不銹鋼網(wǎng)作為基材，經(jīng)過(guò)聚四 氟乙烯乳液浸漬、燒結(jié)，在不銹鋼網(wǎng)表面形成多孔聚四氟乙烯膜，其操作步驟為一、配制浸漬液(1)用聚四氟乙烯乳液加水稀釋到含固量22 25%(2)聚乙烯醇分子量200加水稀釋至8 10 %(3) 二甲基乙酰胺分子量87. 12加水稀釋至3 5%(4)步驟(1) (2)⑶完成后，按重量比為(1) (2) (3) = 1 0. 1 0. 05 加入容器內(nèi)進(jìn)行攪拌，網(wǎng)過(guò)濾后待用；二、將不銹鋼網(wǎng)放入稀鹽酸中進(jìn)行酸洗，然后放入稀堿液中進(jìn)行中和，反應(yīng)后放入清水中漂洗至水溶液呈中性；三、將不銹鋼網(wǎng)送入烘箱流水線內(nèi)進(jìn)行干燥；四、將干燥后的不銹鋼網(wǎng)全浸漬在液體內(nèi)，然后進(jìn)行第一次燒結(jié)，燒結(jié)溫度第一溫 區(qū)50 80攝氏度；第二溫區(qū)100 120攝氏度；第三溫區(qū)170 200攝氏度，全程燒結(jié)時(shí) 間10 20分鐘；五、將第一次燒結(jié)過(guò)的網(wǎng)膜進(jìn)行第二次同樣燒結(jié)；六、將第二次燒結(jié)過(guò)的網(wǎng)膜進(jìn)行第三次同樣燒結(jié)，燒結(jié)后的網(wǎng)膜孔徑為0. 5 1 μ m0上述的在第二次燒結(jié)前，在浸漬液中加入33%的硫脲水溶液，加入量為浸漬液總 量的0. 005 0. 4%，將第一次燒結(jié)過(guò)的網(wǎng)膜浸漬后進(jìn)行同樣的第二次、第三次和第四次燒 結(jié)，燒結(jié)后的網(wǎng)膜孔徑為1 2μπι。所述燒結(jié)后網(wǎng)膜每平方厘米至少7000萬(wàn)個(gè)孔。所述燒結(jié)后網(wǎng)膜每平方厘米至少3500萬(wàn)個(gè)孔。所述稀鹽酸水溶液是用98%鹽酸兌水稀釋到PH值2. 5，稀堿水溶液時(shí)用96%堿兌 水稀釋到PH值11 12。該網(wǎng)膜的燒結(jié)濾膜具有超強(qiáng)憎水性和親油性，根據(jù)油品的不同及對(duì)處理后油品的 要求，可以制成不同孔徑的膜，可以快速實(shí)現(xiàn)脫雜質(zhì)和油水分離，也可以用于其霧水分離。本發(fā)明采用多種致孔劑，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，使膜的孔徑在控制范圍內(nèi)形成有效 孔隙率達(dá)96%以上。與國(guó)外發(fā)明的拉伸膜相比，具有孔徑大小穩(wěn)定，與基材的結(jié)合牢固、不 易剝離、使用壽命長(zhǎng)、可反復(fù)沖洗使用，解決了高粘度油品，需要在高溫下實(shí)現(xiàn)油水分離及 對(duì)油品含水量要求很低的難題。如我們將不銹鋼網(wǎng)燒結(jié)膜濾材折疊加工成圓筒形過(guò)濾器， 安裝在靜態(tài)測(cè)試臺(tái)上，初始阻力< 500Pa，濾除> 0. 5 μ m顆粒，過(guò)濾效率99. 92%，過(guò)濾介 質(zhì)為含水30%的柴油，經(jīng)此過(guò)濾器一次分離后油中含水量< 12ppm，完全符合國(guó)家GJB689 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如經(jīng)過(guò)二次分離，油中含水量< 4ppm.如若用于噴氣燃料油水分離，因?yàn)槠湔扯?小，油水分離比柴油更容易，油中含水量會(huì)更少(目前我國(guó)噴氣燃料油水分離后油中含水 量 < 15ppm)。本發(fā)明采用多種致孔劑利用化學(xué)反應(yīng)機(jī)理使孔徑在控制范圍內(nèi)形成有效孔隙率 達(dá)96%以上，與國(guó)外發(fā)明的拉伸膜相比具有孔徑大小穩(wěn)定，與基材的結(jié)合強(qiáng)度堅(jiān)固、不易剝離、使用壽命長(zhǎng)并能反復(fù)沖洗使用，長(zhǎng)期使用和溫度< 300攝氏度，解決了高溫油品的油水 分離問(wèn)題且價(jià)格低廉。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例一一、配制浸漬液(1)用聚四氟乙烯乳液(日本進(jìn)口)加水稀釋到含固量22 25%(2)聚乙烯醇分子量200加水稀釋至8 10 %(3) 二甲基乙酰胺分子量87. 12加水稀釋至3 5%(4)步驟(1) (2) (3)完成后，按重量比為(1) (2) (3) := 1 0. 1 0. 05 加 入容器內(nèi)進(jìn)行攪拌，網(wǎng)過(guò)濾后待用；二、將不銹鋼網(wǎng)放入稀鹽酸中進(jìn)行酸洗，然后放入稀堿液中進(jìn)行中和，反應(yīng)后放入清水中漂洗至水溶液呈中性；三、將不銹鋼網(wǎng)送入烘箱流水線內(nèi)進(jìn)行干燥；四、將干燥后的不銹鋼網(wǎng)全浸漬在液體內(nèi)，然后進(jìn)行第一次燒結(jié)，燒結(jié)溫度第一溫 區(qū)50 80攝氏度；第二溫區(qū)100 120攝氏度；第三溫區(qū)170 200攝氏度，全程燒結(jié)時(shí) 間10 20分鐘；五、將第一次燒結(jié)過(guò)的網(wǎng)膜進(jìn)行第二次同樣燒結(jié)；六、將第二次燒結(jié)過(guò)的網(wǎng)膜進(jìn)行第三次同樣燒結(jié)，燒結(jié)后的網(wǎng)膜孔徑為0. 5 Ium0聚四氟乙烯網(wǎng)膜結(jié)晶度40% ；燒結(jié)后網(wǎng)膜每平方厘米至少7000萬(wàn)個(gè)孔。實(shí)施例二 制備工藝同實(shí)施例一，不同之處在于在第二次燒結(jié)前，在浸漬液中加入33%的硫脲水溶液，加入量為浸漬液總量的 0. 005 0.4%，將第一次燒結(jié)過(guò)的網(wǎng)膜浸漬后進(jìn)行同樣的第二次、第三次和第四次燒結(jié)， 燒結(jié)后的網(wǎng)膜孔經(jīng)為1 2 μ m ；燒結(jié)后的網(wǎng)膜每平方厘米至少3500萬(wàn)個(gè)孔。根據(jù)網(wǎng)膜孔徑要求，可調(diào)節(jié)燒結(jié)次數(shù)獲得不同孔徑。測(cè)試結(jié)果將不銹鋼網(wǎng)燒結(jié)膜濾料折疊加工成圓筒，安裝在靜態(tài)測(cè)試臺(tái)上。初始阻力 (500Pa,相對(duì)過(guò)濾精度> 0. 5 μ m的顆粒過(guò)濾效率99. 2 %，柴油中含水量> 30 %，經(jīng)分離后 油中含水量< 12ppm( —次分離)符合國(guó)家GJB689文件規(guī)定，滿足運(yùn)行工況要求。本發(fā)明實(shí)踐證明，能快速將0. 4 μ m水包油的顆粒破乳、聚結(jié)、分離成2000 5000 μ m的水顆粒，經(jīng)二次分離后油中含水量< 4ppm。燒結(jié)濾膜孔徑1 2 μ m的不銹鋼網(wǎng)濾材制作的過(guò)濾器，能將粘度> 30厘托的液 壓油、透平油中的水，經(jīng)二次分離后油中含水量彡8ppm。利用此膜耐高溫的性能，可以提高 油溫降低粘度，處理高粘度油品的油水分離問(wèn)題。燒結(jié)濾膜孔徑50 80 μ m的不銹鋼網(wǎng)濾材制作的過(guò)濾器，能將氣霧水分離出來(lái)， 其中主要功能是將飽和狀的霧水聚結(jié)成> 2000 μ m的水珠自動(dòng)分離落入積水槽中。該網(wǎng)膜與國(guó)外紙質(zhì)材料相比，使用壽命大幅度提高、油水分離功效明顯上升、設(shè)備
5運(yùn)行速度提高2倍以上、分離效果在不同孔徑條件下符合油水分離國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、堵塞系數(shù)降 低、降低運(yùn)行維修成本。使用該燒結(jié)濾膜制造的油凈化裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)油的雜質(zhì)濾除、油水分離、氣霧水分離 功能，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低、壽命長(zhǎng)、可靠耐用、應(yīng)用范圍廣。使用本發(fā)明技術(shù)生產(chǎn)的膜濾材，可在< 300°C情況下長(zhǎng)期工作，處理后的氣體符合 國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。另外，本燒結(jié)膜濾材耐高溫、粉塵易剝離、可再生、壽命長(zhǎng)、除塵效果好、體積小、價(jià) 格便宜、運(yùn)行維修費(fèi)用低，也為企業(yè)提高了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。該網(wǎng)膜還可用于各種工業(yè)窯爐的高溫除塵及有益粉塵回收，經(jīng)實(shí)踐證明該網(wǎng)膜 可折疊加工成圓筒形濾袋，取代各種纖維布袋、針刺氈濾袋，其特點(diǎn)可在< 300°C情況下 長(zhǎng)期使用，表面光滑、易清灰、反吹壓差小、除塵效率> 99. 96%，基材與膜結(jié)合牢固、相同的 風(fēng)量和過(guò)濾面積情況下體積小、綜合評(píng)價(jià)比其它濾袋經(jīng)濟(jì)性好的多。該濾材特別適用于電 廠、金屬冶煉廠、化工廠、水泥廠、焦化廠、碳素廠等高溫?zé)煔獬龎m，排放標(biāo)準(zhǔn)符合國(guó)家環(huán)保 要求。同時(shí)，也可以把煙氣中的金屬粉塵、水泥粉塵、碳粉、有機(jī)化工粉塵等回收利用，增加 效益。根據(jù)國(guó)內(nèi)行業(yè)使用狀況調(diào)研，大面積推廣后，使我國(guó)的各種機(jī)械設(shè)備使用壽命的 延長(zhǎng)能的延長(zhǎng)能起到一定作用，同時(shí)對(duì)特種行業(yè)需求的高溫油水分離及氣霧水分離，電廠、 石化廠、金屬冶煉廠、焦化廠、水泥廠、炭化廠高溫除塵、防塵回收廢品，脫硫等提供有效的 濾材，其前景廣闊。
權(quán)利要求
1.一種不銹鋼網(wǎng)燒結(jié)聚四氟乙烯膜，它采用不銹鋼網(wǎng)作為基材，經(jīng)過(guò)聚四氟乙烯乳液 浸漬、燒結(jié)，在不銹鋼網(wǎng)表面形成多孔聚四氟乙烯膜，其特征在于多孔聚四氟乙烯膜孔徑 為 0. 5 2μ 。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼網(wǎng)燒結(jié)聚四氟乙烯膜，其特征在于多孔聚四氟乙烯 膜孔徑為0. 5 0. 7 μ m，每平方厘米多孔聚四氟乙烯膜至少7000萬(wàn)個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼網(wǎng)燒結(jié)聚四氟乙烯膜，其特征在于多孔聚四氟乙烯 膜孔徑1 2 μ m，每平方厘米多孔聚四氟乙烯膜至少3000萬(wàn)個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的任一不銹鋼網(wǎng)燒結(jié)聚四氟乙烯膜，其特征在于聚四氟 乙烯分子量至少為230萬(wàn)，聚四氟乙烯顆粒直徑平均1. 5 3μπι。
5.一種不銹鋼網(wǎng)燒結(jié)聚四氟乙烯膜制備方法，它采用不銹鋼網(wǎng)作為基材，經(jīng)過(guò)聚四氟 乙烯乳液浸漬、燒結(jié)，在不銹鋼網(wǎng)表面形成多孔聚四氟乙烯膜，其操作步驟為一、配制浸漬液(1)用聚四氟乙烯乳液加水稀釋到含固量22 25%(2)聚乙烯醇分子量200加水稀釋至8 10%(3)二甲基乙酰胺分子量87. 12加水稀釋至3 5%(4)步驟⑴(2)(3)完成后，按重量比為(1) (2) (3) = 1 0. 1 0. 05加入 容器內(nèi)進(jìn)行攪拌，網(wǎng)過(guò)濾后待用；二、將不銹鋼網(wǎng)放入稀鹽酸中進(jìn)行酸洗，然后放入稀堿液中進(jìn)行中和，反應(yīng)后放入清水中漂洗至水溶液呈中性；三、將不銹鋼網(wǎng)送入烘箱流水線內(nèi)進(jìn)行干燥；四、將干燥后的不銹鋼網(wǎng)全浸漬在液體內(nèi)，然后進(jìn)行第一次燒結(jié)，燒結(jié)溫度第一溫區(qū) 50 80攝氏度；第二溫區(qū)100 120攝氏度；第三溫區(qū)170 200攝氏度，全程燒結(jié)時(shí)間 10 20分鐘；五、將第一次燒結(jié)過(guò)的網(wǎng)膜進(jìn)行第二次同樣燒結(jié)；六、將第二次燒結(jié)過(guò)的網(wǎng)膜進(jìn)行第三次同樣燒結(jié)，燒結(jié)后的網(wǎng)膜孔徑為0.5 1 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不銹鋼網(wǎng)燒結(jié)聚四氟乙烯膜制備方法，其特征在于在第二次 燒結(jié)前，在浸漬液中加入33%的硫脲水溶液，加入量為浸漬液總量的0. 005 0. 4%，將第 一次燒結(jié)過(guò)的網(wǎng)膜浸漬后進(jìn)行同樣的第二次、第三次和第四次燒結(jié)，燒結(jié)后的網(wǎng)膜孔徑為 1 2 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不銹鋼網(wǎng)燒結(jié)聚四氟乙烯膜制備方法，其特征在于燒結(jié)后網(wǎng) 膜每平方厘米至少7000萬(wàn)個(gè)孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的不銹鋼網(wǎng)燒結(jié)聚四氟乙烯膜制備方法，其特征在于燒結(jié)后網(wǎng) 膜每平方厘米至少3500萬(wàn)個(gè)孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的不銹鋼網(wǎng)燒結(jié)聚四氟乙烯膜制備方法，其特征在于稀鹽酸水 溶液是用98%鹽酸兌水稀釋到PH值2. 5，稀堿水溶液時(shí)用96%堿兌水稀釋到PH值11 12。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種不銹鋼網(wǎng)燒結(jié)聚四氟乙烯膜及其制備方法，它采用不銹鋼網(wǎng)作為基材，經(jīng)過(guò)聚四氟乙烯乳液浸漬和燒結(jié)，在不銹鋼網(wǎng)表面形成多孔聚四氟乙烯膜，多孔聚四氟乙烯膜孔徑為0.5～2μm。多孔聚四氟乙烯膜采用多種致乳劑利用化學(xué)反應(yīng)機(jī)理使孔徑在控制范圍內(nèi)形成有效孔隙率達(dá)96％以上，與基材的結(jié)合強(qiáng)度堅(jiān)固，不易剝離，使用壽命長(zhǎng)且能無(wú)數(shù)次重復(fù)清洗使用，價(jià)格低廉，應(yīng)用范圍廣。
文檔編號(hào)B01D69/10GK102107124SQ20091022769
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者馬長(zhǎng)歡 申請(qǐng)人:新鄉(xiāng)市勝達(dá)過(guò)濾凈化技術(shù)有限公司