目前,耐高温针刺毡过滤材料主要有合成纤维【如芳纶、Kermel纤维、聚苯硫醚纤维(PPS)、聚酰亚胺P84纤维】、无机纤维(如玻纤、陶瓷纤维、碳纤维)和金属纤维等。但由于应用市场对耐高温过滤材料性能提出了更高的要求。如垃圾焚烧炉高温、高湿、化学腐蚀性强;含有高粘性粉尘的烟气经常出现烧袋、糊袋等问题;燃用高硫煤的电厂锅炉带有酸碱性。腐蚀性化学气体的工业烟尘净化,经常出现高温含硫等化学气体腐蚀布袋;频繁启停的城市热电供应锅炉会出现低温结露,产生高温、高黏性粉尘造成的清灰困难,停炉后的露点氧化反应使滤料早期脆化;燃煤与燃气混烧锅炉的排烟温度高达200~260℃,烟气对滤料的化学作用强烈,会出现高温烧袋、高黏性粉尘糊袋、化学气体腐蚀布袋等难题,都需要滤料具有耐强化学腐蚀、耐高温、耐水解、易清灰等特性。长期以来,我国的垃圾焚烧、电力行业燃煤锅炉、水泥和玻璃窖烟尘污染治理工程以及化工的污染治理和物料回收设备,由于没有广泛采用聚四氟乙烯纤维,而目前使用的过滤材料不能解决恶劣工况的滤料使用寿命短的问题,使用效果不能满足设计要求,造成烟尘排放量居高不下的严峻局面,并且直接影响到这些行业的生产。
PTFE纤维具有过滤工业所需要的热稳定性、耐化学剂性及抗穿刺能力,微孔、表面积较大也是其适合于作过滤材料的因素之一。PTFE纤维与碳纤维、芳纶、聚苯硫醚纤维(PPS)、聚酰亚胺纤维(P84)、玄武岩纤维、金属纤维等其他高科技纤维相比,具有很多独特的优点,用它作为高温烟气过滤材料比芳纶、玻璃纤维、PPS、P84、玄武岩等具有明显的优势。采用聚四氟乙烯纤维或聚四氟乙烯纤维同其他耐高温纤维混合,通过针刺,制成高温复合过滤毡过滤材料,具有良好的化学性能、过滤效率、清灰性能及较长的使用寿命,其优异的性能是其他过滤材料所无法比拟的。
作为过滤材料,PTFE纤维可以纯纺,也可以与其他耐高温纤维混用,这样既便于加工也有助于改善其性能。其他耐高温纤维可为合成纤维(如P84、芳纶、PPS、Kermel纤维)、无机纤维(如玻纤、陶瓷纤维、碳纤维和金属纤维)等纤维中的一种或多种。将PTFE纤维或混合纤维抗静电剂和毛、开松、梳理成网、铺网叠层形成纤网层,与基布或纤网层复合预刺成毡状材料,层状复合的素毡通过针刺机数以万计的带有钩齿的刺针上下快速冲刺,每一根刺针把梳理好的PTFE纤维或混合纤维组成的纤维层在基布的上、下两面用针的钩齿将纤维冲刺到基布之上、下及成堆的纤维中,彼此互相缠绕抱合联结,从而形成具有高强度、一定密度、弹性的三维立体结构的三维毡体布状材料,产品呈无定向三维立体结构,纤维层内部结构呈曲折路径,孔隙尺寸小。聚四氟乙烯(PTFE)纤维复合针刺毡滤料具有良好的耐腐蚀性、耐高温、耐折性、耐磨性、耐久性,不吸水、过滤效率高、尺寸稳定好、粉尘剥离性好和强度高等性能。也可经过不同的化学处理与后整理技术,以实现更高、更新的物理及化学性能,满足了烟气搞完呢过滤行业的需要,污染治理效果好,适用于高温、高湿、高黏性粉尘行业或带有酸碱性、腐蚀性化学气体的工业烟尘净化以及其他工况恶劣的场合,延长其在恶劣环境下的使用寿命。
黄斌香、黄烈以玻璃纤维拼捻成束作为经向纤维,纬向纤维线由聚四氟乙烯纤维束和玻璃纤维束拼捻成纤维线,编织成滤料布。所用玻璃纤维的直径为6~9μm,聚四氟乙烯纤维的直径为10d以上。滤料布的经向密度为12~22束/cm,纬向密度为12~22束/cm,经向强力为1000~4500N/2.5cm,纬向强力为1000~4000N/2.5cm。在滤料布的上表面覆有聚四氟乙烯微孔薄膜,制成高效长寿命耐高温的新型滤料。采用这种滤料所制成的滤料能有效地防止粉尘黏结,抗折,抗氧化,耐磨,耐高温,耐酸碱,不水解,消除移位磨损,振动除尘反吹清灰耗能小,使用寿命长。
黄斌香、黄磊的另一项发明为一种高强度的纯聚四氟乙烯梯度覆膜过滤材料。所用的基布为聚四氟乙烯基布,在聚四氟乙烯基布上依次针刺聚四氟乙烯粗纤维层、聚四氟乙烯超细纤维层,再在聚四氟乙烯超细纤维层上覆有聚四氟乙烯薄膜。这种高强度纯聚四氟乙烯梯度覆膜过滤材料具有耐高低温,耐高酸碱,耐高湿,化学稳定性极佳,并且具有过滤效率高。过滤速率快、使用寿命长等特点。可用于各类袋式除尘器,进行烟气净化除尘、粉尘治理及物料回收,且具有十分广泛的应用领域。