本发明涉及袋式除尘器滤料功能化整理，尤其涉及一种用于滤料弹性整理的水性涂层的制备方法。
背景技术：
1、在工业生产领域，随着耐高温滤料及脉冲清灰等技术的发展，袋式除尘器则凭借其优异的除尘性能在处理高温、高浓度烟气治理领域中得到越来越广泛的应用，已逐渐成为了工业烟尘过滤效率最高的除尘方式之一。而耐高温过滤材料如聚四氟乙烯、聚苯硫醚、芳香族聚酰亚胺等单一有机纤维材料，往往面临性能受限、力学性能不足及特殊工况下清灰性能差等问题，其常通过涂层滤料复合技术进行改进解决，即通过制备多功能乳液涂层并将其复合整理到滤料表面，从而使以上高温滤料具备低阻力、易清灰、耐腐蚀等多功能性，以提高其应用广泛性。
2、此前，中国专利号为cn201310352417.x公开了一种高精度双层基布针刺毡滤料的制备工艺，其采用细旦纤维制作面层，具有孔径小、孔隙率及过滤精度高的优点，但其滤料采用双层基布，其表面在过滤过程中容易粘附粉尘，且利用脉冲喷吹进行除尘时，灰尘层不易脱落和清洁；中国专利号202311642252.x公开了一种易清灰ptfe覆膜滤料的制备方法，其滤料表面不易粘灰，且灰尘层易喷吹脱落，有效降低了除尘设备的运行阻力，提高了过滤材料的除尘效率，但滤料表面覆膜也会降低其本身透气性能，增加过滤过程中滤料表面阻力的上升速度，从而导致滤料过滤清灰性能下降。
3、在涂层滤料复合技术领域，中国专利号200910095421.6公开了一种氟树脂乳液浸渍剂的制备方法及涂层织物布的制备方法，织物布经所制得的浸渍剂浸渍后具有长期加热不变形、不收缩、不沾油、耐腐蚀的特性，但是所制备氟树脂乳液浸渍剂使用原料为含氟树脂不环保，易对环境的造成污染；专利号202010077881.2公开了一种具有ptfe涂层的耐高温针刺过滤毡，用于解决过滤毡镀层长时间裸露，影响过滤效果与过滤毡清理时容易造成二次污染的问题，但在实际运用过程中因乳液分布不均、ptfe颗粒团聚等导致滤料阻力升高，清灰不畅等问题。
4、在众多弹性整理材料中，硅橡胶在弹性涂层及织物弹性整理方面具有广泛应用。硅橡胶弹性体不仅制备简单、成本低廉，且在纤维表面有很好的粘附性，特别是对疏水性纤维，能增强在使用中受到撕裂、磨损等机械作用时的抵抗力，其较好的回弹性能够有效解决滤料灰尘层不易脱落和清洁的问题。目前国内外硅橡胶弹性整理的相关专利，大多使用毒性较大的有机溶剂分散高粘度有机硅橡胶，环保型较差；或使用大量乳化剂和大量的非反应型表面活性剂制备硅橡胶乳液，导致乳液稳定性差，储存时间短，且成膜物的耐水性和机械强度较低。
技术实现思路
1、针对现有的使用有机溶剂分散高粘度有机硅橡胶或者使用单一乳化剂制备硅橡胶乳液不稳定，从而导致与滤料基材结合困难，负载不均匀的问题，本发明提供了一种硅溶胶稳定的硅橡胶乳液的制备方法，可有效解决使用有机溶剂制备乳液带来的环境污染及使用单一乳化剂制备乳液不稳定，不易存储的问题，提高整理滤料的表面均匀度，避免对滤料透气性能造成负面影响。
2、针对现有的以滤料迎尘面为整理对象进行涂层整理来改善滤料清灰效果，解决粉尘层脱落不彻底难题。与现有技术不同之处，本发明基于脉冲清灰赋予滤料表面的“弹性作用”机理，提供了一种易清灰的水性弹性涂层的制备方法，是以滤料净气面为整理对象，通过在滤料净气面整理一层弹性涂层，充分利用滤料自身的弹性增强作用，大幅增大脉冲喷吹清灰时的最大反向加速度，有效提高滤料迎尘面粉尘层剥离效果，使滤料得到有效的再生，大幅度减少了清灰频率，减缓了过滤材料阻力上升速度，有效降低了除尘设备的运行阻力，延长了滤料的使用寿命。
3、本发明的另一目的在于提供由上述方法制备得到一种用于滤料弹性整理的水性涂层组合物及其制备方法。
4、为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于滤料弹性整理的水性涂层的制备方法，包括以下步骤：
5、(1)硅橡胶乳液a的制备：将硅溶胶稀释到一定浓度，后称取一定量的乳化剂添加到一定浓度的硅溶胶中超声分散，直至静置至少2h不发生膏化和分层，即得到相容性良好的硅溶胶-乳化剂混合分散液；后在上述分散液加入端基功能化的聚二甲基硅氧烷，调节乳液ph为4.5-9，进行高速剪切均质乳化，得到稳定的硅橡胶乳液a；
6、(2)预交联硅橡胶乳液b的制备：在上述硅橡胶乳液a中加入一定量的交联剂，使用磁力搅拌器200～400r/min搅拌至少30min，再加入催化剂和润湿剂继续搅拌混合均匀，得到预交联硅橡胶乳液b；
7、(3)滤料水性弹性涂层的制备：将原始滤料载体用无水乙醇超声清洗0.2～1.5h以去除滤料表面及内部孔道中细微颗粒物及油脂，然后，将上述预交联的硅橡胶乳液b涂覆到滤料净气面进行整理，室温放置20～40min后放入真空干燥箱80～150℃干燥1～3h，待乳液完全固化后在滤料表面形成一层具有弹性的薄膜，即得到滤料水性弹性涂层。
8、进一步的：步骤(1)中所述的硅溶胶为as-30、as-40、tm-50、pw-30、pw-50、hs-40中的任意一种或者两种以上以任意比混合的混合物，所用硅溶胶的粒径为5～45nm，硅溶胶中s i o2的质量分数为20～50％，稀释后的硅溶胶浓度s io2的质量分数为5～15％。
9、进一步的：步骤(1)中所述的乳化剂为tx-10、op-9、fa-10、aec、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种或者两种以上以任意比混合的混合物；所述硅溶胶-乳化剂混合分散液中乳化剂的质量浓度为0.05～0.4％。
10、进一步的：步骤(1)中所述的超声分散的超声波功率为30～120w，超声时间为20～40min。
11、进一步的：步骤(1)中所述的端基功能化的聚二甲基硅氧烷为乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、氨基封端的聚二甲基硅氧烷、含氢硅油中的任意一种或者两种以上以任意比混合的混合物，其粘度为30～15000cst。
12、进一步的：步骤(1)中所述的调节乳液ph所采用试剂为hcl、ch3cooh、nh3·h2o中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合液，所述调节乳液的摩尔浓度为0.1～10mo l/l；步骤(1)中所述的高速剪切速率为5000～30000rpm/min，处理时间为1～10min。
13、进一步的：步骤(1)中所述的硅橡胶乳液a类型为水包油型，乳液的液滴粒径为0.5～50μm。
14、进一步的：步骤(2)中所述的交联剂为三甲基三乙氧基硅烷、异丁基三甲基硅烷、正硅酸乙酯中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物，其用量与端基功能化的聚二甲基硅氧烷的质量比例为0.01～0.3:1。
15、进一步的：步骤(2)中所述的催化剂为有机锡化合物辛酸亚锡、二桂酸二丁基锡或钛酸酯类催化剂中的任意一种；所述的润湿剂为sive l 8378、jh-4020、tego 245、ht-198、ht-105、ot-75、pe-100中的任意一种，其用量占水基硅橡胶乳液的0.001％～0.07％。
16、进一步的：步骤(3)中所述的滤料为pps覆膜滤料、ptfe覆膜滤料、pet覆膜滤料、pps，ptfe混纺覆膜滤料中的任意一种，预交联的硅橡胶乳液b的整理方式为直接浸渍法、静电喷涂法、喷枪喷涂法及线棒刮涂法中的任意一种，其在滤料上整理量为10～120g/m2；步骤(3)中所述的整理后滤料的固化温度为25～160℃，固化时间为0.5～5h。
17、通过采用前述技术方案，本发明的有益效果为：
18、1、本发明的制备工艺简单，绿色安全，以线性聚硅氧烷为原料，保证了较为优异的耐高温、耐酸碱及弹性性能，可以通过调节硅溶胶与乳化剂比例、水油体积比和乳液ph等对有机硅弹性体乳液的稳定性及分散性进行调控。
19、2、本发明制备硅橡胶乳液，用水做溶剂分散未交联的线性聚硅氧烷，代替了原来使用有机溶剂作为稀释剂降低硅橡胶粘度的方法，减少了对环境和人体的危害，同时还能降低生产和应用成本，易于放大生产。
20、3、本发明制备硅橡胶乳液，加入固化剂交联当水分蒸发后，这些粒子能不可逆地聚结成有机硅橡胶弹性体。此外，还会根据需要加入填料、颜料及其它助剂来制备满足不同应用要求的硅橡胶。水分蒸发成膜之前体系以乳液形式存在，水分蒸发后就形成了硅橡胶薄膜。
21、4、本发明利用水性有机硅弹性体乳液相比传统的硅橡胶使用方便及与纤维粘结性良好的优点，通过浸渍、喷涂、刮涂等方式对滤料进行弹性整理；水性有机硅弹性体乳液能够均匀涂覆在纤维表面，水分蒸发后能牢固附着并形成一层一层粘结紧密的有机硅弹性体薄膜，具有优异的防水防粘性能，在实际应用中能够获得更低的压降，延长清灰时间，增加滤料的使用寿命。
1.一种用于滤料弹性整理的水性涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于滤料弹性整理的水性涂层的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的硅溶胶为as-30、as-40、tm-50、pw-30、pw-50、hs-40中的任意一种或者两种以上以任意比混合的混合物，所用硅溶胶的粒径为5～45nm，硅溶胶中sio2的质量分数为20～50％，稀释后的硅溶胶浓度sio2的质量分数为5～15％。
3.根据权利要求1所述的一种用于滤料弹性整理的水性涂层的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的乳化剂为tx-10、op-9、fa-10、aec、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵中的任意一种或者两种以上以任意比混合的混合物；所述硅溶胶-乳化剂混合分散液中乳化剂的质量浓度为0.05～0.4％。
4.根据权利要求1所述的一种用于滤料弹性整理的水性涂层的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的超声分散的超声波功率为30～120w，超声时间为20～40min。
5.根据权利要求1所述的一种用于滤料弹性整理的水性涂层的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的端基功能化的聚二甲基硅氧烷为乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、氨基封端的聚二甲基硅氧烷、含氢硅油中的任意一种或者两种以上以任意比混合的混合物，其粘度为30～15000cst。
6.根据权利要求1所述的一种用于滤料弹性整理的水性涂层的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的调节乳液ph所采用试剂为hcl、ch3cooh、nh3·h2o中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合液，所述调节乳液的摩尔浓度为0.1～10mol/l；步骤(1)中所述的高速剪切速率为5000～30000rpm/min，处理时间为1～10min。
7.根据权利要求1所述的一种用于滤料弹性整理的水性涂层的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的硅橡胶乳液a类型为水包油型，乳液的液滴粒径为0.5～50μm。
8.根据权利要求1所述的一种用于滤料弹性整理的水性涂层的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的交联剂为三甲基三乙氧基硅烷、异丁基三甲基硅烷、正硅酸乙酯中的任意一种或两种以上以任意比混合的混合物，其用量与端基功能化的聚二甲基硅氧烷的质量比例为0.01～0.3:1。
9.根据权利要求1所述的一种用于滤料弹性整理的水性涂层的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的催化剂为有机锡化合物辛酸亚锡、二桂酸二丁基锡或钛酸酯类催化剂中的任意一种；所述的润湿剂为sivel 8378、jh-4020、tego 245、ht-198、ht-105、ot-75、pe-100中的任意一种，其用量占水基硅橡胶乳液的0.001％～0.07％。
10.根据权利要求1所述的一种用于滤料弹性整理的水性涂层的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述的滤料为pps覆膜滤料、ptfe覆膜滤料、pet覆膜滤料、pps，ptfe混纺覆膜滤料中的任意一种，预交联的硅橡胶乳液b的整理方式为直接浸渍法、静电喷涂法、喷枪喷涂法及线棒刮涂法中的任意一种，其在滤料上整理量为10～120g/m2；步骤(3)中所述的整理后滤料的固化温度为25～160℃，固化时间为0.5～5h。
