CN104383752B - 复合微孔过滤板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种复合微孔过滤板及其制造方法，所述过滤板包括：依次相互贴合的过滤层、过渡层和结构层；所述过滤层、所述过渡层和所述结构层均采用微孔结构，所述过滤层的孔径为0.1‑100微米，所述过渡层的孔径大于所述过滤层的孔径，所述结构层的孔径大于所述过渡层的孔径。本发明的复合微孔过滤板，由于过滤层、过渡层和结构层的孔径依次增大，不易发生堵塞，能够很好的进行固液分离作业且易于清洗和维护。
Description
技术领域
本发明涉及微孔过滤板制造技术，具体涉及一种复合微孔过滤板及其制造方法，属于脱水设备制造技术领域。
背景技术
脱水机是工业生产中常用的一种脱水设备，脱水机中通常采用过滤板来对固液进行分离。现有技术中的过滤板，一般采用多层过滤的方式对固液进行分离，一般都是采用逐级过滤一步步的将较大颗粒的固体、较小颗粒的固体依次进行过滤。但是采用这种过滤板时，过滤的层级越多，所得到的颗粒物越小，过滤板也月容易堵塞；同时，由于多级过滤板的孔径逐渐缩小，从而导致现有技术中的过滤板难以清洗和维护，使用寿命较低。
发明内容
本发明实施例提供一种可以对过滤效果好、易于冲洗维护的复合微孔过滤板。
本发明提供的复合微孔过滤板，包括：依次相互贴合的过滤层、过渡层和结构层；所述过滤层、所述过渡层和所述结构层均采用微孔结构，所述过滤层的孔径为0.1-100微米，所述过渡层的孔径大于所述过滤层的孔径，所述结构层的孔径大于所述过渡层的孔径。
如上所述的复合微孔过滤板的制造方法，其中，所述过滤层的厚度为0.5-2mm，所述过渡层的厚度为1.5-3mm，所述结构层的厚度至少为3mm。
本发明还提供一种复合微孔过滤板的制造方法，包括如下步骤：
步骤一，制作过滤层；根据拟过滤介质的精度要求，选择过滤层有机材料粉体的粒径，将有机材料、抗氧剂、热稳定剂在混料机中搅拌，再将混料装入涂有脱模剂的模具中，合模，并对混料施压，同时将混料加热至有机材料初始熔融温度恒温10分钟，自然冷却至50℃±5℃，释压，出模，待用；
步骤二，制作过渡层；根据过渡层的孔径要求，选择过渡层有机材料和无机材料粉体的粒径，将有机材料、经偶联剂处理后的无机材料、抗氧剂、热稳定剂在混料机中搅拌30分钟，将该混料装入涂有脱模剂的模具中，合模，对混料施压，同时将混料加热至有机材料初始熔融温度，恒温20-30分钟，自然冷却至50℃±5℃，释压，出模，待用；
步骤三，制作结构层；根据结构层的孔径要求，选择结构层有机材料和无机材料粉体的粒径，将有机材料、经偶联剂处理后的的无机材料、抗氧剂、热稳定剂在混料机中搅拌30分钟，将混料装入涂有脱模剂的模具中，合模，对混料施压，同时将混料加热至有机材料初始熔融温度，恒温30-45分钟，自然冷却至50℃±5℃，释压，出模，待用；
步骤四，合成复合微孔过滤板；将上述步骤中制作好的过滤层、过渡层、结构层依次装入涂有脱模剂的模具中，合模，施压，加热至有机材料初始熔融温度，恒温10分钟；再以0.5℃/分速度加热至目标烧结温度，之后恒温45分钟进行保温烧结，保温结束后，按2℃/分速度缓慢降温至50℃±5℃，释压，出模，整形，以形成复合微孔过滤板；
其中，所述有机材料为聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子聚乙烯(UHMWPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚酰胺-6(PA-6)或聚酰胺-66(PA-66)中的一种或多种；
所述无机材料为改性沸石、珍珠岩、刚玉、碳化硅、石英砂中的一种或多种；
所述偶联剂为硅烷偶联剂；
所述脱模剂为氧化锌和硅油中的一种；
所述抗氧剂为1010抗氧剂；
所述热稳定剂为硬脂酸钙。
如上所述的复合微孔过滤板的制造方法，其中，所述步骤一中，所述有机材料、所述抗氧剂和所述热稳定剂的重量百分比为100：0.1-0.15：1.5。
如上所述的复合微孔过滤板的制造方法，其中，所述步骤二中，所述有机材料、所述偶联剂、所述无机材料、所述抗氧剂和所述热稳定剂的重量百分比为100：2-10：10-25：0.1-0.15：1.5。
如上所述的复合微孔过滤板的制造方法，其中，所述步骤三中，所述有机材料、所述偶联剂、所述无机材料、所述抗氧剂和所述热稳定剂的重量百分比为100：2-10：10-30：0.1-0.15：1.5。
如上所述的复合微孔过滤板的制造方法，其中，所述步骤一、步骤二和步骤三中，混料装入模具后，对混料的施压压力为2-2.5MPa。
如上所述的复合微孔过滤板的制造方法，其中，所述步骤四中，过滤层、过渡层、结构层依次装入模具后，施压压力为2.5-3MPa。
如上所述的复合微孔过滤板的制造方法，其中，所述步骤一、步骤二、步骤三和步骤四中，合模后，在施压过程中，按5℃/分速度加热至所述有机材料初始熔融温度。
本发明的复合微孔过滤板，由于过滤层、过渡层和结构层的孔径依次增大，被过滤的固液混合物再流经过滤层之后已经变得相对纯净，可以顺利的流出过渡层和结构层，因此不易发生堵塞，能够很好的进行固液分离作业且易于清洗和维护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的复合微孔过滤板的制造方法的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供的复合微孔过滤板的制造方法，包括：依次相互贴合的过滤层1、过渡层2和结构层3；过滤层1、过渡层2和结构层3均采用微孔结构，过滤层1的孔径为0.1-100微米，过渡层2的孔径大于过滤层1的孔径，结构层3的孔径大于过渡层2的孔径。
过滤层1对拟进行分离介质，主要起截留液体或气体中固体微粒的作用，其孔径一般是根据拟过滤介质的精度要求，通过调整过滤层粉体的粒径、添加剂、成型工艺来控制其开孔率、孔径大小和分布，过滤层厚度一般为0.5-2mm，具体取决于过滤板的整体厚度和拟过滤介质对材质的要求。
过渡层2是过滤层1与结构层3的结合层，主要起到过滤层1的微孔向结构层3的较大孔径扩张过渡作用，同时也具有一定的结构支撑作用，过渡层2的孔径一般比过滤层的孔径大15-30％；过渡层2的孔径要求，是通过调整过渡层2内粉体的粒径、添加剂、成型工艺控制以控制其开孔率、孔径大小和分布；过渡层2厚度一般为1.5-3mm，取决于过滤板的整体厚度和拟过滤介质对材质的要求。
结构层3面向分离固体微粒后的液体或气体，主要起孔径扩张和结构支撑作用。结构层3的孔径一般比过渡层2的孔径大15-30％。结构层3的孔径要求，是通过调整过滤层粉体的粒径、添加剂、成型工艺控制来控制其开孔率、孔径大小和分布；过滤层厚度至少应大于3mm，其厚度取决于过滤板的整体厚度和拟过滤介质对材质的要求。
本发明的复合微孔过滤板，由于过滤层、过渡层和结构层的孔径依次增大，被过滤的固液混合物再流经过滤层之后已经变得相对纯净，可以顺利的流出过渡层和结构层，因此不易发生堵塞，能够很好的进行固液分离作业且易于清洗和维护。
本发明的复合微孔过滤板，其生产制造步骤如下：
步骤一，制作过滤层；根据拟过滤介质的精度要求，选择过滤层有机材料粉体的粒径，将有机材料100％(重量百分比)、0.1-0.15％(重量百分比)的抗氧剂、1.5％(重量百分比)的热稳定剂在混料机中搅拌30分钟，将混料装入涂有脱模剂的模具中，合模，对混料施压2-2.5MPa，按5℃/分速度加热至有机材料初始熔融温度(如：超高分子聚乙烯约为128℃±1.5℃)，恒温10分钟，自然冷却至50℃±5℃，释压，出模，待用。
步骤二，制作过渡层；根据过渡层的孔径要求，选择过渡层有机材料和无机材料粉体的粒径，将有机材料100％(重量百分比)、经2-10％(重量百分比)偶联剂处理后的的10-25％的无机材料(重量百分比)、0.1-0.15％(重量百分比)的抗氧剂、1.5％(重量百分比)的热稳定剂在混料机中搅拌30分钟，将混料装入涂有脱模剂的模具中，合模，对混料施压2-2.5MPa，按5℃/分速度加热至有机材料初始熔融温度(如：超高分子聚乙烯约为128℃±1.5℃)，恒温20-30分钟，自然冷却至50℃±5℃，释压，出模，待用。
步骤三，制作结构层；根据结构层的孔径要求，选择结构层有机材料和无机材料粉体的粒径，将有机材料100％(重量百分比)、经2-10％(重量百分比)偶联剂处理后的的15-30％的无机材料(重量百分比)、0.1-0.15％(重量百分比)的抗氧剂、1.5％(重量百分比)的热稳定剂在混料机中搅拌30分钟，将混料装入涂有脱模剂的模具中，合模，施压2-2.5MPa，按5℃/分速度加热至有机材料初始熔融温度(如：超高分子聚乙烯约为128℃±1.5℃)，恒温30-45分钟，自然冷却至50℃±5℃，释压，出模，待用。
步骤四，合成复合微孔过滤板；将制作好的过滤层、过渡层、结构层依次装入涂有脱模剂的模具中，合模，施压2.5-3.0MPa，按5℃/分速度加热至有机材料初始熔融温度(如：超高分子聚乙烯约为128℃±1.5℃)，恒温10分钟；再以0.5℃/分速度加热至目标烧结温度(如：超高分子聚乙烯约为146-153℃)，之后恒温45分钟进行保温烧结，保温结束后，按2℃/分速度缓慢降温至50℃±5℃，释压，出模，整形。
其中，有机材料为聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子聚乙烯(UHMWPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚酰胺-6(PA-6)或聚酰胺-66(PA-66)中的一种或多种；
无机材料为改性沸石、珍珠岩、刚玉、碳化硅、石英砂中的一种或多种；
偶联剂为硅烷偶联剂；
脱模剂为氧化锌和硅油中的一种；
抗氧剂为1010抗氧剂；
热稳定剂为硬脂酸钙。
本发明的复合微孔过滤板的清洗办法如下
1.先在5m/s、室温下，使用经与过滤精度相当的滤芯过滤后的0.3MPa自来水，经与过滤精度相当的滤芯过滤后的0.35MPa压缩空气，错流冲洗30min；
2.然后在5m/s、室温下，使用经与过滤精度相当的滤芯过滤后的0.3MPa、0.5mol/L的NaOH溶液，和经与过滤精度相当的滤芯过滤后的0.35MPa压缩空气，清洗30min，用经与过滤精度相当的滤芯过滤后的0.3MPa自来水漂洗至pH值为中性；
3.再在5m/s、室温下，使用经与过滤精度相当的滤芯过滤后的0.3MPa、0.5mol/L的HNO3溶液，和经与过滤精度相当的滤芯过滤后的0.35MPa压缩空气，清洗30min，用经与过滤精度相当的滤芯过滤后的0.3MPa自来水漂洗至pH值为中性；
4.最后，在5m/s、室温下，使用经与过滤精度相当的滤芯过滤后的0.3MPa、1％浓度的NaCl，和经与过滤精度相当的滤芯过滤后的0.35MPa压缩空气，清洗30min，用经与过滤精度相当的滤芯过滤后的0.3MPa去离子水漂洗至pH值为中性。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种复合微孔过滤板的制造方法，其特征在于，所述复合微孔过滤板包括：依次相互贴合的过滤层、过渡层和结构层；所述过滤层、所述过渡层和所述结构层均采用微孔结构，所述过滤层的孔径为0.1-100微米，所述过渡层的孔径大于所述过滤层的孔径，所述结构层的孔径大于所述过渡层的孔径；
所述过滤层的厚度为0.5-2mm，所述过渡层的厚度为1.5-3mm，所述结构层的厚度至少为3mm；
所述复合微孔过滤板的制造方法，包括如下步骤：
步骤一，制作过滤层；根据拟过滤介质的精度要求，选择过滤层有机材料粉体的粒径，将有机材料、抗氧剂、热稳定剂在混料机中搅拌，再将混料装入涂有脱模剂的模具中，合模，并对混料施压，同时将混料加热至有机材料初始熔融温度恒温10分钟，自然冷却至50℃±5℃，释压，出模，待用；
步骤二，制作过渡层；根据过渡层的孔径要求，选择过渡层有机材料和无机材料粉体的粒径，将有机材料、经偶联剂处理后的无机材料、抗氧剂、热稳定剂在混料机中搅拌30分钟，将该混料装入涂有脱模剂的模具中，合模，对混料施压，同时将混料加热至有机材料初始熔融温度，恒温20-30分钟，自然冷却至50℃±5℃，释压，出模，待用；
步骤三，制作结构层；根据结构层的孔径要求，选择结构层有机材料和无机材料粉体的粒径，将有机材料、经偶联剂处理后的无机材料、抗氧剂、热稳定剂在混料机中搅拌30分钟，将混料装入涂有脱模剂的模具中，合模，对混料施压，同时将混料加热至有机材料初始熔融温度，恒温30-45分钟，自然冷却至50℃±5℃，释压，出模，待用；
步骤四，合成复合微孔过滤板；将上述步骤中制作好的过滤层、过渡层、结构层依次装入涂有脱模剂的模具中，合模，施压，加热至有机材料初始熔融温度，恒温10分钟；再以0.5℃/分速度加热至目标烧结温度，之后恒温45分钟进行保温烧结，保温结束后，按2℃/分速度缓慢降温至50℃±5℃，释压，出模，整形，以形成复合微孔过滤板；
其中，所述有机材料为聚四氟乙烯(PTFE)、超高分子聚乙烯(UHMWPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚酰胺-6(PA-6)或聚酰胺-66(PA-66)中的一种或多种；
所述无机材料为改性沸石、珍珠岩、刚玉、碳化硅、石英砂中的一种或多种；
所述偶联剂为硅烷偶联剂；
所述脱模剂为氧化锌和硅油中的一种；
所述抗氧剂为1010抗氧剂；
所述热稳定剂为硬脂酸钙。
2.根据权利要求1所述的复合微孔过滤板的制造方法，其特征在于，所述步骤一中，所述有机材料、所述抗氧剂和所述热稳定剂的重量百分比为100：0.1-0.15：1.5。
3.根据权利要求1所述的复合微孔过滤板的制造方法，其特征在于，所述步骤二中，所述有机材料、所述偶联剂、所述无机材料、所述抗氧剂和所述热稳定剂的重量百分比为100：2-10：10-25：0.1-0.15：1.5。
4.根据权利要求1所述的复合微孔过滤板的制造方法，其特征在于，所述步骤三中，所述有机材料、所述偶联剂、所述无机材料、所述抗氧剂和所述热稳定剂的重量百分比为100：2-10：10-30：0.1-0.15：1.5。
5.根据权利要求1所述的复合微孔过滤板的制造方法，其特征在于，所述步骤一、步骤二和步骤三中，混料装入模具后，对混料的施压压力为2-2.5MPa。
6.根据权利要求1所述的复合微孔过滤板的制造方法，其特征在于，所述步骤四中，过滤层、过渡层、结构层依次装入模具后，施压压力为2.5-3MPa。
7.根据权利要求1所述的复合微孔过滤板的制造方法，其特征在于，所述步骤一、步骤二、步骤三和步骤四中，合模后，在施压过程中，按5℃/分速度加热至所述有机材料初始熔融温度。
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