CN104759149A - 一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混改性高岭土的高活性复合滤料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污水处理用滤料，具体涉及一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混改性高岭土的高活性复合滤料及其制备方法，该材料由下列重量份的原料制成：聚苯胺4-6、聚丙烯30-35、马来酸酐0.01-0.02、钛酸酯偶联剂1-2、聚乙烯吡咯烷酮1-2、纳米二氧化钛1-2、十六烷基三甲基溴化铵0.8-1、高岭土22-26、纳米钛酸锶0.1-0.2、聚醚改性硅油2-3、水28-35；本发明将改性滤料微粉负载于改性聚丙烯母粒熔喷纤维细丝上，制成具有立体网络结构的材料，其对污物的除去率更高，并兼具优良的力学性能，重复利用率高，此外其形态灵活，可以根据使用环境和要求制备出多种形态和尺寸的产品。

Description

一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混改性高岭土的高活性复合滤料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种污水处理用滤料，具体涉及一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混改性高岭土的高活性复合滤料及其制备方法。

背景技术

随着社会经济的发展，水污染日益加重，污染物成分和含量更加难以掌控，对水处理技术的要求越来越高，原有的常规处理材料显然已经不能满足生产所需，要提高水处理的效率，需要从源头上提高水质处理效果，而改善滤料的使用性能无疑是最直接最高效的方法，目前使用较为广泛的滤料主要有石英砂滤料、无烟煤滤料、火山岩滤料以及植物纤维类滤料等，这些滤料在使用时各具优劣，总体来说，提高这些滤料的使用效率、降低生产成本仍是需要解决的问题。

聚丙烯熔喷材料是一种新型的过滤材料，其纤维间相互缠结，结构空隙小，呈立体网状结构，且产品灵活性强，可以根据需要制成多种形状，具有滤阻低、滤效高、产量高、成本低、不易破损等优点，已有的研究表明其在污水处理领域大有可为，然而单纯的聚丙烯熔喷成型的滤料强度和耐久性较差，对污物的吸附能力有待提高。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有材料的不足，将聚丙烯熔喷过滤材料与传统有机、无机滤料相结合，扬长避短，提供一种以熔喷聚丙烯作为载体，负载有高效吸附性能的有机、无机滤料的新型复合滤料，这种滤料生产成本低、吸附截污效果好、高效耐用，不产生二次污染。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混改性高岭土的高活性复合滤料，其特征在于：所述的复合滤料由下列重量份的原料制成：聚苯胺4-6、聚丙烯30-35、马来酸酐0.01-0.02、钛酸酯偶联剂1-2、聚乙烯吡咯烷酮1-2、纳米二氧化钛1-2、十六烷基三甲基溴化铵0.8-1、高岭土22-26、纳米钛酸锶0.1-0.2、聚醚改性硅油2-3、水28-35；

所述的一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混改性高岭土的高活性复合滤料的制备方法，包含以下步骤：

（1）先将高岭土在600-800℃条件下焙烧3-5h，待其冷却至室温后破碎成200-300目细粉，所得粉体备用，随后再将十六烷基三甲基溴化铵、马来酸酐、聚乙烯吡咯烷酮投入水中，搅拌至其完全溶解后，将焙烧后的高岭土细粉投入溶液中，浸泡2-3h后高速搅拌混合50-60min，最后再加入纳米钛酸锶，继续搅拌混合40-50min，随后将所得混合物料热风干燥，完全除去水分，破碎成300-400目微粉备用；

（2）将聚丙烯与聚苯胺、聚醚改性硅油、纳米二氧化钛混合，充分搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中在180-200℃温度下熔融挤出造粒，得改性聚丙烯母粒；

（3）将步骤（1）所得物料与改性聚丙烯母粒及其它剩余物料混合，搅拌均匀后投入熔喷非织造成型设备中，熔体经温度为200-220℃的熔喷模头喷丝孔喷出，其中喷丝孔直径为50-100μm，喷出的细丝在230-250℃的高速热空气流作用下拉伸后进入接收装置，待复合纤维丝在接收装置上聚集成形，完全冷却后即得。

本发明的有益效果:

本发明利用含有马来酸酐、聚乙烯吡咯烷酮以及表面活性剂等物质配制的水溶液对焙烧后的高岭土微粉进行浸泡改性处理，提高了粉体的表面活性，其对有机污染物的吸附能力提升，其中掺混的纳米纳米钛酸锶扩宽了滤料对污染物的处理范围，这种复合滤料微粉负载于改性聚丙烯母粒熔喷制备的纤维细丝上收集成形后得到具有繁复、多通道的立体网络结构的材料，这种结构的材料对污物的除去率更高，并兼具优良的力学性能，性能稳定高效，重复利用率高，此外其形态灵活，可以根据使用环境和要求制备出多种形态和尺寸的产品。

具体实施方式

实施例

以下将结合实施例对本发明做进一步说明。

一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混改性高岭土的高活性复合滤料，其特征在于：所述的复合滤料由下列重量份的原料制成：聚苯胺5、聚丙烯34、马来酸酐0.01、钛酸酯偶联剂1.5、聚乙烯吡咯烷酮1.2、纳米二氧化钛1.5、十六烷基三甲基溴化铵0.8、高岭土25、纳米钛酸锶0.1、聚醚改性硅油3、水32；

上述复合滤料的制备方法包含以下步骤：

（1）先将高岭土在700℃条件下焙烧4h，待其冷却至室温后破碎成300目细粉，所得粉体备用，随后再将十六烷基三甲基溴化铵、马来酸酐、聚乙烯吡咯烷酮投入水中，搅拌至其完全溶解后，将焙烧后的高岭土细粉投入溶液中，浸泡2.8h后高速搅拌混合55min，最后再加入纳米钛酸锶，继续搅拌混合45min，随后将所得混合物料热风干燥，完全除去水分，破碎成400目微粉备用；

（2）将聚丙烯与聚苯胺、聚醚改性硅油、纳米二氧化钛混合，充分搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中在190℃温度下熔融挤出造粒，得改性聚丙烯母粒；

（3）将步骤（1）所得物料与改性聚丙烯母粒及其它剩余物料混合，搅拌均匀后投入熔喷非织造成型设备中，熔体经温度为205℃的熔喷模头喷丝孔喷出，其中喷丝孔直径为60μm，喷出的细丝在235℃的高速热空气流作用下拉伸后进入接收装置，待复合纤维丝在接收装置上聚集成形，完全冷却后即得。

制备得到的复合滤料克重为192.8g/m²，孔隙率为73.8%，断裂伸长率为305.5%，断裂强度为21.4MPa，弯曲模量为26.5MPa，磨损率≤0.5%，产品对污水中氨氮除去率达95%，COD除去率达96%，重金属除去率达88.5%，浊度除去率达92%，过滤周期较常规材料平均提高58.2%。

Claims (2)

1.一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混改性高岭土的高活性复合滤料，其特征在于：所述的复合滤料由下列重量份的原料制成：聚苯胺4-6、聚丙烯30-35、马来酸酐0.01-0.02、钛酸酯偶联剂1-2、聚乙烯吡咯烷酮1-2、纳米二氧化钛1-2、十六烷基三甲基溴化铵0.8-1、高岭土22-26、纳米钛酸锶0.1-0.2、聚醚改性硅油2-3、水28-35。

2.如权利要求1所述的一种污水处理用熔喷聚丙烯掺混改性高岭土的高活性复合滤料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

（1）先将高岭土在600-800℃条件下焙烧3-5h，待其冷却至室温后破碎成200-300目细粉，所得粉体备用，随后再将十六烷基三甲基溴化铵、马来酸酐、聚乙烯吡咯烷酮投入水中，搅拌至其完全溶解后，将焙烧后的高岭土细粉投入溶液中，浸泡2-3h后高速搅拌混合50-60min，最后再加入纳米钛酸锶，继续搅拌混合40-50min，随后将所得混合物料热风干燥，完全除去水分，破碎成300-400目微粉备用；

（2）将聚丙烯与聚苯胺、聚醚改性硅油、纳米二氧化钛混合，充分搅拌均匀后投入双螺杆挤出机中在180-200℃温度下熔融挤出造粒，得改性聚丙烯母粒；

（3）将步骤（1）所得物料与改性聚丙烯母粒及其它剩余物料混合，搅拌均匀后投入熔喷非织造成型设备中，熔体经温度为200-220℃的熔喷模头喷丝孔喷出，其中喷丝孔直径为50-100μm，喷出的细丝在230-250℃的高速热空气流作用下拉伸后进入接收装置，待复合纤维丝在接收装置上聚集成形，完全冷却后即得。