CN104945703A - 一种发泡聚乙烯的过滤材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发泡聚乙烯过滤材料的制备方法，由下述组分组成，以重量百分数计：聚乙烯30%~80%、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物4%~20%、增强剂1%~15%、发泡剂10%~30%、致孔剂8%~30%，其制备步骤如下：原材料的熔融密炼：将上述组分按重量百分比在密炼机中熔融密炼，密炼温度为90~200oC，充分搅拌均匀；发泡并热压成型：热压成型过程中其温度为200~260oC，压力为1~5MPa，保温时间为10~60s；蒸馏水浸泡：将发泡热压成型后的材料放入蒸馏水中反复浸泡，在蒸馏水中浸泡时间为1~24小时，制得发泡聚乙烯过滤材料，在高压蒸馏水中反复冲洗。该发泡聚乙烯过滤材料对矿浆中的大小为200目的精矿有较高的截留率，具备较好的耐酸和耐机械磨损性能，能取代传统的硅酸盐材料在含氢氟酸的矿浆中使用。

Description

一种发泡聚乙烯的过滤材料的制备方法
技术领域
本发明属于采矿设备领域，特别涉及污水净化用具有较高综合力学性能的廉价过滤材料，可作为过滤板直接用于精矿的过滤，也可作为纳滤膜或反渗透膜的支撑层，具体地涉及一种发泡聚乙烯的过滤材料的制备方法。
背景技术
采矿行业普遍在选矿程序之后，对矿浆中的精矿主要采取过滤的方法进行提取。目前主要用硅酸盐多孔材料作为过滤的基板，但部分原矿中含有氟元素，使得经浮选流程之后的矿浆中含有氢氟酸，该酸在精矿回收工序中会直接腐蚀硅酸盐过滤材料，大大缩短过滤板的使用寿命，降低精矿的回收率，因此，不受氢氟酸腐蚀的聚合物过滤板是该工况下的首选。而现已成熟利用的分离膜所使用的材料主要是聚砜或醋酸纤维素等，其成本较高，并不适合作为分离材料的基体在选矿行业中应用。
聚乙烯是一种已广泛使用的高分子材料，无毒、成本低、在精矿过滤的工况条件下具有较好的化学惰性，使用聚乙烯材料作为过滤的基板，新的廉价材料来降低成本，同时取代传统的硅酸盐材料在含氢氟酸的矿浆中使用是亟待解决的一个问题。
发明内容
本发明的目的是提供提供一种发泡聚乙烯过滤材料的制备方法，通过对聚乙烯进行开孔发泡，调节其孔洞大小，作为过滤材料对矿浆中的大小为200目的精矿有较高的截留率，该材料同时具备较好的耐酸和耐机械磨损性能，能取代传统的硅酸盐材料在含氢氟酸的矿浆中使用。
本发明为解决上述提出的问题采用以下技术方案：
本发明解决其技术问题采用以下技术方案：一种发泡聚乙烯过滤材料，其特征在于，由下述组分组成，以重量百分数计：
聚乙烯                 30%~80%
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物   4%~20%
增强剂                  1%~15%
发泡剂                 10%~30%
致孔剂                  8%~30%
其中，聚乙烯分子量为300,000~500,000的低密度聚乙烯。
所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯占重量比为10%~28%。
所述增强剂选自碳酸钙、二氧化硅、蒙脱石、累托石中的一种或者两种以上的混合物。
所述发泡剂选自偶氮二甲酰胺、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺中的一种或者一种以上的混合物。
所述致孔剂选自选自氯化钠、氯化钾、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或者一种以上的混合物
一种发泡聚乙烯过滤材料的制备方法，其步骤如下：
（1）原材料的熔融密炼：将聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、增强剂、发泡剂、致孔剂按重量百分比在密炼机中熔融密炼，密炼温度为90~200oC，充分搅拌均匀，使各类添加剂在聚乙烯中均匀分布；
（2）发泡并热压成型：将步骤（1）密炼后的材料置于热压成型机的模具内，在高温高压下发泡成型，热压成型过程中其温度为200~260oC，压力为1~5MPa，保温时间为10~60s，聚乙烯处于半熔融状态，在聚乙烯内部的发泡剂会分解为气体；
（3）蒸馏水浸泡：将步骤（2）发泡热压成型后的材料放入蒸馏水中反复浸泡，在蒸馏水中浸泡时间为1~24小时，制得发泡聚乙烯过滤材料，其最大孔径为1~50μm；
（4）后处理：将步骤（3）所制得的发泡聚乙烯过滤材料在高压蒸馏水中反复冲洗，压强为0.1~0.3MPa，冲洗时间为0.5~12小时。
本发明由于采用上述技术方案，具有以下优点：
1、本发明发泡聚乙烯过滤材料适合于对矿浆中的精矿的过滤，取代传统的硅酸盐材料在含氢氟酸的矿浆中使用，避免了硅酸盐多孔材料作为过滤的基板，矿浆中含有氢氟酸直接腐蚀硅酸盐过滤材料，提高精矿的回收率，延长过滤板的使用寿命；同时降低成本，突出利用了聚乙烯材料作为过滤的基板的无毒、成本低、且在精矿过滤的工况条件下具有较好的化学惰性。
2、本发明采用的聚乙烯过滤材料制备方法，通过对聚乙烯进行开孔发泡，调节其孔洞大小，作为过滤材料对矿浆中的大小为200目的精矿有较高的截留率，制备得到的聚乙烯过滤材料具备较好的耐酸和耐机械磨损性能，能取代传统的硅酸盐材料在含氢氟酸的矿浆中使用。
3、本发明聚乙烯过滤材料原材料作为过滤的基板，同时配以各类添加剂在聚乙烯中均匀分布，增强剂使过滤材料有足够的机械强度。
4、本发明聚乙烯过滤材料制备方法，采用在高温高压下发泡成型工序，使聚乙烯处于半熔融状态，在聚乙烯内部的发泡剂会分解为气体，在聚乙烯材料的内部生成大量的闭合孔洞和少量连通到外部的开孔；同时将热压成型后的材料放入蒸馏水中反复浸泡，致孔剂在浸泡的过程中会溶于水，当两个发泡剂生成孔洞之间的致孔剂溶解后，该孔洞之间会相互连通，将制得聚乙烯过滤材料在较高的压强下纯水冲洗，将材料内部的孔洞打开。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
实施例1：一种发泡聚乙烯过滤材料的制备方法，按以下步骤：
步骤一，原料的配比：称取聚乙烯500g，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物100g、碳酸钙10g，偶氮二甲酰胺250g，氯化钠50g。
步骤二，将聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和碳酸钙在密炼机中以180oC温度搅拌2小时。
步骤三，在步骤二所得的混合物继续加入偶氮二甲酰胺和氯化钠，在密炼机中以150oC温度搅拌0.5小时，得到均匀分散的混合物。
步骤四，发泡并热压成型：将密炼机开炼得到的复合物置于模具中热压成型，热压温度为200oC，压力为2MPa，保压时间为60s。
步骤五，蒸馏水浸泡：将热压成型后的材料置于25oC蒸馏水中5小时后取出。
步骤六，后处理：将步骤五所得到的材料置于0.3MPa下的纯水中持续冲洗1小时，即得到发泡聚乙烯过滤材料。
所得过滤材料在0.1MPa下的水通量为20L/m2h。
实施例2：一种发泡聚乙烯过滤材料的制备方法，按以下步骤：
步骤一，原料的配比：称取聚乙烯600g，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50g、二氧化硅50g，N,N-二亚硝基五亚甲基四胺100g，氯化钾80g，聚乙二醇20g。
步骤二，将聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和碳酸钙在密炼机中以200oC温度搅拌2小时。
步骤三，在步骤二所得的混合物继续加入N,N-二亚硝基五亚甲基四胺、氯化钾和聚乙二醇，在密炼机中以160oC温度搅拌0.5小时，得到均匀分散的混合物。
步骤四，发泡并热压成型：将密炼机开炼得到的复合物置于模具中热压成型，热压温度为210oC，压力为2MPa，保压时间为60s。
步骤五，蒸馏水浸泡：将热压成型后的材料置于25oC蒸馏水中5小时后取出。
步骤六，后处理：将步骤五所得到的材料置于0.2MPa下的纯水中持续冲洗1小时，即得到发泡聚乙烯过滤材料。
所得过滤材料在0.1MPa下的水通量为23L/m2h。
实施例3：一种发泡聚乙烯过滤材料的制备方法，按以下步骤：
步骤一，原料的配比：称取聚乙烯450g，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物150g、蒙脱石50g、累托石50g，偶氮二甲酰胺100g，N,N-二亚硝基五亚甲基四胺50g，氯化钠100g，聚乙烯吡咯烷酮50g。
步骤二，将聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、蒙脱石和累托石在密炼机中以160oC温度搅拌2小时。
步骤三，在步骤二所得的混合物继续加入偶氮二甲酰胺、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺、氯化钠和聚乙烯吡咯烷酮，在密炼机中以130oC温度搅拌1小时，得到均匀分散的混合物。
步骤四，发泡并热压成型：将密炼机开炼得到的复合物置于模具中热压成型，热压温度为200oC，压力为2MPa，保压时间为60s。
步骤五，蒸馏水浸泡：将热压成型后的材料置于25oC蒸馏水中12小时后取出。
步骤六，后处理：将步骤五所得到的材料置于0.3MPa下的纯水中持续冲洗1小时，即得到发泡聚乙烯过滤材料。
本发明过滤材料的使用与传统水处理滤膜的使用方法相同。

Claims (6)

1.一种发泡聚乙烯过滤材料，其特征在于，由下述组分组成，以重量百分数计：
聚乙烯                 30%~80%
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物   4%~20%
增强剂                  1%~15%
发泡剂                 10%~30%
致孔剂                  8%~30%
其中，聚乙烯分子量为300,000~500,000的低密度聚乙烯。
2.根据权利要求1所述的一种发泡聚乙烯过滤材料，其特征在于：所述乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中醋酸乙烯酯占重量比为10%~28%。
3.根据权利要求1所述的一种发泡聚乙烯过滤材料，其特征在于：所述增强剂选自碳酸钙、二氧化硅、蒙脱石、累托石中的一种或者两种以上的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种发泡聚乙烯过滤材料，其特征在于：所述发泡剂选自偶氮二甲酰胺、N,N-二亚硝基五亚甲基四胺中的一种或者一种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种发泡聚乙烯过滤材料，其特征在于：所述致孔剂选自选自氯化钠、氯化钾、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或者一种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种发泡聚乙烯过滤材料的制备方法，其步骤如下：
（1）原材料的熔融密炼：将聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、增强剂、发泡剂、致孔剂按重量百分比在密炼机中熔融密炼，密炼温度为90~200oC，充分搅拌均匀，使各类添加剂在聚乙烯中均匀分布；
（2）发泡并热压成型：将步骤（1）密炼后的材料置于热压成型机的模具内，在高温高压下发泡成型，热压成型过程中其温度为200~260oC，压力为1~5MPa，保温时间为10~60s，聚乙烯处于半熔融状态，在聚乙烯内部的发泡剂会分解为气体；
（3）蒸馏水浸泡：将步骤（2）发泡热压成型后的材料放入蒸馏水中反复浸泡，在蒸馏水中浸泡时间为1~24小时，制得发泡聚乙烯过滤材料，其最大孔径为1~50μm；
（4）后处理：将步骤（3）所制得的发泡聚乙烯过滤材料在高压蒸馏水中反复冲洗，压强为0.1~0.3MPa，冲洗时间为0.5~12小时。
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Application publication date: 20150930