CN108854265A - 一种复合过滤材料及其制备方法 - Google Patents

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李芬
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material

Abstract

本发明涉及一种复合过滤材料，其特征在于：由熔喷无纺布本体和过滤材料层构成，所述熔喷无纺布本体由聚丙烯和添加剂经过熔融纺丝后熔喷形成。本发明制备的过滤材料的拉伸强度达6.5‑8.5MPa，过滤截留率在95%以上，显示优异的分离性，机械性能和耐久性，可广泛应用于各种净化领域，市场前景广。同时工艺过程简单，制造成本低，应用范围广。

Description

一种复合过滤材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种复合过滤材料及其制备方法。
背景技术
过滤是利用介质将悬浮液体或气体中的固体物质截留，而液体或气体则穿过介质被澄清或净化。当液体或气体中的固体颗粒尺寸大于过滤材料的孔径时，就只能允许或气体液体通过，而固体颗粒被吸附在过滤材料的表面，使固液分离，形成滤饼。众所周知，过滤材料的过滤效率与其过滤层的材质有直接的关系，材质的好坏将直接影响过滤效率。常用的疏水性材质如聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯，不仅制作成本较高，而且对水仍存在一定的耐久性问题，会使得过滤过滤的透气性变差，降低过滤效率，增加能耗，以及降低使用寿命。为此，为了改善过滤材料的以上不足，需要提供一种新型的复合过滤材料。
发明内容
本发明为了解决现有技术问题上的以上不足，提供一种复合过滤材料及其制造方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种复合过滤材料，其特征在于：由熔喷无纺布本体和过滤材料层构成，所述熔喷无纺布本体由聚丙烯和添加剂经过熔融纺丝后熔喷形成；所述过滤材料层由如下重量份数的原料组成：15-25份聚苯乙烯、3-10份竹纤维、9-15份聚碳酸氰胺、2-5份硬酯酸、15-35份麦饭石、2-6份云母、5-18份凹凸棒土黏土、1-20份十二烷基硫酸钠、0.01-5份聚丙烯酸钠、0.01-5份氯偏磷酸钠、1-4份二氧化钛、1-3份防老剂、5-15份分散剂、6-12份助溶剂，余量为水。
一种复合过滤材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）将50-75份苯甲酸和35-65份丙三醇在220-240℃进行酯化反应；反应结束后加入聚丙烯、氢氧化钙进行缩聚反应，反应温度为190-230℃，反应时间为8-15min，反应结束后经切粒得到聚丙烯切片；
（2）将所述聚丙烯切片经过螺杆挤出机加热熔融后，经熔体分配流道由喷丝模头上的喷丝孔基础，经过热气流牵伸，细化的纤维冷却固化后沉积于收集网装置上，收卷成网，得到熔喷无纺布；
（3）将聚苯乙烯、竹纤维、聚酰胺、聚碳酸氰胺、硬酯酸、纳米纤维素、分散剂和助溶剂加入到水中，采用搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后形成第一混合溶液；
（4）将麦饭石、云母、凹凸棒土黏土送入煅烧炉中进行高温煅烧3小时，取出后加入十二烷基硫酸钠、聚丙烯酸钠、氯偏磷酸钠、二氧化钛和防老剂，然后送入搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后输入研磨机中进行研磨，然后加入分散剂中超声分散，形成均匀的第二混合溶液；
（5）在步骤（1）中第一混合溶液加入步骤（2）中第二混合溶液并混合均匀，通过磁力搅拌器搅拌均匀形成混合液；
（6）将步骤（5）形成的混合液涂覆到步骤（2）中制备的熔喷无纺布上，经刮膜、烘干、凝聚成膜得到所述过滤材料。
进一步地，所述步骤（2）中所述热气流温度控制在150-350℃，优选200-350℃；所述气体气压控制在0.2-0.5MPa，优选0.2-0.4MPa。
进一步地，所述步骤（2）中所述螺杆挤出机温度控制在150-350℃，优选100-280℃，优选150-255℃；所述分配流道温度控制在180-280℃，,优选200-240℃；所述由喷丝模头温度控制在210-290℃，优选240-275℃。
本发明的有效效果在于：过滤材料的拉伸强度达6.5-8.5MPa，过滤截留率在95%以上，显示优异的分离性，机械性能和耐久性，可广泛应用于各种净化领域，市场前景广。同时工艺过程简单，制造成本低，应用范围广。
具体实施方式
为使本发明技术方案的目的和优点更加清楚，下面将结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但本发明所描述的实施例只是是本发明的一部分实施例，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。
一种复合过滤材料，其特征在于：由熔喷无纺布本体和过滤材料层构成，所述熔喷无纺布本体由聚丙烯和添加剂经过熔融纺丝后熔喷形成；所述过滤材料层由如下重量份数的原料组成：15份聚苯乙烯、3份竹纤维、9份聚碳酸氰胺、2份硬酯酸、15份麦饭石、2份云母、5份凹凸棒土黏土、1份十二烷基硫酸钠、0.05份聚丙烯酸钠、0.05份氯偏磷酸钠、2份二氧化钛、3份防老剂、10份分散剂、6份助溶剂，余量为水。
一种复合过滤材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）将50-75份苯甲酸和35-65份丙三醇在220-240℃进行酯化反应；反应结束后加入聚丙烯、氢氧化钙进行缩聚反应，反应温度为190-230℃，反应时间为8-15min，反应结束后经切粒得到聚丙烯切片；
（2）将所述聚丙烯切片经过螺杆挤出机加热熔融后，经熔体分配流道由喷丝模头上的喷丝孔基础，经过热气流牵伸，细化的纤维冷却固化后沉积于收集网装置上，收卷成网，得到熔喷无纺布；所述热气流温度控制在150-350℃，优选200-350℃；所述气体气压控制在0.2-0.5MPa，优选0.2-0.4MPa。所述步骤（2）中所述螺杆挤出机温度控制在150-350℃，优选100-280℃，优选150-255℃；所述分配流道温度控制在180-280℃，,优选200-240℃；所述由喷丝模头温度控制在210-290℃，优选240-275℃。
（3）将聚苯乙烯、竹纤维、聚酰胺、聚碳酸氰胺、硬酯酸、纳米纤维素、分散剂和助溶剂加入到水中，采用搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后形成第一混合溶液；
（4）将麦饭石、云母、凹凸棒土黏土送入煅烧炉中进行高温煅烧3小时，取出后加入十二烷基硫酸钠、聚丙烯酸钠、氯偏磷酸钠、二氧化钛和防老剂，然后送入搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后输入研磨机中进行研磨，然后加入分散剂中超声分散，形成均匀的第二混合溶液；
（5）在步骤（1）中第一混合溶液加入步骤（2）中第二混合溶液并混合均匀，通过磁力搅拌器搅拌均匀形成混合液；
（6）将步骤（5）形成的混合液涂覆到步骤（2）中制备的熔喷无纺布上，经刮膜、烘干、凝聚成膜得到所述过滤材料。

Claims (5)

1.一种复合过滤材料，其特征在于：由熔喷无纺布本体和过滤材料层构成，所述熔喷无纺布本体由聚丙烯和添加剂经过熔融纺丝后熔喷形成；所述过滤材料层由如下重量份数的原料组成：15-25份聚苯乙烯、3-10份竹纤维、9-15份聚碳酸氰胺、2-5份硬酯酸、15-35份麦饭石、2-6份云母、5-18份凹凸棒土黏土、1-20份十二烷基硫酸钠、0.01-5份聚丙烯酸钠、0.01-5份氯偏磷酸钠、1-4份二氧化钛、1-3份防老剂、5-15份分散剂、6-12份助溶剂，余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种复合过滤材料，其特征在于：所述过滤材料层由如下重量份数的原料组成：15份聚苯乙烯、3份竹纤维、9份聚碳酸氰胺、2份硬酯酸、15份麦饭石、2份云母、5份凹凸棒土黏土、1份十二烷基硫酸钠、0.05份聚丙烯酸钠、0.05份氯偏磷酸钠、2份二氧化钛、3份防老剂、10份分散剂、6份助溶剂，余量为水。
3.根据权利要求1所述的一种复合过滤材料的制备方法，其包括以下步骤：
（1）将50-75份苯甲酸和35-65份丙三醇在220-240℃进行酯化反应；反应结束后加入聚丙烯、氢氧化钙进行缩聚反应，反应温度为190-230℃，反应时间为8-15min，反应结束后经切粒得到聚丙烯切片；
（2）将所述聚丙烯切片经过螺杆挤出机加热熔融后，经熔体分配流道由喷丝模头上的喷丝孔基础，经过热气流牵伸，细化的纤维冷却固化后沉积于收集网装置上，收卷成网，得到熔喷无纺布；
（3）将聚苯乙烯、竹纤维、聚酰胺、聚碳酸氰胺、硬酯酸、纳米纤维素、分散剂和助溶剂加入到水中，采用搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后形成第一混合溶液；
（4）将麦饭石、云母、凹凸棒土黏土送入煅烧炉中进行高温煅烧3小时，取出后加入十二烷基硫酸钠、聚丙烯酸钠、氯偏磷酸钠、二氧化钛和防老剂，然后送入搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后输入研磨机中进行研磨，然后加入分散剂中超声分散，形成均匀的第二混合溶液；
（5）在步骤（1）中第一混合溶液加入步骤（2）中第二混合溶液并混合均匀，通过磁力搅拌器搅拌均匀形成混合液；
（6）将步骤（5）形成的混合液涂覆到步骤（2）中制备的熔喷无纺布上，经刮膜、烘干、凝聚成膜得到所述过滤材料。
4.根据权利要求3所述的一种复合过滤材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中所述热气流温度控制在150-350℃，优选200-350℃；所述气体气压控制在0.2-0.5MPa，优选0.2-0.4MPa。
5.根据权利要求3所述的一种复合过滤材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中所述螺杆挤出机温度控制在150-350℃，优选100-280℃，优选150-255℃；所述分配流道温度控制在180-280℃，,优选200-240℃；所述由喷丝模头温度控制在210-290℃，优选240-275℃。
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