CN113893615A

CN113893615A - 一种抗滤饼粘附的聚烯烃滤布的生产工艺

Info

Publication number: CN113893615A
Application number: CN202111383483.4A
Authority: CN
Inventors: 袁超
Original assignee: Anhui Lisida Net Industry Co ltd
Current assignee: Anhui Lisida Net Industry Co ltd
Priority date: 2021-11-22
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2022-01-07
Anticipated expiration: 2041-11-22
Also published as: CN113893615B

Abstract

本发明属于滤布技术领域，尤其是一种抗滤饼粘附的聚烯烃滤布的生产工艺，滤饼不粘滤布，易成饼，易卸料，滤布堵塞减轻，可适应机械操作，具有耐酸碱、耐高温、抗拉强度大、耐磨性好、稳定性好、过滤性能好、滤饼易剥离等优点，载卸料时滤饼粘附于滤布容易脱落，不需要进行人工脱落，脱干时，造成絮团大，不粘压滤机滤布，流泥饼偏厚，脱干率好。

Description

一种抗滤饼粘附的聚烯烃滤布的生产工艺

技术领域

本发明属于滤布技术领域，尤其是一种抗滤饼粘附的聚烯烃滤布的生产工艺。

背景技术

1987年Muller，H.采用多种滤布对滤饼粘附力的分布与滤饼含水率的关系进行了试验，作出了粘附力在过滤面积上的分布与滤饼含水量之间的关系图，用数值积分计算了过滤面积上的平均粘附力：平均粘附力与滤布的性状有关的结论。纵然采用真空过滤及加压过滤时，即使是两层200目尼龙滤布，过滤速率极慢，滤液仍十分浑浊，滤饼粘附于滤布上难以脱落，要么采用活动刮板及时刮出，如果滤饼在与滤网剥离过程中,不能被很好卸除,粘附在滤网上的残留滤饼,一方面引起固体产量降低,另一方面粘附的滤饼影响滤网的过滤效率.细微的颗粒沉积在滤网孔中,并在滤网的纤维之间互相挤压,造成滤网的过滤流动阻力增大和滤网与滤饼之间粘附力增强,甚至会引起网孔堵塞,同时也加大了滤网反洗难度,使滤网冲净率逐渐下降。在下一个过滤循环中原有滤饼层上又会有新的残留滤饼增加,以致滤饼厚度不均匀.在压力作用下在滤网上结块，例如在钻井液中，滤饼过厚的危害有：滤饼厚而松散，摩擦系数大，易造成滤饼粘附卡钻；钻头易被泥包或堵水眼，使起下钻波动压力大；起下钻时摩擦阻力增加，甚至遇卡；妨碍套管顺利下入，影响固井质量；载卸料时滤饼粘附于滤布很难脱落，需要进行人工脱落，也给过滤后续的工序增加影响。中国专利CN102847385A公开了防粘过滤布袋的面料生产方法，本发明通过以上工艺处理后，其使布面形成防水层，湿润的粉尘不会粘结于布面，不会出现“糊袋”，而滤布需要水或溶液通过，形成防水层后，原来要过滤的水同样也被阻止，偏离了作为滤布的过滤自身属性要求，应用效果并不好。

中国专利CN214513244U公开了易脱饼轻质丙纶单复丝过滤布及生产设备，其采用过滤布本体的外侧编织有防粘层，防粘层包括聚氨酯类纤维层和聚酰胺单丝纤维层，滤布的本身属性发生了改变，其实际上是表面含有聚氨酯或聚酰胺的滤布，增加了滤布的厚度，实际过滤效果并不好，滤网作为一种好的过滤介质，不仅要衡量其阻力系数、化学稳定性及抗拉强度，同样滤网对滤饼的粘附力也是衡量滤网性能的重要指标之一，本领域技术人员，亟待开发出一种抗滤饼粘附的聚烯烃滤布的生产工艺。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种抗滤饼粘附的聚烯烃滤布的生产工艺。

本发明通过以下技术方案实现：

滤饼是含有固体颗粒的悬浮液经过滤而截留于过滤介质上的滤渣层，包括湿固体块。滤布是用于过滤液体或气体中杂质的织物。因其用途不同，材质不同，各具特点。

一种抗滤饼粘附的聚烯烃滤布的生产工艺，其制备方法包括以下步骤：第一步、取聚烯烃滤布放于45℃烘箱中干燥1h后，取非离子型乳化剂和丙烯酸溶液混合得接枝溶液，将聚烯烃滤布浸入接枝溶液中，浴比1~2∶2，然后将混合溶液放于40℃恒温水浴中反应，同时将氮气通入溶液中，加入冷凝管并充分振荡，20min后加入过氧化二苯甲酰催化剂，然后将混合溶液放置于90℃的恒温水浴中反应2h，取出聚丙烯酸接枝聚烯烃滤布；

接枝聚合是聚合物与单体进行的反应，一种有效的表面改性手段。浇灌喷洒是以往农业施叶面肥的惯用操作方式。浴比又称液比。指纺织品与液等的重量比例。第二步、用乙醇浸泡聚烯烃滤布以去除杂质，晾干，将制备的的聚胺溶液和PDA溶液并按照5∶2~3的重量份数比配成阳离子聚合物溶液，搅拌2ｈ使其均匀混合，将阳离子聚合物溶液均匀的浇灌喷洒在聚丙烯酸接枝聚烯烃滤布上，浇灌喷洒量25~27L/h·m2，并循环此过程15~20min后，于40~45℃下鼓风干燥4h；

第三、浸轧N，N’-甲叉双丙烯酰胺质量分数0.2~0.4%的水溶液，轧液率60~70%，80~100℃烘燥2~4min，再浸轧20%质量分数氢氧化钠的冷水溶液，轧液率70~80%，80℃热水洗8~10min后，脱水，100℃烘干至恒重，即得抗滤饼粘附的聚烯烃滤布。

进一步的，将质量比例1~2∶2的丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵稀释成质量分数50%的溶液100份，加入乙二胺二邻苯基大乙酸钠0.3~0.4份和引发剂0.08~0.1份，以过硫酸钾和亚硫酸氢钠氧化还原体系为引发剂，质量比K₂S₂0₈∶NaHSO₄=2∶1，在40~50℃氮气保护下进行自由基聚合，500rpm搅拌下10小时后加水配成质量分数28~30%溶液，即得。

二甲基二烯丙基氯化铵二甲基二烯丙基氯化铵为一种价格较低的阳离子聚季铵盐，具有正电荷密度高，分子量易于控制、高效无毒的特点，已广泛用于水处理等多种领域内，是当代化学开发的热点产品之一。

通过溶液聚合制取丙烯酰胺-甲基二烯丙基氯化铵的共聚物的溶液，即PDA溶液，在共聚过程中，两种单体在长链上分布均匀；另外，而二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)单体因侧带双键，可以进一步引发支化产生交联聚合物，未后续交联处理提供了前提条件。

丙烯酰胺-甲基二烯丙基氯化铵共聚物的化学简式如下：

进一步的，所述步骤一的乳化剂质量为聚烯烃滤布质量的1~2%，丙烯酸单体质量为聚烯烃滤布的2~2.4%，过氧化二苯甲酰催化剂质量为聚烯烃滤布质量的2~3%。

聚烯烃是由烯烃单体合成的，是产量和消费量最大的聚合物体系。作为一种通用高分子材料，每年世界各地生产和消费的聚烯烃达数百万吨。聚烯烃具有广泛的应用、相对低的价格和多样的性能等优势，而且还可循环利用，包括乙烯基聚烯烃和丙烯基聚烯烃。

进一步的，所述的聚烯烃滤布为丙纶滤布或乙纶滤布中的其中一种。

进一步的，按重量份数计，在装有冷凝器、温度计及搅拌器的四口烧瓶中加入97.5份的三乙烯四胺，在不断搅拌下加入56份双氰胺，并同时缓慢升温至100℃，500rpm下反应2h后，将温度缓慢升至150℃，600rpm反应6h，再降温到80℃，在慢速搅拌下，滴加3%的醋酸水溶液，调节至pH值为6.7~6.9时，将溶液稀释至质量分数8~10%。

本发明的有益效果：

首先，本发明公开的生产工艺，赋予聚烯烃滤布抗滤饼粘附能力，表面具有干爽挺括感，通过表面接枝聚丙烯酸，浇灌阳离子聚合物溶液和浸轧法，对滤布赋予水溶性高分子化合物，干燥后，再赋予pH值为12以上的碱溶液，接着烘干；以丙烯酸为单体，在水相中采用悬浮接枝的方法对熔喷丙纶非织造布进行接枝功能化，引发剂在受热情况下分解成初级自由基，初级自由基与丙烯酸单体反应生成单体自由基，再经过链的增长、终止或转移，完成接枝过程。悬浮接枝使丙烯酸能够均匀地分布于丙纶纤维表面，将丙烯酸单体接枝到丙纶熔喷法非织造布表面，接枝改性后的熔喷丙纶非织造布由于含有功能性的聚丙烯酸支链，形成离子复合物，与相反离子型高分子电解质配合，在室温下不起反应，烘干过程中碱受热挥发，两种电解质间发生复合反应，产生水不溶性离子复合物，具有抗吸湿作用的防粘附，其中聚胺，呈阳离子性，能与任意比例的冷、热水混合，的阳离子基团与活性、直接、酸性等阴离子基团反应，形成成膜物质沉积于纤维内外，还含有可交联反应性基团，可以与纤维上的活性基团形成共价键，提高牢度。对纤维具有较强的粘着力，而采用循环浇灌的方式，利用滤布过滤的属性，相当于在不断的过滤阳离子聚合物溶液，而不至于聚合物在交联时堵住率不得滤孔，滤布的过滤性能依然良好。在过滤过程中往往由于粘附力较大，滤饼难以玻璃,仍有大部分留在滤网上,造成了过滤机实际生产效率大幅度降低。相比现有技术本发明具有如下优点：

以往人们为了降低滤步粘滤饼的主要方法是，在过滤物料许可情况下可对过滤物料投加一定量的絮凝剂，或者直接采用粘附性低的PET滤布，而聚烯烃滤布因为粘滤饼反而被弃用，而本发明公开的抗滤饼粘附的聚烯烃滤布的生产工艺，简便快捷，生产成本低，滤饼不粘滤布，易成饼，易卸料，滤布堵塞减轻，可适应机械操作，具有耐酸碱、耐高温、抗拉强度大、耐磨性好、稳定性好、过滤性能好、滤饼易剥离等优点，载卸料时滤饼粘附于滤布容易脱落，不需要进行人工脱落，脱干时，絮团大，不粘压滤机滤布，流泥饼偏厚，脱干率好，能提高过滤机械的实际过滤效率。

具体实施方式

下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。

实施例1

PDA溶液制备：为将质量比例1∶2的丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵稀释成质量分数50%的溶液100份，加入乙二胺二邻苯基大乙酸钠0.4份和引发剂0.1份，以过硫酸钾和亚硫酸氢钠氧化还原体系为引发剂，质量比K₂S₂0₈∶NaHSO₄=2∶1，在40℃氮气保护下进行自由基聚合反应，500rpm搅拌下10小时后得到无色透明粘稠液体，加水配成质量分数30%溶液备用。

聚胺溶液制备：按重量份数计，在装有冷凝器、温度计及搅拌器的四口烧瓶中加入97.5份的三乙烯四胺，在不断搅拌下加入56份双氰胺，并同时缓慢升温至100℃，反应过程放出的氨气用水吸收，500rpm下反应2h后，将温度缓慢升至150℃，600rpm反应6h，使缩聚反应完全，此时反应器内的液体变成粘稠状。再降温到80℃，在慢速搅拌下，滴加3%的醋酸水溶液，调节至pH值为6.7时，将溶液稀释至质量分数8%。

第一步、取斜纹丙纶滤布50份放于45℃烘箱中干燥1h后，按重量份数计取OP-10乳化剂0.5份，质量分数10%的丙烯酸溶液20份混合得接枝溶液，过氧化二苯甲酰催化剂1份，将斜纹丙纶滤布浸入接枝溶液中，浴比1∶2，然后将混合溶液放于40℃恒温水浴中反应，同时将氮气通入溶液中，加入冷凝管并充分振荡，使聚烯烃滤布与单体充分进行乳化，20min后加入过氧化二苯甲酰催化剂，然后将混合溶液放置于90℃的恒温水浴中反应2h，取出聚丙烯酸接枝丙纶斜纹滤布；第二步、用乙醇浸泡聚丙烯酸接枝丙纶斜纹滤布以去除杂质，晾干备用；将制备的的聚胺溶液和PDA溶液并按照5∶2的重量份数比配成阳离子聚合物溶液，在600rpm搅拌2ｈ使其均匀混合，将阳离子聚合物溶液均匀的浇灌喷洒在聚丙烯酸接枝丙纶斜纹滤布上，浇灌喷洒量25L/h·m²，并循环此过程15min后，于45℃下鼓风干燥4h；第三、浸轧N，N’-甲叉双丙烯酰胺质量分数0.2%的水溶液，轧液率60%，80℃烘燥2min，再浸轧20%质量分数氢氧化钠的冷水溶液，轧液率70%，80℃热水洗10min后，脱水，100℃烘干至恒重，即得抗滤饼粘附的斜纹丙纶滤布。丙纶滤布选择安徽利思达网业LSD-521斜纹丙纶滤布，密度经向214.8根/10cm，纬向150.8根/10cm，厚度0.59mm，重量302.7g/m²，滤饼附着力7.1N/m²；经本申请生产工艺未处理后2.9N/m²，纬向伸长率40%，经向断裂强力2612N/5·20cm，纬向断裂强力2658N/5·20cm，透气度216.3L/m²·S。

实施例2

PDA溶液制备：为将质量分数1∶1的丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵稀释成质量分数50%的溶液100份，加入乙二胺二邻苯基大乙酸钠0.2份和引发剂0.08份，以过硫酸钾和亚硫酸氢钠氧化还原体系为引发剂，质量比K₂S₂0₈∶NaHSO₄=2∶1，在45℃氮气保护下进行自由基聚合，600rpm10小时后得到无色透明粘稠液体，加水配成质量分数28%溶液。

聚胺溶液制备：按重量份数计，在装有冷凝器、温度计及搅拌器的四口烧瓶中加入87.8份的三乙烯四胺，在不断搅拌下加入50.4份双氰胺，并同时缓慢升温至100℃，反应过程放出的氨气用水吸收，500rpm下反应2h后，将温度缓慢升至150℃，反应8h，使缩聚反应完全，此时反应器内的液体变成粘稠状。再降温到90℃，在慢速搅拌下，滴加3%的醋酸水溶液，调节至pH值为6.9时，将溶液稀释至质量分数10%。

第一步、取平纹乙纶滤布50份放于45℃烘箱中干燥1h后，按重量份数计取非离子型聚氧乙烯蓖麻油EL-80乳化剂1.5份，质量分数12%的丙烯酸溶液20份混合得接枝溶液，过氧化二苯甲酰催化剂1.5份，将平纹乙纶滤布浸入接枝溶液中，浴比4∶9，然后将混合溶液放于45℃恒温水浴中反应，同时将氮气通入溶液中，加入冷凝管并充分振荡，使乙纶滤布与单体充分进行乳化，30min后加入过氧化二苯甲酰催化剂，然后将混合溶液放置于90℃的恒温水浴中反应2h，取出聚丙烯酸接枝乙纶平纹滤布；第二步、用乙醇浸泡聚丙烯酸接枝乙纶平纹滤布以去除杂质，晾干备用；将制备的的聚胺溶液和PDA溶液并按照5∶3的重量份数比配成阳离子聚合物溶液，在600rpm搅拌2ｈ使其均匀混合，将阳离子聚合物溶液均匀的浇灌喷洒在聚丙烯酸接枝乙纶平纹滤布上，浇灌喷洒量27L/h·m²，并循环此过程20min后，于40℃下鼓风干燥4h；第三、浸轧N，N’-甲叉双丙烯酰胺质量分数0.4%的水溶液，轧液率70%，100℃烘燥4min，再浸轧20%质量分数氢氧化钠的冷水溶液，轧液率80%，80℃热水洗8min后，脱水，100℃烘干至恒重，即得抗滤饼粘附的平纹乙纶滤布。乙纶滤布选择江苏四芳滤布制造有限公司的Z80202平纹乙纶滤布，厚度0.42mm，重量256g/m²，滤饼附着力6.9N/m²；经本申请生产工艺未处理后2.7N/m²，纬向伸长率40.8%，纬向伸长率72.5%，经向断裂强力2107N/5·20cm，纬向断裂强力1114N/5·20cm，透气度398.5L/m²·S，。

注：参透气率按照GB/T5453-1997纺织品织物透气性的测定要求检验；单位面积质量按照GB/T4669-2008纺织品机织物单位长度质量和单位面积质量的测定要求检验；厚度按照GB/T3820-1997纺织品和纺织制品厚度的测定要求检验。断裂伸长率、断裂强力按照GB/T3923.1-2013纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法）要求检验，其中隔距200mm，拉伸速度100mm/min；幅宽按照GB/T4666-2009纺织品织物长度和幅宽的测定要求检验；参考芮延年，闻邦椿，郝长中，狄旺.滤网与滤饼之间粘附力的试验研究[J].沈阳工业学院学报，1997(01):51-55.记载的试验方法进行附着力的检测，滤布面积70cm²，离心机角速度1000r/min，滤网与离心机主轴间的距离20cm。益宸YL-SL-35离心机，荣鼎水环境生化技术有限公司的质量体积浓度25g/L黏度28.9cp活性污泥。

Claims

1.一种抗滤饼粘附的聚烯烃滤布的生产工艺，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

第一步、取聚烯烃滤布放于45℃烘箱中干燥1h后，取非离子型乳化剂和丙烯酸溶液混合得接枝溶液，将聚烯烃滤布浸入接枝溶液中，浴比1~2∶2，然后将混合溶液放于40℃恒温水浴中反应，同时将氮气通入溶液中，加入冷凝管并充分振荡，20min后加入过氧化二苯甲酰催化剂，然后将混合溶液放置于90℃的恒温水浴中反应2h，取出聚丙烯酸接枝聚烯烃滤布；

第二步、用乙醇浸泡聚烯烃滤布以去除杂质，晾干，将制备的的聚胺溶液和PDA溶液并按照5∶2~3的重量份数比配成阳离子聚合物溶液，搅拌2ｈ使其均匀混合，将阳离子聚合物溶液均匀的浇灌喷洒在聚丙烯酸接枝聚烯烃滤布滤布上，浇灌喷洒量25~27L/h·m²，并循环此过程15~20min后，于40~45℃下鼓风干燥4h；

第三步、浸轧N，N’-甲叉双丙烯酰胺质量分数0.2~0.4%的水溶液，轧液率60~70%，80~100℃烘燥2~4min，再浸轧20%质量分数氢氧化钠的冷水溶液，轧液率70~80%，80℃热水洗8~10min后，脱水，100℃烘干至恒重，即得抗滤饼粘附的聚烯烃滤布。

2.根据权利要求1所述的抗滤饼粘附的聚烯烃滤布的生产工艺，其特征在于，将质量比例1~2∶2的丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵稀释成质量分数50%的溶液100份，加入乙二胺二邻苯基大乙酸钠0.3~0.4份和引发剂0.08~0.1份，以过硫酸钾和亚硫酸氢钠氧化还原体系为引发剂，质量比K₂S₂0₈∶NaHSO₄=2∶1，在40~50℃氮气保护下进行自由基聚合，500rpm搅拌下10小时后加水配成质量分数28~30%溶液，即得。

3.根据权利要求1所述的抗滤饼粘附的聚烯烃滤布的生产工艺，其特征在于，所述步骤一的乳化剂质量为聚烯烃滤布质量的1~2%，丙烯酸单体质量为聚烯烃滤布的2~2.4%，过氧化二苯甲酰催化剂质量为聚烯烃滤布质量的2~3%。

4.根据权利要求1所述的抗滤饼粘附的聚烯烃滤布的生产工艺，其特征在于，按重量份数计，在装有冷凝器、温度计及搅拌器的四口烧瓶中加入三乙烯四胺，在不断搅拌下加入三乙烯四胺质量57.4%的双氰胺，并同时缓慢升温至100℃，500~600rpm下反应2h后，将温度缓慢升至150℃，600rpm反应6h，再降温到80℃，在慢速搅拌下，滴加3%的醋酸水溶液，调节至pH值为6.7~6.9时，将溶液稀释至质量分数8~10%。

5.根据权利要求1所述的抗滤饼粘附的聚烯烃滤布的生产工艺，其特征在于，所述的聚烯烃滤布为丙纶滤布或乙纶滤布中的其中一种。