CN114307394A - 一种复合过滤介质及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种复合过滤介质及其制备方法，所述复合过滤介质包括支撑导流层和过滤层，支撑导流层设有结合面，过滤层设有复合面，过滤层的复合面通过热聚合技术与支撑导流层的结合面复合；支撑导流层为网状结构，支撑导流层采用由高分子聚合物材料形成的大直径单丝制成；复合面采用高分子聚合物材料制成，复合面采用的高分子聚合物材料与支撑导流层采用的高分子聚合物材料相同；本申请通过采用大直径单丝制备得到支撑导流层，提高复合过滤介质的机械强度，加速液体导流，且采用热聚合技术将支撑导流层与过滤层复合，不仅提升复合过滤介质的过滤性和排水性，同时优化过滤介质的适用性和通用性。

Description

一种复合过滤介质及其制备方法

技术领域

本申请涉及过滤介质技术领域，尤其涉及一种复合过滤介质及其制备方法。

背景技术

目前使用的过滤介质根据制备机型的不同主要分带压机系列、水平带式真空机系列和板框机系列等，不同工作原理的过滤设备需要匹配不同特点的过滤介质，匹配局限性大，严重影响过滤介质的适配性及通用性，造成设备和原材料资源浪费。例如，带式压榨过滤机制备的过滤介质(网带)机械强度大、抗拉强度好，但截留精度低；水平带式真空机制备的过滤介质具有较高的截留精度，但过滤速率低、尺寸稳定性差且易伸长变形。

此外，在固液分离技术领域，过滤介质的截留精度(分离质量)、过滤分离速率(处理产能)、机械强度和尺寸稳定性始终无法有效统一；举例来说，基于前述的制作技术，若要得到高截留精度的过滤介质，则织物密度必须紧密，需采用细旦或直径很细的纱线和单丝制作，但其机械强度差，无法满足工况使用要求，且过滤阻力较大，从而影响过滤速率，若提高单丝直径，则达不到过滤精度的要求，造成分离质量不达标。

因此，需要提供一种改进的过滤介质及制备方案，以解决上述现存问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请公开了复合过滤介质，通过采用高分子聚合物材料的大直径单丝制备得到支撑导流层，提高复合过滤介质的机械强度，加速液体导流，且本申请在确保各层介质性能特点的前提下，采用热聚合技术将支撑导流层与过滤层复合，不仅提升复合过滤介质的过滤性和排水性，且使得该复合过滤介质能满足各种工况的应用性能，提高过滤介质的适用性和通用性；此外，本申请的复合过滤介质机械强度大、截留精度高、过滤速率快且尺寸稳定，具有优异的综合性能。

为了达到上述发明目的，本申请提供了一种复合过滤介质，包括支撑导流层和过滤层，所述支撑导流层设有结合面，所述过滤层设有复合面，所述过滤层的复合面通过热聚合技术与所述支撑导流层的结合面复合；

所述支撑导流层为网状结构，所述支撑导流层采用由高分子聚合物材料形成的大直径单丝制成；

所述复合面采用高分子聚合物材料制成，所述复合面采用的高分子聚合物材料与所述支撑导流层采用的高分子聚合物材料相同。

在一些实施方式中，所述支撑导流层为螺旋网结构或机织网结构。

在一些实施方式中，所述过滤层包括无纺布和机织复丝布中的任意一种。

在一些实施方式中，所述高分子聚合物包括聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚苯硫醚和聚醚醚酮中的任意一种。

在一些实施方式中，所述大直径单丝的线径为0.5-1.5mm。

在一些实施方式中，还包括连接件，

所述连接件用于连接所述支撑导流层相对的两端；

所述连接件采用的材料与所述支撑导流层采用的高分子聚合物材料相同。

在一些实施方式中，所述复合过滤介质的机械抗拉强度大于等于1500N/cm，截留精度为1-200μm。

本申请还提供了一种复合过滤介质的制备方法，所述复合过滤介质为上述所述的复合过滤介质，所述方法包括以下步骤：

S1:采用由高分子聚合物材料形成的大直径单丝制成网状结构的支撑导流层；所述支撑导流层设有结合面；

S2:对所述网状结构的支撑导流层进行热定型处理；

S3:提供设置有复合面的过滤层，所述复合面采用高分子聚合物材料制成，所述复合面采用的高分子聚合物材料与所述支撑导流层采用的高分子聚合物材料相同；

S4：采用热聚合技术将所述过滤层的复合面与所述支撑导流层的结合面复合，使得所述过滤层与所述支撑导流层复合，得到复合过滤介质。

在一些实施方式中，所述采用热聚合技术将所述过滤层的复合面与所述支撑导流层的结合面复合，使得所述过滤层与所述支撑导流层复合，包括：

S41,将所述过滤层与所述支撑导流层相对置于远红外辐射热装置的两侧，所述过滤层的复合面和所述支撑导流层的结合面相对设置；其中，所述复合面与所述远红外辐射热装置之间的热辐射距离为第一距离，所述结合面与所述远红外辐射热装置之间的热辐射距离为第二距离；

S42,使所述过滤层和所述支撑导流层以预设运行速度同时通过所述远红外辐射热装置的有效热辐射区域和轧辊装置，使得所述过滤层的复合面和所述支撑导流层的结合面的表面分别达到各自对应的熔融状态，并对所述过滤层和所述支撑导流层进行压合处理，使得所述过滤层的复合面与所述支撑导流层的结合面复合。

在一些实施方式中，所述结合面的表面熔融状态为所述结合面的表面熔融厚度小于等于所述结合面中大直径单丝线径的三分之一；

所述复合面的表面熔融状态为所述复合面的表面熔融厚度小于等于所述复合面总厚度的三分之一。

在一些实施方式中，在步骤S42中，所述远红外辐射热装置的有效热辐射区域的工作温度为400-800℃；

所述轧辊装置对所述过滤层和所述支撑导流层进行压合处理的压力为0.5-5MPa；

所述第一距离为0.5-1.5mm，所述第二距离为0.2-1.0mm；

所述预设运行速度为0.3-1m/min。

在一些实施方式中，在所述采用热聚合技术将所述过滤层的复合面与所述支撑导流层的结合面复合，使得所述过滤层与所述支撑导流层复合之后，还包括：

对所述过滤层的表面进行热塑化处理，得到复合过滤介质。

实施本申请实施例，具有如下有益效果：

本申请公开的复合过滤介质，通过采用高分子聚合物材料的大直径单丝制备得到支撑导流层，提高复合过滤介质的机械强度，加速液体导流，且本申请在确保各层介质性能特点的前提下，采用热聚合技术将支撑导流层与过滤层复合，不仅提升复合过滤介质的过滤性和排水性，且使得该复合过滤介质能满足各种工况的应用性能，提高复合过滤介质的适用性和通用性；此外，本申请的复合过滤介质机械强度大、截留精度高、过滤速率快且尺寸稳定，具有优异的综合性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请所述的复合过滤介质及其制备方法，下面将对实施例所需要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申请的一些实施例，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它附图。

图1为本申请实施例提供的一种复合过滤介质的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种螺旋网结构的支撑导流层的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种对过滤层和支撑导流层进行复合的复合设备的示意图；

其中，图中附图标记对应为：1-支撑导流层，2-过滤层，3-定型设备，31-主动辊，32-被动辊，4-远红外辐射热装置，5-轧辊装置，6-放卷装置。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请提供了一种复合过滤介质，包括支撑导流层1和过滤层2，支撑导流层1设有结合面，过滤层2设有复合面，过滤层2的复合面通过热聚合技术与支撑导流层1的结合面复合；支撑导流层1为网状结构，支撑导流层1采用由高分子聚合物材料形成的大直径单丝制成。

在本申请一些实施例中，大直径单丝的线径可以为0.5-1.5mm。

在本申请另一些实施例中，大直径单丝的线径可以为0.8-1.5mm。

在本申请另一些实施例中，大直径单丝的线径可以为1.0-1.5mm。

可以理解的，大直径单丝的线径可以为上述范围内的各点值，如0.5，0.6，0.7，0.8，0.9,1.0,1.1,1.2,1.3,1.4和1.5等，在此不做枚举。

复合面采用高分子聚合物材料制成，复合面采用的高分子聚合物材料与支撑导流层1采用的高分子聚合物材料相同；本申请通过采用高分子聚合物材料的大直径单丝制备得到支撑导流层1，提高复合过滤介质的机械强度，加速液体导流，且本申请在确保各层介质性能特点的前提下，采用热聚合技术将支撑导流层1与过滤层2复合，不仅提升复合过滤介质的过滤性和排水性，且使得该复合过滤介质能满足各种工况的应用性能，提高复合过滤介质的适用性和通用性；此外，本申请的复合过滤介质机械强度大、截留精度高、过滤速率快且尺寸稳定，具有优异的综合性能。

在本申请实施例中，网状结构的支撑导流层1可以为但不限于螺旋网结构或机织网结构等；具体的，请参考图2，图2示出了本申请实施例提供的一种螺旋网结构的支撑导流层1。

在本申请实施例中，基于网状结构的经线和纬线采用的单丝进行编制时，其经线方向上的单丝密度可以为但不限于：30-400根/10cm，其纬线方向上的单丝密度可以为但不限于：10-200根/10cm。

具体的，网状结构的经线和纬线所采用的单丝的线径可以相同也可以不同；采用本申请的这种方式制备的支撑导流层1，与过滤层2复合后得到的复合过滤介质，尺寸稳定，不易变形，进而显著提升其适用性和通用性，突破了传统过滤介质的使用界限，可以适用于各种过滤装备，降低了制备和应用成本。

在一个可选的实施例中，若经线线径为0.68mm，纬线线径为0.80mm，螺旋网结构的支撑导流层1在经线方向上的单丝密度可以为130根/10cm，在纬线方向上的单丝密度可以为19根/10cm。

若经线线径为0.80mm，纬线线径为1.0mm，可以采用上层2/2，下层3/1的组合纹理制作成机织网，其中，机织网在经线方向上的单丝密度可以为150根/10cm，在纬线方向上的单丝密度可以为95根/10cm。

若经线线径为0.50mm，纬线线径为0.60mm，可以采用上层3/1，下层1/3的组合纹理制作成的机织网，其中，机织网在经线方向上的单丝密度可以为280根/10cm，在纬线方向上的单丝密度可以为160根/10cm。

在本申请实施例中，支撑导流层1采用的高分子聚合物材料可以包括但不限于聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚苯硫醚和聚醚醚酮中的任意一种。

复合面采用的高分子聚合物材料可以包括但不限于聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚苯硫醚和聚醚醚酮中的任意一种。

具体的，支撑导流层1采用的高分子聚合物材料和复合面采用的高分子聚合物材料相同，均可以为聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚苯硫醚或聚醚醚酮。

在本申请实施例中，过滤层2中复合面以外部分所采用的材料可以与复合面的采用的材料相同，也可以与复合面的采用的材料不同。

具体的，过滤层2包括无纺布和机织复丝布中的任意一种；其中，该无纺布和机织复丝布均为具有过滤功能的纤维布料；相对应的，过滤层2中单根纤维的直径为0.007-0.01mm；本申请采用的过滤层单位体积内纱线密度高，总比表面积大，具有截留精度高、过滤速率快的优点。

在本申请实施例中，该复合过滤介质的机械抗拉强度可以大于等于1500N/cm；截留精度可以为1-200μm。

本申请中的复合过滤介质，由大直径高分子聚合物单丝为基材制作成螺旋网或机织网结构的支撑导流层1，确保了复合过滤介质的机械强度，加速了液体的快速导流；过滤层采用具有过滤功能的无纺布或机织复丝布，具有单位面积内纤维多、比表面积大和截留精度高的特点。在相同截留精度条件下过滤速率提升50-80％，在使用过程中显著降低滤饼含水率，节能减排，单台过滤设备生产效率产能可提高50％以上。

在本申请一些实施例中，还包括连接件，连接件用于连接支撑导流层1相对的两端；以使得支撑导流层1连接形成环状结构。

具体的，连接件可以包括大直径单丝，示例性的，连接件可以为大直径单丝形成的连接线；其中，连接件采用的大直径单丝的材料与支撑导流层1采用的高分子聚合物材料相同；

具体的，连接件通过分别穿设在支撑导流层1两端网状结构的缝隙中，使得支撑导流层1的两端连接在一起，且形成无应力聚集点的柔性接口；这种设计使得环状结构的支撑导流层1形成无缝柔性接口；相对于传统的采用的金属钉扣的形式接口的过滤介质，本申请中的过滤介质整条环状结构没有应力聚集点，同时过滤层2可以将整个接口覆盖，无需外加盖布或涂胶密封处理，可用于食品、药品等无害化过滤分离。

在本申请一些实施例中，还可以包括一层上过滤层，上过滤层可以采用热聚合技术与过滤层进行复合；具体的，上过滤层设置在过滤层2远离支撑导流层1的一侧，上过滤层包括第一复合面，过滤层包括第二复合面，第二复合面设置在过滤层的复合面的相对层；第一复合面和第二复合面的采用的高分子聚合物材料相同，上过滤层和过滤层2通过第一复合面和第二复合面进行复合。

本申请还提供了一种复合过滤介质的制备方法，该复合过滤介质为上述复合过滤介质；具体的，其制备方法可以包括以下步骤。

S1:采用由高分子聚合物材料形成的大直径单丝制成网状结构的支撑导流层；所述支撑导流层设有结合面。

在本申请实施例中，支撑导流层可以为螺旋网结构或机织网结构的网状结构；高分子聚合物材料可以包括但不限于聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚苯硫醚和聚醚醚酮中的任意一种。

在一些实施例中，大直径单丝的线径可以为0.5-1.5mm。

在另一些实施例中，大直径单丝的线径可以为0.8-1.5mm。

在另一些实施例中，大直径单丝的线径可以为1.0-1.5mm。

可以理解的，大直径单丝的线径可以为上述范围内的各点值，如0.5，0.6，0.7，0.8，0.9,1.0,1.1,1.2,1.3,1.4和1.5等，在此不做枚举。

S2:对网状结构的支撑导流层进行热定型处理。

在本申请实施例中，对网状结构的支撑导流层进行热定型处理的条件可以包括但不限于：加热温度为130-220℃，定型速度为0.5-2m/min，定型张力为300-2000kg/m。

具体的，在对网状结构的支撑导流层进行热定型处理时，可以采用设有加热装置的定型设备3进行热定型处理；通过定型设备3的主动辊31和被动辊32的配合实现对支撑导流层的热定型处理。

在本申请一些实施例中，基于不同的高分子聚合物材料，采用的热定型处理的条件也不相同。

具体的，在对聚酯材料进行热定型处理时，定型温度可以为180-200℃，定型速度可以为0.5-2m/min，定型张力可以为1000-2000kg/m。

在对聚酰胺材料进行热定型处理时，定型温度可以为160-170℃，定型速度可以为0.5-2m/min，定型张力可以为1000-2000kg/m。

在对聚丙烯材料进行热定型处理时，定型温度可以为130-135℃，定型速度可以为0.5-2m/min，定型张力可以为300-500kg/m。

在对聚苯硫醚材料进行热定型处理时，定型温度可以为180-200℃，定型速度可以为0.5-2m/min，定型张力可以为1000-2000kg/m。

在对聚醚醚酮材料进行热定型处理时，定型温度可以为200-220℃，定型速度可以为0.5-2m/min，定型张力可以为1000-2000kg/m。

S3:提供设置有复合面的过滤层，复合面采用高分子聚合物材料制成，复合面采用的高分子聚合物材料与支撑导流层采用的高分子聚合物材料相同。

在本申请实施例中，过滤层2中单根纤维的直径为0.007-0.01mm。

在本申请一些实施例中，过滤层2中单根纤维的直径可以为0.008-0.01mm。

可以理解的，过滤层2中单根纤维的直径可以为上述范围内的各点值，如0.007mm,0.008mm,0.009mm和0.01mm等，在此不做枚举。

S4：采用热聚合技术将过滤层的复合面与支撑导流层的结合面复合，使得过滤层与支撑导流层复合，得到复合过滤介质。

在本申请实施例中，步骤S4中，采用热聚合技术将过滤层的复合面与支撑导流层的结合面复合，使得过滤层与支撑导流层复合，具体可以包括下述步骤。

S41,将过滤层与支撑导流层相对置于远红外辐射热装置的两侧，过滤层的复合面和支撑导流层的结合面相对设置；其中，复合面与远红外辐射热装置之间的热辐射距离设置为第一距离，结合面与远红外辐射热装置之间的热辐射距离设置为第二距离。

在本申请实施例中，根据过滤层的复合面以及支撑导流层采用的高分子聚合物的材料的变化以及远红外辐射热装置的温度的不同，使得第一距离和第二距离的设置均不相同。

具体的，基于支撑导流层中大直径单丝的线径远大于过滤层中单根纤维的线径，且相同高分子聚合物材料的熔点相同，第一距离大于第二距离，以使得复合面和结合面能够同时达到表面熔融的状态。

具体的，热辐射距离设置时，复合面与远红外辐射热装置之间的第一距离可以为0.5-1.5mm，结合面与远红外辐射热装置之间的第二距离可以为0.2-1mm。

在本申请一些实施例中，复合面与远红外辐射热装置之间的第一距离可以为0.6-1.2mm，结合面与远红外辐射热装置之间的第二距离可以为0.3-0.8mm。

在本申请另一些实施例中，复合面与远红外辐射热装置之间的第一距离可以为0.8-1.4mm，结合面与远红外辐射热装置之间的第二距离可以为0.5-0.9mm。

可以理解的，复合面与远红外辐射热装置之间的第一距离可以为上述范围内的各点值，如0.5mm，0.6mm,0.7mm，0.8mm，0.9mm，1.0mm，1.1mm,1.2mm,1.3mm,1.4mm和1.5mm等，在此不做枚举。

可以理解的，结合面与远红外辐射热装置之间的第二距离可以为上述范围内的各点值，如0.2mm,0.3mm,0.4mm，0.5mm，0.6mm,0.7mm，0.8mm，0.9mm，1.0mm，1.1mm和1.2mm等，在此不做枚举。

S42,使过滤层和支撑导流层以预设运行速度同时通过远红外辐射热装置的有效热辐射区域和轧辊装置，使得过滤层的复合面和支撑导流层的结合面达到目标温度，并对过滤层和支撑导流层进行压合处理，使得过滤层的复合面与支撑导流层的结合面复合。

在本申请实施例中，有效热辐射区域可以为过滤层和支撑导流层以预设运行速度经过远红外辐射热装置时，远红外辐射热装置中能够对过滤层和支撑导流层进行有效热辐射的区域。

具体的，远红外辐射热装置的有效热辐射区域工作温度为400-800℃；在进行辐射热处理时，需要先开启远红外辐射热装置；相对应的，采用该辐射热对过滤层的复合面和支撑导流层的结合面进行热辐射，使得过滤层的复合面和支撑导流层的结合面在该制备过程中的表面温度也即是目标温度可以达到150-400℃。

在本申请一些实施例中，远红外辐射热装置的有效热辐射区域工作温度可以为400-600℃。

在本申请另一些实施例中，远红外辐射热装置的有效热辐射区域工作温度可以为500-700℃。

在本申请另一些实施例中，远红外辐射热装置的有效热辐射区域工作温度可以为600-800℃。

可以理解的，远红外辐射热装置的有效热辐射区域工作温度可以为上述范围内的各点值，如400℃，500℃,550℃，600℃，650℃，700℃，750℃和800℃等，在此不做枚举。

具体的，预设运行速度可以为0.3-1m/min；基于该运行速度通过远红外辐射热装置的有效热辐射区域的过程中，辐射时间可以为3-8s。

优选的，可以将支撑导流层的运行速度确定为预设运行速度。

在本申请实施例中，通过控制预设运行速度，可以调控过滤层的复合面和支撑导流层的结合面通过有效热辐射区域的时长，进而使过滤层的复合面和支撑导流层的结合面的表面分别达到各自对应的熔融状态，其中，表面处于熔融状态时，过滤层的复合面和支撑导流层的结合面均处于目标温度；相对应的，目标温度为过滤层的复合面和支撑导流层的结合面所采用的高分子聚合物的熔点。

具体的，复合面的表面熔融状态可以是复合面靠近结合面的一侧表面的熔融状态，其熔融厚度小于等于复合面总厚度的三分之一；结合面的表面熔融状态，可以是结合面靠近复合面一侧的单丝的表面熔融状态，单丝表面熔融的厚度小于等于单丝直径的三分之一；这种方式可以有效保持支撑导流层的机械力以及结构尺寸的稳定性。

具体的，在达到目标温度后，也即是复合面和结合面表层的材料处于熔融状态时，通过轧辊装置以预设压力对过滤层和支撑导流层进行压合处理；使得过滤层和支撑导流层复合；相对应的，轧辊装置的对过滤层和支撑导流层进行压合处理时，预设压力可以为0.5-5Mpa。

在本申请实施例中，在轧辊装置对过滤层和支撑导流层进行压合处理之后，还包括对压合的复合材料的冷却处理；通过对复合材料的及时冷却，可以控制材料的熔融程度和状态，降低材料的结晶速率，保证材料的韧性指标。

具体的，可以采用水冷的方式进行冷却处理。

示例性的，可以采用水冷轧辊装置，即在压合处理后，采用水冷冷却的方式对压合的复合材料进行冷却处理。

本申请采用热聚合技术实现支撑导流层和过滤层的复合，具体的，通过复合面和结合面的表面熔融之后的压合粘结，属于高分子聚合材料的自体分子结合，这种结合方式的结合强力大，得到的过滤介质的剥离强力大于等于5000N/m。

在本申请实施例中，如图3，其所示为采用热聚合技术对过滤层和支撑导流层进行热聚合处理时采用的复合设备。在采用热聚合技术对过滤层和支撑导流层进行处理时，在设置过滤层的复合面与远红外辐射热装置4之间的第一距离，结合面与远红外辐射热装置4之间的第二距离，远红外辐射热装置4的有效热辐射区域工作温度，轧辊装置5的压合处理压力以及支撑导流层的预设运行速度之后，开启远红外辐射热装置4、轧辊装置5、用于传输支撑导流层的传动辊以及过滤层的放卷装置6，进行过滤层和支撑导流层的热聚合处理，使得过滤层和支撑导流层复合。

具体的，复合设备还设有摆杆和小车，通过摆杆和小车，可以调整远红外辐射热装置4的位置，本申请可以通过调整远红外辐射装置的工作温度以及远红外辐射装置的位置，进而调整复合过滤介质的复合效果。

在本申请实施例中，在S1:采用由高分子聚合物材料形成的大直径单丝制成网状结构的支撑导流层之前，可以根据应用工况需求确定大直径单丝的材料类别需求，其中，应用工况需求可以包括但不限于酸碱性、温度和湿度等。

示例性的，聚酯的应用工况可以为：耐强酸、耐弱碱以及长期使用温度小于等于130℃，其中，长期使用温度表示采用该高分子聚合物材料制备的过滤介质，能够在小于等于130℃的环境下长期使用。

聚酰胺的应用工况可以为：耐强碱、耐弱酸以及长期使用温度小于等于110℃；聚丙烯的应用工况可以为：耐强酸强碱以及长期使用温度小于等于90℃；聚苯硫醚的应用工况可以为：耐酸、耐碱、抗水解以及长期使用温度小于等于180℃；聚醚醚酮的应用工况可以为：耐酸、耐碱、耐腐蚀、抗水解以及长期使用温度小于等于220℃。

在本申请实施例中，在采用热聚合技术将过滤层的复合面与支撑导流层的结合面复合，使得过滤层与支撑导流层复合之后，还包括：对过滤层的表面进行热塑化处理，以得到复合过滤介质。

具体的，可以基于高分子聚合物材料的种类以及应用工况的材料特点，对过滤层的表面进行热塑化处理，以得到复合过滤介质。

具体的，对过滤层的表面进行热塑化处理，实质是对过滤层中除复合面以外的其他表面进行热塑化处理，以进一步提高过滤层的过滤功能。

具体的，基于不同的材料的过滤层，在对过滤层的表面进行热塑化处理时，其处理条件可以包括但不限于：处理工艺温度可以为130-350℃，运行速度可以为1-5m/min，塑化压力可以为0.1-2MPa。

示例性的，支撑导流层的材料为聚酯、聚酰胺、聚苯硫醚或聚醚醚酮时，对过滤层中除复合面以外的其他表面进行表面热塑化处理。

在本申请实施例中，采用本申请的上述制备方法制备得到的复合过滤介质，机械强度大、截留精度高、过滤速率快且尺寸稳定，具有优异的综合性能。

与传统相同截留精度过滤介质相比，其制作工艺具有流程短、能耗少、自动化程度高和设备投入成本低等优点，显著降低了过滤介质的制作成本，制作成本可降低30-50％。此外，在复合过滤介质的制备过程中无需使用有害物质及成分，产品可以达到食品级，安全性高。

以下基于具体实施例介绍本申请的复合过滤介质及其制备方法。

实施例1

1)提供经线的线径为0.68mm，纬线的线径0.80mm的聚酯单丝。

2)将上述聚酯单丝制成螺旋网结构的支撑导流层；

3)在定型温度为180-200℃，定型速度0.5-2m/min，定型张力1000-2000kg/m的条件下，对螺旋网结构的支撑导流层进行热定型处理。

4)提供复合面为聚酯材料的高截留精度无纺布作为过滤层。

5)将过滤层的复合面设置在距离远红外辐射热装置0.5-1.5mm处，将热定型处理后的支撑导流层的结合面设置在距离远红外辐射热装置0.2-1.0mm处，使过滤层和支撑导流层以预设运行速度同时通过红外辐射热装置的有效热辐射区域和轧辊装置，使得过滤层的复合面和支撑导流层的结合面的表面分别达到各自对应的熔融状态，并对过滤层和支撑导流层进行压合处理；使得过滤层的复合面与支撑导流层的结合面复合，得到复合材料；其中，复合面和螺旋网结构的结合面的表面分别达到各自对应的熔融状态时，表面所达到的目标温度为240-250℃，预设运行速度为0.3-0.5m/min，压合处理的压力为2-3MPa。

6)对复合材料中的无纺布表面进行热塑化处理，得到复合过滤介质；其中，热塑化处理温度为230-240℃，运行速度为2-3m/min，塑化压力为0.5-1MPa。

本实施例能够适用于强酸或弱碱应用工况，得到的复合过滤介质的机械抗拉强度为2200N/cm，截留精度为20-30μm。

实施例2

1)提供经线的线径为0.80mm，纬线的线径1.00mm的聚酰胺单丝。

2)将上述聚酰胺单丝采用上层2/2，下层3/1的组合纹理编织成机织网结构的支撑导流层。

3)在定型温度为160-170℃，定型速度0.5-2m/min，定型张力1000-2000kg/m的条件下，对机织网结构的支撑导流层进行热定型处理。

4)提供复合面为聚酰胺材料的无纺布作为过滤层。

5)将过滤层的复合面设置在距离远红外辐射热装置0.5-1.5mm处，将热定型处理后的支撑导流层的结合面设置在距离远红外辐射热装置0.2-1.0mm处，使过滤层和支撑导流层以预设运行速度同时通过红外辐射热装置的有效热辐射区域和轧辊装置，使得过滤层的复合面和支撑导流层的结合面的表面分别达到各自对应的熔融状态，并对过滤层和支撑导流层进行压合处理；使得过滤层的复合面与支撑导流层的结合面复合，得到复合材料；其中，复合面和机织网结构的结合面的表面分别达到各自对应的熔融状态时，表面所达到的目标温度为210-220℃，预设运行速度为0.5-0.6m/min，压合处理的压力为3-3.5MPa。

6)对复合材料中的无纺布表面进行热塑化处理，得到复合过滤介质；其中，热塑化处理温度为200-210℃，运行速度为3-4m/min，塑化压力为0.5-1MPa。

本实施例能够适用于强碱或弱酸应用工况，得到的复合过滤介质的机械抗拉强度为1900N/cm，截留精度为50-60μm。

实施例3

1)提供经线的线径为0.50mm，纬线的线径0.6mm的聚丙烯单丝。

2)将上述聚丙烯单丝采用上层5/3，下层6/2的组合纹理编织成机织网结构的支撑导流层。

3)在定型温度为130-135℃，定型速度0.5-2m/min，定型张力300-500kg/m的条件下，对机织网结构的支撑导流层进行热定型处理。

4)提供复合面为聚丙烯材料的机织复丝布作为过滤层。

5)将过滤层的复合面设置在距离远红外辐射热装置0.5-1.5mm处，将热定型处理后的支撑导流层的结合面设置在距离远红外辐射热装置0.2-1.0mm处，使过滤层和支撑导流层以预设运行速度同时通过红外辐射热装置的有效热辐射区域和轧辊装置，使得过滤层的复合面和支撑导流层的结合面的表面分别达到各自对应的熔融状态，并对过滤层和支撑导流层进行压合处理；使得过滤层的复合面与支撑导流层的结合面复合，得到复合过滤介质；其中，复合面和机织网结构的结合面的表面分别达到各自对应的熔融状态时，表面所达到的目标温度为160-170℃，预设运行速度为0.8-1.0m/min，压合处理的压力为0.5-1.5MPa。

本实施例能够适用于强碱或强酸应用工况，得到的复合过滤介质的机械抗拉强度为1600N/cm，截留精度为3-5μm。

实施例4

1)提供经线的线径为0.70mm，纬线的线径1.20mm的聚苯硫醚单丝。

2)将上述聚苯硫醚单丝制成螺旋网结构的支撑导流层；

3)在定型温度为180-200℃，定型速度0.5-2m/min，定型张力1000-2000kg/m的条件下，对螺旋网结构的支撑导流层进行热定型处理。

4)提供复合面为聚苯硫醚材料的无纺布作为过滤层。

5)将过滤层的复合面设置在距离远红外辐射热装置0.5-1.5mm处，将热定型处理后的支撑导流层的结合面设置在距离远红外辐射热装置0.2-1.0mm处，使过滤层和支撑导流层以预设运行速度同时通过红外辐射热装置的有效热辐射区域和轧辊装置，使得过滤层的复合面和支撑导流层的结合面的表面分别达到各自对应的熔融状态，并对过滤层和支撑导流层进行压合处理；使得过滤层的复合面与支撑导流层的结合面复合，得到复合材料；其中，复合面和螺旋网结构的结合面的表面分别达到各自对应的熔融状态时，表面所达到的目标温度为270-280℃，预设运行速度为0.4-0.6m/min，压合处理的压力为4-4.5MPa。

6)对复合材料中的无纺布表面进行热塑化处理，得到复合过滤介质；其中，热塑化处理温度为260-270℃，运行速度为4-5m/min，塑化压力为1-2MPa。

本实施例能够适用于酸或碱或具有水解性能的应用工况，得到的复合过滤介质的机械抗拉强度为1900N/cm，截留精度为80-100μm。

实施例5

1)提供经线的线径为0.60mm，纬线的线径0.90mm的聚醚醚酮单丝。

2)将上述聚醚醚酮单丝制成螺旋网结构的支撑导流层；

3)在定型温度为200-220℃，定型速度0.5-2m/min，定型张力1000-2000kg/m的条件下，对螺旋网结构的支撑导流层进行热定型处理。

4)提供复合面为聚醚醚酮材料的无纺布作为过滤层。

5)将过滤层的复合面设置在距离远红外辐射热装置0.5-1.5mm处，将热定型处理后的支撑导流层的结合面设置在距离远红外辐射热装置0.2-1.0mm处，使过滤层和支撑导流层以预设运行速度同时通过红外辐射热装置的有效热辐射区域和轧辊装置，使得过滤层的复合面和支撑导流层的结合面的表面分别达到各自对应的熔融状态，并对过滤层和支撑导流层进行压合处理；使得过滤层的复合面与支撑导流层的结合面复合，得到复合材料；其中，复合面和螺旋网结构的结合面的表面分别达到各自对应的熔融状态时，表面所达到的目标温度为330-340℃，预设运行速度为0.5-0.6m/min，压合处理的压力为2-3MPa。

6)对复合材料中的无纺布表面进行热塑化处理，得到复合过滤介质；其中，热塑化处理温度为320-330℃，运行速度为1-2m/min，塑化压力为1-1.5MPa。

本实施例能够适用于酸或碱或具有腐蚀特性的应用工况，得到的复合过滤介质的机械抗拉强度为2500N/cm，截留精度为100-120μm。

本申请是能够突破现有过滤介质截留精度(分离质量)、过滤分离速率(处理产能)、机械强度和尺寸稳定性无法有效统一的难题，在提升介质综合性能的前提下，采用热聚合技术表面熔融原理将支撑导流层和过滤层复合在一起，不仅确保各层介质的过滤及排水性能，同时能够满足各工况的应用性能，提高产品的适用性及通用性。

相比传统的过滤介质，本申请中的复合过滤介质在相同透气度条件下，其过滤通量(L/m2.s)提升30-50％。

相比采用粘合剂复合制成的过滤介质，本申请中的复合过滤介质的复合方法，不会造成纤维之间孔隙的堵塞，可以有效提高过滤介质的性能，且制备过程中不会产生有害物质，环境友好，安全性较高。

以上所揭露的仅为本申请一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (12)

1.一种复合过滤介质，其特征在于，包括支撑导流层和过滤层，所述支撑导流层设有结合面，所述过滤层设有复合面，所述过滤层的复合面通过热聚合技术与所述支撑导流层的结合面复合；

所述支撑导流层为网状结构，所述支撑导流层采用由高分子聚合物材料形成的大直径单丝制成；

所述复合面采用高分子聚合物材料制成，所述复合面采用的高分子聚合物材料与所述支撑导流层采用的高分子聚合物材料相同。

2.根据权利要求1所述的复合过滤介质，其特征在于，所述支撑导流层为螺旋网结构或机织网结构。

3.根据权利要求1所述的复合过滤介质，其特征在于，所述过滤层包括无纺布和机织复丝布中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的复合过滤介质，其特征在于，所述高分子聚合物包括聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚苯硫醚和聚醚醚酮中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的复合过滤介质，其特征在于，所述大直径单丝的线径为0.5-1.5mm。

6.根据权利要求1所述的复合过滤介质，其特征在于，还包括连接件，

所述连接件用于连接所述支撑导流层相对的两端；

所述连接件采用的材料与所述支撑导流层采用的高分子聚合物材料相同。

7.根据权利要求1所述的复合过滤介质，其特征在于，所述复合过滤介质的机械抗拉强度大于等于1500N/cm，截留精度为1-200μm。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的复合过滤介质的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1:采用由高分子聚合物材料形成的大直径单丝制成网状结构的支撑导流层；所述支撑导流层设有结合面；

S2:对所述网状结构的支撑导流层进行热定型处理；

S3:提供设置有复合面的过滤层，所述复合面采用高分子聚合物材料制成，所述复合面采用的高分子聚合物材料与所述支撑导流层采用的高分子聚合物材料相同；

S4：采用热聚合技术将所述过滤层的复合面与所述支撑导流层的结合面复合，使得所述过滤层与所述支撑导流层复合，得到复合过滤介质。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述采用热聚合技术将所述过滤层的复合面与所述支撑导流层的结合面复合包括：

S41,将所述过滤层与所述支撑导流层相对置于远红外辐射热装置的两侧，所述过滤层的复合面和所述支撑导流层的结合面相对设置；其中，所述复合面与所述远红外辐射热装置之间的热辐射距离为第一距离，所述结合面与所述远红外辐射热装置之间的热辐射距离为第二距离；

S42,使所述过滤层和所述支撑导流层以预设运行速度同时通过所述远红外辐射热装置的有效热辐射区域和轧辊装置，使得所述过滤层的复合面和所述支撑导流层的结合面的表面分别达到各自对应的熔融状态，并对所述过滤层和所述支撑导流层进行压合处理，使得所述过滤层的复合面与所述支撑导流层的结合面复合。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述结合面的表面熔融状态为所述结合面的表面熔融厚度小于等于所述结合面中大直径单丝线径的三分之一；

所述复合面的表面熔融状态为所述复合面的表面熔融厚度小于等于所述复合面总厚度的三分之一。

11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在步骤S42中，所述远红外辐射热装置的有效热辐射区域的工作温度为400-800℃；

所述轧辊装置对所述过滤层和所述支撑导流层进行压合处理的压力为0.5-5MPa；

所述第一距离为0.5-1.5mm，所述第二距离为0.2-1.0mm；

所述预设运行速度为0.3-1m/min。

12.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述采用热聚合技术将所述过滤层的复合面与所述支撑导流层的结合面复合，使得所述过滤层与所述支撑导流层复合之后，还包括：

对所述过滤层的表面进行热塑化处理，得到复合过滤介质。

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